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Paolo Garagnani

Professore associato

Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale

Settore scientifico disciplinare: MED/04 PATOLOGIA GENERALE

Curriculum vitae

CURRICULUM VITAE

Nome: Paolo Garagnani

Indirizzo: Via Bentivogli 129, 40138, Bologna, Italia

Telefono: 0039 3284338368

E-mail: paolo.garagnani2@unibo.it

Nazionalità: Italiana

Data di nascita: 29 maggio 1973

- PRINCIPALI CONSEGUIMENTI SCIENTIFICI

Nel corso di un lungo e largamente indipendente percorso di ricerca, in diversi laboratori, ma soprattutto in quello diretto dal Prof. Claudio Franceschi, dell’Università di Bologna, ho acquisito competenze sia tecniche e metodologiche che concettuali e teoriche che ho successivamente applicato allo studio della bio-patologia dell’invecchiamento. In particolare ho:

  1. messo a punto e standardizzato le metodologie per l’analisi epigenetica(metilazione del DNA) dell’intero genoma e per l’analisi di specifici geni candidati utilizzando le più avanzate piattaforme che consentono di studiare 27.000 CpG (Illumina HumanMethylation27 BeadChip) e più recentemente circa 480.000 CpG (Illumina HumanMethylation450 BeadChip) e Sequenom MassArray platform, rispettivamente;
  2. messo a punto un originale metodo di analisi statistica dei dati di metilazione del DNA ottenuti con le sopramenzionate metodologie;
  3. identificato per primo i più robustisingoli marcatori (epigenetici) di età cronologica nell’uomo (ELOVL2, FHL2; coefficiente di correlazione con l’età: =0,9 e =0,8 rispettivamente), un datoche è stato confermato dai maggiori laboratori negli anni successivi;
  4. identificato una “firma epigenetica” della sindrome di Down, dimostrando inoltre, in collaborazione con il più importante studioso del settore (Prof. Steve Horvath, UCLA, USA), l’accelerato invecchiamento epigenetico di numerosi tessuti (cervello, sangue, saliva e leucociti circolanti) in questa sindrome.
  5. messo a punto e standardizzato tecniche per il sequenziamento di nuova generazione su piattaforme: Illumina MiSeq, HiSeq1000 e 2000, Genome Analyzer IIx; Life technology Ion Torrent. Su queste piattaforme ho diretto la messa a punto dei protocolli di preparazione (estrazione e preparazione degli acidi nucleici, generazione delle librerie di sequenziamento) e di analisi dei dati per le seguenti tecniche: sequenziamento completo del DNA genomico, sequenziamento delle regioni codificanti del genoma (exome sequencing), RNA-Seq, MeDip-Seq, sequenziamento ad elevatissimo coverage del DNA mitocondriale (mtDNA).
  6. proposto per la prima volta e validatoil modello dei centenari come “super-controllo” per lo studio delle basi genetiche delle patologie età- associate.Questo originale e potente (in senso statistico) approccio va oltre il tradizionale uso di controlli “sani” comparabili per sesso ed etàe, utilizzando il DNA di soggetti che non hanno mai avuto la patologia in esame malgrado la loro lunghissima vita, consente non solo di dare un significato biologico alle varianti genetichedi rischio ma anche di individuare per la prima volta varianti genetiche “protettive”;
  7. utilizzato la più avanzata tecnologia di sequenziamentodel DNA (“ultra-deep sequencing”) per quantificare l’accumulo dimutazioni eteroplasmiche del mtDNA ed identificarne l’origine, considerato uno dei più controversi e metodologicamente difficili problemi della bio-patologia deimitocondri. A questo proposito ho utilizzato un modello originale rappresentato da 30 famiglie costituite da donne centenarie e dalle loro figlie e ho sequenziato le due regioni ipervariabili del mtDNA ad un coverage che non ha precedentiin letteratura (circa 50.000x). Ho potuto così dimostrare che in ogni coppia centenaria-figlia, si possono individuare sia mutazioni “private” della mamma e della figlia, che un numero consistente di mutazioni condivise da ciascuna coppia ma diverse da famiglia a famiglia, suggerendo quindi che esse siano trasmesse per via materna (ovociti) e rappresentino una delle componenti, fino ad oggi solo presupposta, di longevità nella specie umana;
  8. studiato la metilazione del DNA ribosomiale in relazione al ruolo della biogenesi ribosomiale nella crescita neoplastica.A questo proposito ho studiato casi ben caratterizzati di cancro della mammella dimostrando chela regolazione epigenetica del DNA ribosomiale è alterata ed associata ad un validato marcatore di aggressivitàtumoralequale la dimensione del nucleolo;
  9. ho concettualizzato il complesso ruolo del micro-ambiente nella crescita e progressione del cancro del colon, proponendo una visione integratadelle molteplici componentipatogenetiche spesso trattate in modo frammentario quali invecchiamento, infiammazione, dieta/microbiota intestinale e alterazioni epigenetiche.Questa concettualizzazione è statasuccessivamente ripresa e citata da numerosi autori e ha avviato numerose collaborazioni scientifiche in corso.
  10. Ho contribuito con le mie competenze sulle basi genetiche delle patologie età-associate, ad uno dei maggiori consorzi internazionali sulle basi genetiche dell’invecchiamento in salute e della longevità umana, che attraverso uno studio sull’intero genoma che ha coinvolto un totale di 200.000 soggetti, haidentificato per la prima volta un marcatore ed una regione cromosomica (5q33.3) che associa positivamente con la longevità e sembra essere protettivo verso le patologie cardiovascolari.
  11. Sono uno dei partner (titolare dei fondi), come Università di Bologna, del progetto europeo collaborativo PROPAG-AGING sulla malattia di Parkinson, una delle maggiori patologie età-associate, finanziato dalla Commissione Europea con 6M€. In questo progetto ho lo specifico compito di correlare la patogenesi di questa patologia neuro-degenerativa con il processo di invecchiamento (confronto con i centenari e loro figli) attraverso lo studio di alterazioni epigenetiche (sull’intero genoma) al fine di identificareuna “firma epigenetica”sia di malattia che soprattutto degli stadipre-motori , per la identificazione precoce dei soggetti a più alto rischio rischio di sviluppare la patologia.
  12. Sono uno dei partner (titolare dei fondi), come Università di Bologna, dell’azione europea Marie-Sklodowska-Curie PANINI. In questo progetto sarò il tutor di un dottorando titolare di una borsa Marie-Sklodowska-Curie, che verrà inserito nel gruppo di ricerca da me diretto per studiare in particolare gli effetti epigenetici (metilazione del DNA) della nutrizione (dieta Mediterranea) sull’anziano.
  13. Sono uno dei partner (titolare dei fondi), come Università di Bologna, dell’azione europea Marie-Sklodowska-Curie PAIN-NET. In questo progetto sarò il tutor di un dottorando titolare di una borsa Marie-Sklodowska-Curie, che verrà inserito nel gruppo di ricerca da me diretto per studiare in particolare il ruolo dell’epigenetica (metilazione del DNA) in diverse condizioni di dolore cronico.
  14. Sono uno dei partner (titolare dei fondi), come Università di Bologna, dell’azione europea Marie-Sklodowska-Curie IM4FUTURE. In questo progetto sarò il tutor di un dottorando titolare di una borsa Marie-Sklodowska-Curie, che verrà inserito nel gruppo di ricerca da me diretto per studiare in particolare nuovi metodi statistici per l’analisi integrata di dati omicir.
  15. Dal Gennaio 2014, sono associato al Karolinska Instituet, Division of Clinical Chemistry, Department of Laboratory Medicine (LABMED), H5.
  16. Sono sub-contractor (titolare di fondi) del progetto “COPD and emphysema in HIV/AIDS” (Bando Ricerca Finalizzata 2011-2012 – Bando Giovani Ricercatori, coordinatore scientifico Dott.ssa Gabirella Orlando, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Modena), nel quale ho il compito di applicare marcatori epigenetici di età a soggetti HIV positivi affetti da complicanze respiratorie, per determinarne la velocità di invecchiamento.
  17. Sono manager scientifico del progetto finanziato dalla casa farmaceutica Pfizer, “Genome-wide association study for biomarkers identification in Italian population with psoriatic arthritis”, in questo progetto mi occupo della sua direzione scientifica, ed in particolare della generazione dei dati di genomici. In questo progetto mi sono curato di inserire il modello dei centenari come super-controllo in confronto con i soggetti affetti artrite psoriasica.
  18. Partecipo a numerosi progetti finanziati dalla Commissione Europea, nei quali ho precisi compiti di ricerca sulla base della mia specifica esperienza tecnica e scientifica, come attestato da alcune delle lettere di referenza allegate. In particolare ho svolto e svolgerò attività scientifica nei progetti: HUMAN, COBRA, MISSION T2D, MIMOMICS, NU-AGE, IDEAL, MARKAGE e GeHA.

- ESPERIENZA LAVORATIVA

i) Dal 30 giugno 2016 ad oggi, Ricercatore universitario a tempo determinato tipo b) (senior) presso: Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Laboratorio del Prof. Claudio Franceschi, Professore emerito. Oggetto della ricerca: attività di ricerca nell’ambito del settore disciplinare MED 04, Patologia Generale, Settore concorsuale 06/A2 Patologia Generale e Patologia Clinica.

ii) Dal 4 marzo 2014 al 30 giugno 2016, Ricercatore universitario a tempo determinato tipo a) (junior) presso: Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Laboratorio del Prof. Claudio Franceschi, Professore Alma Mater. Oggetto della ricerca: analisi delle basi genetiche ed epigenetiche dell’invecchiamento, della longevità umana e di patologie età-associate.

ii) Dal 1 giugno 2013 al 28 febbraio 2014, Assegno di ricerca presso: Centro Interdipartimentale Galvani, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Laboratorio del Prof. Claudio Franceschi, professore ordinario di Immunologia presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Oggetto della ricerca: analisi dei profili di metilazione a livello genomico e gene-specifico di diversi modelli di invecchiamento fisiologico e patologico.

iii) Dal 1 giugno 2011 al 31 maggio 2013, Assegno di ricerca presso: Centro Interdipartimentale Galvani, Laboratorio del Prof. Claudio Franceschi, professore ordinario di Immunologia presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Oggetto della ricerca: analisi dei profili di metilazione a livello genomico e gene-specifico di diversi modelli di invecchiamento fisiologico e patologico.

iv) Dal 1 giugno 2010 al 31 maggio 2011, Assegno di ricerca presso: Dipartimento di Ematologia e scienze oncologiche “L.E.A. Seragnoli”, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Laboratorio del Prof. Claudio Franceschi, professore ordinario di Immunologia presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Oggetto della ricerca: Ruolo dei polimorfismi di geni candidati nei tumori cerebrali, per identificare markers di responsività/resistenza alla chemio e radio-terapia.

v) Dal 1 giugno 2009 al 31 maggio 2010, Assegno di ricerca presso: Dipartimento di Biotecnologie, Università di Verona. Laboratorio del Prof. Massimo Delledonne. Oggetto della ricerca: applicazioni di materiali nanostrutturati nell’analisi microarray.

vi) Dal 1 aprile 2008 al 31 maggio 2009, Incarico di collaborazione presso: Centro Ricerche Biomediche Applicate (CRBA), laboratorio Dr.ssa Vilma Mantovani, AUSL S. Orsola Malpighi (Bologna). Oggetto della ricerca: identificazione di biomarker circolanti e genetici relativi alla sindrome metabolica tramite spettrometria di massa e genomica.

vii) Dal 1 gennaio 2009 al 30 aprile 2009, Incarico di collaborazione presso: Laboratorio di Fotochimica diretto dal Prof. Luca Prodi, Istituto G. Ciamician, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Oggetto della ricerca: utilizzo di traccianti fluorescenti coniugati, comprese nanoparticelle, per applicazioni in biologia molecolare.

viii) Dal 1 luglio 2008 al 31 dicembre 2008, Incarico di collaborazione presso: Laboratorio di Fotochimica diretto dal Prof. Luca Prodi, Istituto G. Ciamician, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Oggetto della ricerca: utilizzo di traccianti fluorescenti coniugati, comprese nanoparticelle, per applicazioni in biologia molecolare.

ix) Dal 1 gennaio 2008 al 31 giugno 2008, Incarico di collaborazione presso: Laboratorio di Fotochimica diretto dal Prof. Luca Prodi, Istituto G. Ciamician, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Oggetto della ricerca: utilizzo di traccianti fluorescenti coniugati, comprese nanoparticelle, per applicazioni in biologia molecolare.

x) Dal 1 ottobre 2007 al 31 dicembre 2007, Incarico di collaborazione presso: Laboratorio di Fotochimica diretto dal Prof. Luca Prodi, Istituto G. Ciamician, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Oggetto della ricerca: utilizzo di traccianti fluorescenti coniugati, comprese nanoparticelle, per applicazioni in biologia molecolare.

xi) Dal 1 ottobre 2006 al 4 aprile 2007 Periodo di ricerca finanziato da una borsa di studio Marco Polo dell’Università di Bologna presso: Dipartimento di Scienze Sperimentali e della Salute, Unità di Biologia Evolutiva, dell'Università Pompeu Fabra di Barcellona, Spagna. Oggetto della ricerca: “Haplotype composition and linkage disequilibrium: an analysis of the Iberian Peninsula and North Africa”

xii) Dal 1 febbraio 2005 al 1 febbraio 2006 Incarico di collaborazione presso: CRBA, laboratorio Dr.ssa Vilma Mantovani, AUSL S. Orsola Malpighi (Bologna)

- ISTRUZIONE e FORMAZIONE

Laurea in Scienze Biologiche. Votazione 104/110 Conseguita il 12/03/2003

Titolo della Tesi sperimentale: “Analisi della variabilità del DNA mitocondriale di una popolazione Luo del Kenya”. Internato svolto nel laboratorio di genetica molecolare, diretto dalla Professoressa Donata Luiselli, presso il Dipartimento di Biologia Evoluzionistica e Sperimentale della facoltà di Scienze Biologiche, Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Esperienze acquisite durante i 16 mesi di internato: estrazione di DNA, P.C.R., elettroforesi su gel, sequenziamento automatico metodo Sanger.

Dottorato in Biodiversità ed Evoluzione Conseguito il 04/05/2007 Titolo della tesi: “Human genetic variability of two genes involved in iron homoestasis, Haptoglobin and Hepcidin, and in a geneless region of chromosome 22”. Dottorato svolto dal 1 gennaio 2004 al 31 dicembre 2006 (Data di conseguimento del titolo: 4 maggio 2007), presso il laboratorio di genetica molecolare, diretto dalla Professoressa Donata Luiselli, Dipartimento di Biologia Evoluzionistica e Sperimentale della facoltà di Scienze Biologiche, Alma Mater Studiorum Università di Bologna e presso il CRBA, laboratorio Dr.ssa Vilma Mantovani, AUSL Ospedale S. Orsola-Malpighi, Bologna.

Attività svolta e competenze acquisite durante i tre anni di dottorato:

- studi di associazione caso-controllo basati sull’analisi della variabilità molecolare di popolazione;

- tecniche sperimentali quali elettroforesi capillare, real-time PCR e dHPLC;

- gestione sperimentale del lavoro di laboratorio e rielaborazione dei dati ottenuti.

- analisi della variabilità a livello molecolare di popolazioni dell’Africa centro-orientale

- analisi della variabilità a livello molecolare del gene dell’aptoglobina in popolazioni italiane

- analisi della variabilità di geni legati all’omeostasi del ferro in popolazioni italiane

- analisi della variabilità molecolare di una regione di 1 mb del cromosoma 22 in popolazioni della penisola iberica e del Nord Africa

- analisi di geni legati allo sviluppo del diabete giovanile in popolazioni italiane

- analisi della variabilità del gene CFTR in popolazioni italiane

- analisi della variabilità a livello molecolare di una collezione di pazienti italiani affetti dalla malattia di Behcet

- analisi della variabilità a livello molecolare di una collezione di pazienti italiani affetti da artrite psoriasica

- analisi della predisposizione a livello molecolare allo sviluppo della Sindrome Metabolica

- sviluppo di metodi per la rilevazione a livello molecolare di 10 ceppi del virus HPV

- analisi a livello molecolare di variabili molecolari coinvolte nel metabolismo del Busulfano in una popolazione di pazienti che hanno subito trapianto di midollo osseo

- analisi della variabilità dei pattern di metilazione in geni coinvolti nello sviluppo di neoplasie in pazienti affetti da tumore del cervello

- viluppo di metodi per l’analisi molecolare applicando materiali nano strutturati attivi in fotoluminescenza ed in elettrochemiluminescenza.

- analisi della variabilità molecolare mediante utilizzo di microarray Affimetrix in pazienti affetti da leucemia mieloide cronica e acuta e da leucemia linfatica cronica e acuta

- analisi della variabilità molecolare mediante metodo RNA-seq di un paziente affetto da leucemia mieloide acuta.

- COINVOLGIMENTO IN PROGETTI FP7 ED H2020 ED IN ALTRI PROGETTI

H2020

PROPAG-AGEING (The continuum between healthy ageing and idiopathic Parkinson Disease within a propagation perspective of inflammation and damage: the search for new diagnostic, prognostic and therapeutic targets, H2020-EU.3.1.1., 2015-2019, Rif. 634821). Titolare di Fondi.

PANINI (Physical Activity and Nutrition INfluences In ageing, H2020-MSCA-ITN-2015, R2016-2020, if. 675003). Titolare di Fondi.

PAIN-NET (Molecule-to-man pain network, H2020-MSCA-ITN-2015, R2017-2021, rif. 721841). Titolare di Fondi.

IM4FUTURE (Mathematical methods for the analysis of omic date, H2020-MSCA-ITN-2015, R2016-2020, if. 721815). Titolare di Fondi.

FP7

HUMAN (Health and the Understanding of Metabolism, Aging and Nutrition, FP7-HEALTH, 2013-2018, Rif. 602757).

COBRA (Co-morbidity in relation to Aids, FP7-HEALTH, 2013-2017, Rif. 305522).

MISSION-T2D (Multiscale Immune System Simulator for the ONset of Type 2 Diabetes integrating genetic, metabolic and nutritional data, FP7-ICT, 2013-2016, Rif. 600803).

MIMOMICS (Methods for Integrated analysis of Multiple Omics datasets, FP7-HEALTH, 2012-2017, Rif. 305280).

NU-AGE (New dietary strategies addressing the specific needs of elderly population for an healthy ageing in Europe, FP7-KBBE, 2011-2016, Rif. 266486).

IDEAL (Integrated research on DEvelopmental determinants of Aging and Longevity, FP7-HEALTH, 2011-2016, Rif. 259679).

MARK-AGE (European Study to Establish Biomarkers of Human Ageing, FP7-HEALTH, 2008-2013, Rif. 200880).

GEHA (Genetics of Healthy Ageing, FP6-LIFESCIHEALTH, 2004-2010, Rif. 503270).

ALTRI PROGETTI

Progetto “Inflammaging in the concept of Parkinson's Disease” finanziato dalla fondazione Michael Jay Fox. Titolare di Fondi

Progetto “Genome-wide association study for biomarkers identification in Italian population with psoriatic arthritis”, finanziato dall’azienda Pfizer.

Progetto “COPD and emphysema in HIV/AIDS”, Bando Ricerca Finalizzata 2011-2012 – Bando Giovani Ricercatori, coordinatore scientifico Dott.ssa Gabirella Orlando, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Modena. Titolare di Fondi.

- TITOLARITÀ DI FONDI

MICHAEL JAY FOX FOUNDATION: importo 243.150 euro

PROPAG-AGEING: importo 213.500 euro

PANINI: importo 258.061,32 euro

PAIN-NET: importo 258.061,32 euro

IM4FUTURE: importo 258.061,32 euro

Progetto “COPD and emphysema in HIV/AIDS”: importo 50.000 euro

- INSEGNAMENTO

- 2016-2017 Università degli Studi di Bologna, Scuola di Medicina e Chirurgia, Laurea Magistrale a ciclo unico in Medicina e chirurgia, Patologia e Fisiopatologia Generale (REC) (B) – 2 cfu

- 2016-2017 Università degli Studi di Bologna, Scuola di Medicina e Chirurgia, Laurea Magistrale a ciclo unico in Medicina e chirurgia, Laboratorio di Patologia Generale (REC) (B) – 8 cfu

- 2016-2017 Università degli Studi di Bologna, Scuola di Medicina e Chirurgia, Laurea Magistrale in Scienze delle professioni sanitarie della prevenzione, Valutazione del Rischio (REC) (B) – 3 cfu

- CO-RELATORE DI TESI SPERIMENTALI

Stefania Antico, Laurea Magistrale in Biologia, 2011

Cristina Giuliani, Laurea Magistrale in Biotecnologie Mediche, 2011

Francesca Crupi, Laurea Magistrale in Biologia, 2012

Francesco Ravioli, Laurea Triennale in Biotecnologie, 2013

Miriam Zuccalà, Laure Magistrale in Biotecnologie Mediche, 2013

Maria Luisa Nicolini, Laurea Magistrale in Scienze Statistiche, 2013

- ATTIVITÀ IMPRENDITORIALE COLLEGATA ALLA RICERCA

- Dal 2012 azionista dell’azienda Personal Genomics (3%) Spin-off dell’Università di Verona e dal 2015 Spin-off congiunto con l’Università di Bologna, catalogata come azienda Innovativa, che ha come mission l’utilizzo di tecnologie di sequenziamento degli acidi nucleici di ultima generazione per l’ideazione e commercializzazione di prodotti per la medicina personalizzata.

- Dal 2014 azionista dell’azienda BIODIVERSA (3%), catalogata come azienda Innovativa, che ha come mission l’utilizzo di tecnologie portatili per l’analisi degli acidi nucleici per lo sviluppo di prodotti diagnostici ad uso ambulatoriale o di campo.

- PREMI

- 2016, premio come miglior articolo dell’anno 2015 della rivista Aging Cell, per l’articolo: Horvath S, Garagnani P, Bacalini MG, Pirazzini C, Salvioli S, Gentilini D, Di Blasio AM, Giuliani C, Tung S, Vinters HV, Franceschi C. Accelerated epigenetic aging in Down syndrome. Aging Cell. 2015; 14:491–495. Primo nome Equally Contributed.

- ASSOCIATURA AD ISTITUTI ESTERI

- Dal 1 gennaio 2017, sono associato al Karolinska Instituet, Division of Clinical Chemistry, Department of Laboratory Medicine (LABMED), H5.

- Dal 13 marzo 2017 al 31 dicembre 2017 sono associato con incarico di ricerca all’Istituto di Genetica Molecolare del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Via Abbiategrasso, 207 - 27100 Pavia, Italia.

- PUBBLICAZIONI

Sono autore di 88 pubblicazioni su riviste scientifiche peer-review, di cui 27 in cui figuro come autore attivo (primo autore, ultimo autore o autore corrispondente).

Indici Scopus: h-index 20, citazioni totali 1275 (di 1161 a partire dal 2014)

Ultimi avvisi

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