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LABION

IRCCS "S. Maria Nascente" - Milano

LABION - Laboratorio di Nanomedicina e Biofotonica Clinica

Fondato nel 2006 su iniziativa del dr. Furio Gramatica e della dr.ssa Marzia Bedoni, il Laboratorio di Nanomedicina e Biofotonica Clinica (LABION – www.labion.eu) è il laboratorio più giovane del Centro IRCCS "S. Maria Nascente" di Milano. L’attività di ricerca del laboratorio è da sempre rivolta allo sviluppo e alla traslazione di tecnologie innovative basate sulle nanotecnologie per studiare, approfondire e risolvere problematiche di considerevole impatto clinico.

Principali aree di attività

In particolare, negli anni il laboratorio si è focalizzato sullo studio di materiali micro/nanostrutturati per la somministrazione di farmaci e misurazione di biosegnali che hanno portato anche alla pubblicazione di brevetti italiani ed europei e sullo studio di metodiche innovative basate sulle nanotecnologie e sulla biofotonica per l’individuazione di marcatori di patologie neurodegenerative (Sclerosi Multipla, malattia di Alzheimer e morbo di Parkinson) e cerebrovascolari (ictus) e marcatori di rigenerazione e marcatori complessi quali le vescicole extracellulari.
Principali aree di attività
Negli ultimi anni l’attività di ricerca si è focalizzata sullo sviluppo di nuove nanotecnologie per la personalizzazione e l’ottimizzazione del percorso riabilitativo. Obiettivo specifico è l’individuazione di marcatori di riabilitazione e di rigenerazione per consentire il monitoraggio non invasivo dell’effetto del trattamento farmacologico e riabilitativo, nell’ottica di una maggiore personalizzazione ed ottimizzazione del piano terapeutico nei pazienti con patologie neurodegenerative e cerebrovascolari.
Punti di forza del laboratorio sono il gruppo di ricerca multidisciplinare e la strumentazione all’avanguardia, acquisita grazie al contributo ottenuto da parte del ministero della Salute, in seguito alla vittoria di tre progetti Conto Capitale (2010, 2012 e 2016).

Staff

• Responsabile scientifico: dr.ssa Marzia Bedoni (Biologa, PhD)

Alice Gualerzi (Biologa, PhD)
Silvia Picciolini (Chimica e Tecnologia Farmaceutiche, PhD)
Cristiano Carlomagno (Biotecnologo, PhD)

Progetti principali

Negli anni il LABION è stato finanziato per la sua attività di ricerca da diverse istituzioni quali ministero della Salute, Comunità Europea, Regione Lombardia e altri enti nazionali (come Fondazione Cariplo e Fondazione Umberto Veronesi) e internazionali.

Fra i principali progetti attivi che hanno ricevuto finanziamenti e coinvolgono il gruppo di ricerca LABION, si segnalano:
• titolo del progetto: NEVERMIND - Nuove frontiere nello sviluppo di nanofarmaci per il miglioramento dell’efficacia e della sicurezza terapeutica nelle patologie neurologiche
Coordinatore del progetto e PI dell’Unità: Marzia Bedoni Co-PI: Marina Saresella
Progetto finanziato da Fondazione Regionale per la Ricerca Biomedica nell'ambito di progetti di rete II Edizione
Il progetto di ricerca NEVERMIND nasce con l'obiettivo di creare nanovettori (NVs) innovativi costituiti da farmaci incapsulati all'interno di nanoparticelle ingegnerizzate, capaci di superare la barriera emato-encefalica e rilasciare il farmaco in situ potendo regolare la neuroinfiammazione e l'indebolimento immunitario associato a patologie cerebrali quali malattia di Alzheimer (AD) e Glioblastoma (GBM). In particolare lo studio condotto nel Laboratorio di Medicina Molecolare e Biotecnologie nell’ambito del suddetto progetto, si occupa dell’analisi degli effetti dei NVs in modelli in vitro, quali monociti isolati da pazienti con AD e linea primaria umana di microglia.

• titolo del progetto: Messa a punto di un efficace metodo per la stratificazione di pazienti affetti da Sclerosi Laterale Amiotrofica: identificazione di biomarcatori salivari attraverso la combinazione di spettroscopia Raman e spettrometria MALDI-TOF
Responsabile: Cristiano Carlomagno
Progetto finanziato da Ministero della Salute – Ricerca Finalizzata, Starting Grant
La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una malattia neurodegenerativa complessa che progressivamente termina con atrofia muscolare irreversibile. Obiettivo dello studio sarà quello di utilizzare la saliva come fonte di marcatori utili per la stratificazione di pazienti affetti da SLA, così da individuare nuovi biomarcatori che possano essere correlati con le scale cliniche esistenti per lo sviluppo di terapie personalizzate. Lo studio della saliva sarà eseguito con tecniche altamente sensibili e all’avanguardia quali la spettroscopia Raman e la spettrometria di massa MALDI-TOF, in grado di identificare e caratterizzare modificazioni biochimiche della saliva dei pazienti nelle diverse fasi della malattia.

• titolo del progetto: Caratterizzazione di esosomi circolanti come nuovi marcatori prognostici nei pazienti colpiti da ictus
Responsabile: Alice Gualerzi
Progetto finanziato da Ministero della Salute – Ricerca Corrente 2018-2019
L’ictus e le patologie cerebrovascolari sono fra le principali cause di morte a livello mondiale e la prima causa di disabilità in età adulta. Lo studio dei processi cellulari in atto a livello nervoso e vascolare in fase acuta e subacuta post-stroke potrebbero fornire strumenti utili per correlare la gravità del danno e le peculiarità del paziente con l’efficacia del trattamento, nell’ottica di una maggiore ottimizzazione e personalizzazione del piano riabilitativo. Gli esosomi che circolano nel sangue sono nanovescicole con funzione di veicoli per molecole bioattive, rilasciati dalle cellule di tutti gli organi. Obiettivo del progetto sarà utilizzare la tecnologia SPRi (Surface Plasmon Resonance imaging) per la valutazione del potere prognostico degli esosomi circolanti nel sangue di pazienti colpiti da ictus ischemico. Lo studio permetterà di valutare lo stato di neuroinfiammazione, rigenerazione neuronale, angiogenesi e danno cellulare per fornire un quadro dei meccanismi di risposta al danno in atto nel paziente, correlandoli con l’esito della riabilitazione valutata con le tipiche scale cliniche.

• titolo del progetto: Analisi della saliva mediante spettroscopia Raman: identificazione e caratterizzazione di biomarcatori per la stratificazione di pazienti affetti da Sclerosi Laterale Amiotrofica
Responsabile: Marzia Bedoni
Progetto finanziato da Ministero della Salute – Ricerca Corrente 2019-2020
L'obiettivo dello studio è la messa a punto e la valutazione delle prestazioni di un metodo di identificazione di potenziali biomarcatori basato sull'analisi Raman e Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) della saliva per la stratificazione e monitoraggio di pazienti affetti da SLA (spinali e bulbari) confrontati con soggetti controllo appaiati per età e sesso. L'obiettivo complessivo riguarderà l'identificazione di uno spettro che fornirà informazioni riguardanti la composizione chimica della saliva e permetterà di valutare la capacità della metodica di identificare una firma Raman specifica per soggetti sani e pazienti SLA.

Collaborazioni attive

Si segnala la collaborazione con università sia italiane che estere che prevedono attività di ricerca e di formazione di studenti per l'elaborazione di tesi di laurea e dottorati di ricerca.
Inoltre sono attive le collaborazioni con centri di ricerca nazionali e internazionali. Il LABION è anche parte della Piattaforma Europea di Nanomedicina (ETPN - https://etp-nanomedicine.eu/) con la dr.ssa Bedoni eletta responsabile dell’Unità Operativa Clinical Interface and Social Impact nel 2019. Dal 2018, il LABION fa parte del Consorzio Internazionale per la Riabilitazione Rigenerativa (ICRR - https://ar3t.pitt.edu/icrr/) fondato congiuntamente dalle Università di Pittsburgh e Stanford ed è socio fondatore della Società Italiana per le Vescicole Extracellulari (EVIta – www.evitasociety.com).

Pubblicazioni 2018/2019

Lombardi M, Parolisi R, Scaroni F, Bonfanti E, Gualerzi A, Gabrielli M, Kerlero de Rosbo N, Uccelli A, Giussani P, Viani P, Garlanda C, Abbracchio MP, Chaabane L, Buffo A, Fumagalli M, Verderio C. Detrimental and protective action of microglial extracellular Vesicles on myelin lesions: astrocyte involvement in remyelination failure. Acta Neuropathologica, 2019.

Clayton A, et al. Considerations towards a roadmap for collection, handling and storage of blood extracellular vesicles. Journal of Extracellular Vesicles, 2019. doi: 10.1080/20013078.2019.1647027

Gualerzi A, Kooijmans SAA, Niada S, Picciolini S, Brini AT, Camussi G, Bedoni M. Raman spectroscopy as a quick tool to assess purity of extracellular vesicle preparations and predict their functionality. Journal of Extracellular Vesicles, 2019. doi: 10.1080/20013078.2019.1568780

Sguassero A, Artiga A, Morasso C, Ramirez Jimenez R, Martín Rapún R, Mancuso R, Agostini S, Hernis A, Abols A, Linē A, Gualerzi A, Picciolini S, Bedoni M, Rovaris M, Gramatica F, de la Fuente JM, Vanna R. A very simple and sensitive enzyme-free approach for the detection of multiple miRNAs using a single nanostructured enhancer of surface plasmon resonance imaging. Analytical Bioanalytical Chemistry, 2019. doi: 10.1007/s00216-018-1331-0.

Théry C, Witwer KW, et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. Journal of Extracellular Vesicles, 2018, 7(1): 1535750. doi: 10.1080/20013078.2018.1535750

Niada S, Giannasi C, Gualerzi A, Banfi G, Brini AT. Differential Proteomic Analysis Predicts Appropriate Applications for the Secretome of Adipose-Derived Mesenchymal Stem/Stromal Cells and Dermal Fibroblasts. Stem Cells International, 2018, 7309031. doi: 10.1155/2018/7309031

Picciolini S, Gualerzi A, Vanna R, Sguassero A, Gramatica F, Bedoni M, Masserini M, Morasso C. Detection and characterization of different populations of plasmatic exosomes by Surface Plasmon Resonance imaging. Analytical Chemistry, 2018, 90(15):8873-8880. doi: 10.1021/acs.analchem.8b00941

Per approfondimenti è possibile consultare il sito del Laboratorio: http://www.labion.eu