Per individuare biomarcatori non invasivi nel sangue abbiamo adottato una strategia trasversale avvalendoci di tecnologie innovative “ad alta processività” capaci di misurare simultaneamente i livelli di espressione di tutti i microRNA (A) o di identificare, tramite sequenziamento di nuova generazione (NGS), tutte le mutazioni presenti nel DNA circolante (B).

I dati ottenuti, elaborati con metodi statistici e bioinformatici, hanno permesso l’identificazione, nelle diverse patologie, di possibili biomarcatori. La loro conferma permetterà lo sviluppo di saggi clinici capaci di migliorare la diagnosi precoce, la prognosi,  di predire una maggiore aggressività di malattia o la risposta a un trattamento.

pubblicazioni

Responsabile

Marialuisa Sensi

Presentazione del gruppo

Il ruolo del gruppo di Genomica Funzionale e Bioinformatica (Dipartimento di Ricerca Applicata e Sviluppo Tecnologico), è quello di promuovere attive collaborazioni multidisciplinari per eseguire esperimenti ad alta processività e sensibilità volti a fornire risposte a quesiti clinicamente rilevanti nel campo della ricerca oncologica. Il gruppo ha competenze in molteplici applicazioni di genomica e di bioinformatica, quali l’identificazione di nuovi sottotipi di tumori e di biomarcatori, lo sviluppo di predittori, l'integrazione dei dati e la meta-analisi da diversi data-sets. Il gruppo è in grado di gestire tutte le fasi relative alla conduzione di esperimenti di genomica: fornisce il supporto per la progettazione sperimentale e la pianificazione degli stessi; conduce le tecniche richieste, a partire dall’estrazione di acidi nucleici e controllo qualità del materiale; applica metodi bioinformatici rigorosi per l'elaborazione dei dati e per la scoperta e la convalida di potenziali biomarcatori; supporta i gruppi di ricerca biomedica nell'interpretazione dei risultati. Inoltre svolge attività di ricerca autonoma, finalizzata a: ottimizzare i protocolli di laboratorio richiesti per le diverse applicazioni in relazione ai campioni di riferimento (tessuti, biopsie liquide, FFPE o exosomi); valutare i metodi computazionali disponibili per diverse tipologie di analisi, come per esempio l’analisi dei profili di miRNA circolanti e lo sviluppo di predittori clinicamente utili; definire algoritmi di calcolo specifici. Infine, il gruppo fornisce supporto di formazione attraverso l'organizzazione di seminari interni ed esterni.

 

Ruolo nel progetto, programma sperimentale

Nell’ambito del progetto, il gruppo guidato dalla Dr.ssa Marialuisa Sensi, si occuperà prevalentemente di: i) implementazione di tecnologie adeguate alla determinazione dei profili di miRNA circolanti nella pratica clinica; ii) ottimizzazione dell’approccio sperimentale richiesto dalle diverse tecnologie; iii) analisi di miRNA circolanti nelle casistiche di validazione, tramite l’utilizzo della piattaforma OpenArray; iv) selezione ed ottimizzazione di metodi computazionali adeguati alla comprensione della biologia e all’integrazione dei dati, sia all’interno di ogni singolo progetto sia tra i diversi progetti; v) supporto tecnologico e bioinformatico a tutti i gruppi di ricerca coinvolti. In precedenza, il gruppo ha contribuito alla definizione di profili di miRNA circolanti per le specifiche patologie in esame, tramite piattaforma OpenArray. I risultati ottenuti sono stati molto promettenti, per cui ora ci si propone di riprodurli con una tecnologia differente, più adatta alla trasposizione clinica. Pertanto è in corso la valutazione delle prestazioni offerte utilizzando il saggio nCounter (nCounter V3 miRNA) sviluppato da nanoString e la piattaforma nCounter Dx Analysis System FLEX, già adeguata ad uso clinico. Il saggio, che consente l’analisi di 800 miRNA, permette, con minima manipolazione tecnica, la produzione di conteggi digitali che verranno utilizzati per valutare, negli stessi campioni, la sovrapponibilità dei dati con quelli precedentemente ottenuti con OpenArray. Qualora questa tecnologia produca risultati soddisfacenti, si potrà procedere alla creazione di saggi miRNA nCounter personalizzati per le diverse patologie tumorali. Le altre attività previste per lo sviluppo di un saggio idoneo alla clinica comporteranno la convalida dei profili miRNA identificati su nuove casistiche di pazienti, utilizzando OpenArray. Anche in questo settore è stato introdotto recentemente un nuovo saggio per l’analisi di miRNA (TaqMan™ Advanced) utilizzabile con la medesima piattaforma. Come il precedente consente una quantificazione altamente sensibile e specifica dello stesso numero di miRNA tramite qPCR ed è applicabile a miRNA circolanti. Diversamente dal precedente, utilizza una retrotrascrizione universale per tutti i miRNA che diminuisce i possibili artefatti tecnici e semplifica la procedura a valle . Sono attualmente in corso esperimenti su campioni precedentemente profilati per la conferma della riproducibilità dei risultati, utilizzando la nuova tecnologia disponibile. I risultati di questo esperimento indirizzeranno sulla scelta della tecnologia Open Array da utilizzare in fase di validazione. Le analisi sopra descritte consentiranno di valutare la possibilità del traferimento clinico dei biomarcatori candidati con le piattorme e metodologie indicate.

 

Staff

Marialuisa Sensi

Biologo, Dirigente

Loris De Cecco

Biologo, Contrattista

Matteo Dugo

Bioinformatico, Studente PhD

Andrea Mariancini

Biotecnologo

Andrea Devecchi

Bioinformatico, Borsista

Edoardo Marchesi

Tecnico di laboratorio

Donata Penso

Tecnico di laboratorio

 

 

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