Attenzione: questo progetto ha ottenuto dal Comitato etico di Com-Unity la qualifica di progetto di utilità sociale e quindi le donazioni saranno trasferite al proponente e non saranno restituite ai donatori alla scadenza anche se il progetto non raggiungerà l'Importo obiettivo. Il vostro contributo potrà quindi essere utilizzato anche per finanziare uno stralcio del progetto proposto.

INTRODUZIONE
La proposta prevede una collaborazione tra la S.I.I.M.M - Società  Italiana di Informatica Multimediale in Medicina- Associazione senza scopo di lucro,www.siimm  e l'Università degli Studi di Ferrara,,www.unife.it, Dipartimento  di Scienze della Vita e Biotecnologie, per approfondire argomenti afferenti agli insegnamenti di: Biochimica Applicata, Analisi Biochimiche e Cliniche, Terapie cellulari e Biomolecolari. Inoltre, un progetto prevede la produzione di una collezione di seminari specialistici in inglese di interesse per laureandi e dottorandi. Questi seminari saranno prodotti anche in una versione in italiano e in una versione semplificata per non addetti ai lavori.

ACCESSO
La SIIMM organizzerà e gestirà l’accesso alle VIDEOBANCHE. Si prevede un accesso a basso costo per permettere la consultazione estesa.

PROGETTO: DIFFUSIONE DELLE CONOSCENZE AVANZATE NEL CAMPO DELL’INNOVAZIONE IN BIOMEDICINA
Il progetto prevede di produrre una serie di video per illustrare le ricerche più avanzate nel campo della biomedicina.  Questi video contemplano sempre: (a) riprese del docente durante la descrizione delle diapositive; (b) una serie di diapositive descrittive dell’argomento. L’obiettivo è quello di proporre una serie di video didattici che descrivono le principali ricerche innovative nel campo della  Biologia Molecolare. I video saranno preparati (a) in versione inglese per ricercatori a livello internazionale; (b) in versione italiana per ricercatori e (c) in versione italiana “semplificata” per non addetti ai lavori (esempio: scuole medie, pazienti, familiari etc.).

Video programmati: 1. LE BASI MOLECOLARI, LA DIAGNOSI E LA TERAPIA DELLA FIBROSI CISTICA (docente: Giulio Cabrini; titolo in inglese MOLECULAR BASIS, DIAGNOSIS AND THERAPY OF CYSTIC FIBROSIS)
2. STRATEGIE INNOVATIVE PER LA TERAPIA ANTIINFIAMMATORIA DELLA FIBROSI CISTICA (docente: Roberto Gambari; titolo in inglese NOVEL THERAPEUTIC STRATEGIES FOR ANTIINFLAMMATORY THERAPY OF CYSTIC FIBROSIS)
3. NUOVE STRATEGIE TERAPEUTICHE PER LA TALASSEMIA (docente: Roberto Gambari; titolo in inglese NOVEL THERAPEUTIC STRATEGIES FOR THALASSEMIA)
4. CELLULE STAMINALI E TERAPIA RIGENERATIVA PER IL RIPARO DEL DANNO DI OSSO E CARTILAGINE (docente: Roberta Piva; titolo in inglese STEM CELLS AND REGENERATIVE THERAPY FOR BONE AND CARTILAGE REPAIR)
5. APPLICAZIONE IN BIOMEDICINA DI OLIGONUCLEOTIDI SINTETICI E PNA (docente: Alessia Finotti: titolo in inglese BIOMEDICAL APPLICATIONS OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES AND PNAs)

Contenuti del VIDEO N.1.
LE BASI MOLECOLARI, LA DIAGNOSI E LA TERAPIA DELLA FIBROSI CISTICA (MOLECULAR BASIS, DIAGNOSIS AND THERAPY OF CYSTIC FIBROSIS) Questo Video, che sarà coordinato dal Prof. Giulio Cabrini (Verona Hospital, Verona) ha come obiettivo quello di spiegare, in modo comprensibile ad un pubblico generico, le basi molecolari della fibrosi cistica e le terapie in atto. La fibrosi cistica è una malattia di origine genetica dovuta alla presenza, nel corredo genetico dell'individuo, di due mutazioni del gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator). Il gene CFTR, presente sul cromosoma numero 7, regola il passaggio di elettroliti (cloro in particolare) e di acqua, dall'interno all'esterno delle cellule epiteliali, le cellule che rivestono molti organi del nostro corpo. Ogni individuo possiede due cromosomi numero 7 e quindi due copie del gene CFTR. L'individuo sano possiede due copie di gene CFTR normale, mentre la persona malata possiede due copie di gene CFTR entrambe mutate (la mutazione è un'alterazione nella sequenza del DNA che costituisce il gene). La mutazione del gene determina la produzione di una proteina CFTR difettosa o addirittura ne impedisce la sintesi, con la conseguenza che le secrezioni sono povere di acqua, perciò dense e poco scorrevoli ("muco viscido", da cui il nome in passato di "mucoviscidosi"); inoltre comporta che il sudore abbia una concentrazione molto alta di sale, 4-5 volte il normale. Nel pancreas le secrezioni stagnanti possono formare delle specie di cisti e il tessuto circostante tende ad infiammarsi, indurirsi e diventare fibrotico: di qui il nome di fibrosi cistica (il nome originale è in realtà "fibrosi cistica del pancreas", anche se il pancreas è solo uno degli organi colpiti). Gli organi che presentano le più importanti conseguenze cliniche sono i bronchi e i polmoni: all'interno dei bronchi il muco tende a ristagnare e questo predispone ad infezioni respiratorie; nell'85-90% dei casi è colpito il pancreas, che è ostruito dalle sue stesse secrezioni e non svolge l'azione normale di riversare nell'intestino gli enzimi per la digestione dei cibi. Altri organi interessati sono l'intestino, il fegato, i dotti deferenti nel maschio. Il Prof. Cabrini illustrerà brevemente la diagnosi della fibrosi cistica, inclusa la diagnosi prenatale e perinatale. Infine si accennerà alle cure attualmente in atto (FISIOTERAPIA E RIABILITAZIONE RESPIRATORIA per rimuovere dalle vie respiratorie il muco che le ostruisce e favorisce le infezioni; AEROSOLTERAPIA per fluidificare il muco, per dilatare i bronchi; ANTIBIOTICOTERAPIA, NUTRIZIONE) e alle possibili strategie innovative (ad esempio il potenziamento e la correzione della proteina difettosa CFTR.

Contenuti del VIDEO N.2.
STRATEGIE INNOVATIVE PER LA TERAPIA ANTIINFIAMMATORIA DELLA FIBROSI CISTICA (NOVEL THERAPEUTIC STRATEGIES FOR ANTIINFLAMMATORY THERAPY OD CYSTIC FIBROSIS)
Questo Video, che sarà coordinato dal Prof. Roberto Gambari (Dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie, Università di Ferrara) ha come obiettivo quello di spiegare, in modo comprensibile ad un pubblico dotato di conoscenze nel settore biomedico, le nuove strategie terapeutiche (incluse metodologie analitiche e sperimentali) per trattare il processo infiammatorio presente nel paziente affetto da fibrosi cistica. L'infiammazione polmonare si avvale di cicli di terapia cortisonica o di altri farmaci antinfiammatori. Il cortisone è particolarmente impiegato nella complicanza "aspergillosi broncopolmonare allergica”.  Le strategie terapeutiche che saranno oggetto della presentazione hanno come obiettivo quello di interferire con la produzione della proteina IL-8. Saranno descritti i sistemi sperimentali, le metodologie, le strategie biomolecolari proposte (tra cui la strategia decoy). La presentazione si basa su alcune pubblicazioni del gruppo di ricerca. Inoltre, saranno presentate alcune molecole innovative (inclusi prodotti naturali derivati dall’etnofarmacologia).

Contenuti del VIDEO N.3.
NUOVE STRATEGIE TERAPEUTICHE PER LA TALASSEMIA (NOVEL THERAPEUTIC STRATEGIES FOR THALASSEMIA)
Questo video sarà coordinato dal Prof. Roberto Gambari (Dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie, Università di Ferrara) e avrà come obiettivo la descrizione di terapie innovative per la beta-talassemia. La beta-talassemia è causata da più di 175 mutazioni che interessano il cluster beta-globinico, che danno luogo ad una ridotta o assente sintesi di catene beta, precipitazione delle catene alfa prodotte in eccesso e morte programmata precoce dei precursori eritroidi. Nei pazienti beta-talassemici l’anemia diviene evidente solo in seguito al silenziamento dei geni per le gamma-globine che avviene dopo la nascita, mentre nei pazienti che presentano persistenti ed alti livelli di emoglobina fetale, l’anemia non è così grave, il loro stato clinico è migliore e possono anche essere indipendenti dalle trasfusioni. La riattivazione dei geni endogeni per le gamma-globine rappresenterebbe quindi uno dei possibili approcci terapeutici per la cura della beta-talassemia ed altre patologie del sistema emopoietico in cui sia alterata la sintesi di emoglobina adulta. Alcune molecole ad attività farmacologia sono state utilizzate come induttori di emoglobina fetale. L’idrossiurea è stato il primo tra questi composti ad essere approvato dalla Food and Drug Administration per il trattamento di queste patologie, pur presentando notevoli effetti tossici. Attualmente, il principale obiettivo di questa ricerca è lo sviluppo di molecole meno tossiche, o combinazioni di farmaci in grado di aumentare sufficientemente i livelli di HbF per prevenire tutte le complicanze della malattia. I progressi fatti al fine di individuare una strategia per il trattamento della talassemia sono stati molto lenti. Sebbene tutti gli induttori di HbF efficaci nel trattamento dell’anemia falciforme hanno effetti simili per la beta-talassemia, il loro uso ha raramente determinato un miglioramento significativo dell’anemia. Ulteriori studi sono necessari al fine di identificare molecole attive sempre meno tossiche e che possano essere impiegare in terapie individualizzate e che tengano conto anche della diversa sensibilità al farmaco dei differenti pazienti. Tra le nuove molecole da analizzare saranno descritte quelle estratte da piante medicinali che singole molecole in essi identificati e anche nuove molecole neo-sintetizzate.  Il video presenterà anche la tematica delle mutazioni non senso, che inducono il prematuro termine della traduzione e sono la causa di circa il 30% di malattie ereditarie, inclusa la fibrosi cistica e la beta-talassemia. Negli ultimi anni, farmaci come gli antibiotici amminoglicosidici sono stati utilizzati per sopprimere questo blocco prematuro della tradudione inducendo un read-through ribosomale del prematuro e un ripristino della proteina funzionale in pazienti con mutazioni di stop. Perciò saranno presentati risultati relativi a progetti che prevedono di ottimizzare questa strategia utilizzando molecole read-through che permettano di ripristinare la produzione di proteina funzionale in modelli per fibrosi cistica e la talassemia aventi mutazioni di stop. Infine, il video affronterà l’argomento “Terapia genica della talassemia” e anche ricerche finalizzate all’utilizzo combinato di induttori di emoglobina fetale (HbF) con la terapia genica utilizzando vettori lentivirali per la produzione di emoglobina adulta. A tal proposito saranno mostrati dati sperimentali in cui precursori eritroidi isolati da pazienti beta-talassemici con l'induttore di HbF mitramicina e il vettore lentivirale T9W porta alla produzione di HbF/HbA riducendo con l'eccesso di alfa-globina, e suggerendo una combinazione della terapia genica e dell’induzione di HbF per il trattamento della beta-talassemia.

Contenuti del VIDEO N.4.
CELLULE STAMINALI E TERAPIA RIGENERATIVA PER IL RIPARO DEL DANNO DI OSSO E CARTILAGINE (STEM CELLS AND REGENERATIVE THERAPY FOR BONE AND CARTILAGE REPAIR)
Questo video sarà coordinato dalla Prof.ssa Roberta Piva e da Elisabetta Lambertini (Dipartimento di Scienze Biomediche e Chirurgico Specialistiche, Università di Ferrara). Verrà descritto lo stato dell’arte relativo alle metodologie ad oggi impiegate 1. per correggere i danni a cui il tessuto osseo e cartilagineo possono andare incontro a seguito di patologie o traumi, e 2. per rallentare la degenerazione tissutale dovuta al fisiologico processo di invecchiamento. Verrà introdotto il concetto di medicina rigenerativa mediante l’impiego di cellule staminali mesenchimali (MSCs) combinato all’uso di biomolecole specifiche e biomateriali. L’attenzione verso la medicina rigenerativa, ha portato a notevoli progressi nell’ambito di fattori/meccanismi che regolano il metabolismo delle cellule di osso e cartilagine. Molti di questi sono fattori trascrizionali cruciali sia per l’equilibrio funzionale tra osteoblasti e osteoclasti, che per l’intreccio regolativo che porta le cellule staminali adulte verso la riparazione tissutale endogena. Verrà spiegato come le MSCs possano essere isolate da diverse fonti (midollo osseo, tessuto adiposo, cordone ombelicale, placenta), essere adeguatamente coltivate e indotte ad uno specifico differenziamento in vitro. Molti studi sono rivolti a dimostrare le loro potenzialità terapeutiche e a mettere a punto strategie innovative per un loro impiego clinico. In particolare, verrà spiegato come lo studio delle lesioni ossee, osteocondrali e articolari si serva di modelli sperimentali estremamente informativi rappresentati dalla realizzazione di difetti critici in animali da laboratorio e dal loro riparo mediante cellule staminali. 

Contenuti del VIDEO N.5.
APPLICAZIONE IN BIOMEDICINA DI OLIGONUCLEOTIDI SINTETICI E PNA (BIOMEDICAL APPLICATIONS OF SYNTHETIC OLIGONUCLEOTIDES AND PNAs) Questo video sarà coordinato dalla Dott.ssa Alessia Finotti (Dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie, Università di Ferrara). Sarà descritto il meccanismo d’azione di oligonucleotidi antisenso, oligonucleotidi TFO e oligonucleotidi decoy. Sarà inoltre affrontato l’argomento del rilascio programmato di queste molecole. Saranno presentati esempi nel campo dell’oncologia e dello studio delle malattie rare. Infine saranno descritte le applicazioni biotecnologiche dei PNA. Gli acidi peptico-nucleici (PNA) sono oligonucleotidi dove lo scheletro zucchero-fosfato è stato sostituito da unità di N-(2-amminoetil) glicina. Queste molecole sono in grado di ibridizzare in maniera efficiente con filamenti complementari di DNA o RNA, creando doppie eliche mediante legami di Watson-Crick. Tra i derivati a PNA, le molecole DNA-PNA, caratterizzate da tratti di DNA con estremità  N- e/o C-terminali a PNA, sono solubili in acqua, sono in grado di riconoscere singoli filamenti di DNA e RNA, di  legare fattori di trascrizione e sono più stabili del DNA alla degradazione operata dalle nucleasi. Saranno presentate ricerche che hanno previsto la progettazione e l’analisi di nuovi PNA e relativi analoghi per saggiarne la potenziale attività nell’ambito della terapia genica di diverse malattie, tra queste il cancro e la fibrosi cistica.  


PRODUCTION OF A VIDEO-BANK FOR THE DISSEMINATION OF BIOTECHNOLOGICAL METHODS AND ADVANCED SKILLS IN THE FIELD OF INNOVATION IN BIOMEDICINE  

PRESENTATION

​PROJECT

SPREADING THE KNOWLEDGE IN THE FIELD OF ADVANCED INNOVATION IN BIOMEDICINE  

The project aims to produce a series of videos to illustrate the latest research in the field of biomedicine.
These videos always are based on:

        (a) filming the  speaker during the description of the slides;
        
(b) a series of slides describing the issues to be covered.


The goal is to propose a series of “teaching videos” that describe the main innovative research in the field of Molecular Biology.

The videos will be prepared:
          (A)  Italian version for Italian researchers 
          (B)  English version for trained international researchers;
          (C)  “simplified” Italian version for non-experts
                 (eg secondary schools, patients, family members, etc.).  



INTRODUCTION

The proposal is based on a joint collaboration between SIIMM - Italian Society of Multimedia Information in Medicine, a non-profit Association (
www.siimm.it) and the University of Ferrara (UNIFE, www.unife.it)  to produce video-banks readily accessible by students of the courses in Pharmaceutical Chemistry and Technology, Pharmacy, Biotechnology to deepen topics related to the teachings of Applied Biochemistry, Clinical and Biochemical Analyses, Biomolecular and Cellular Therapies. In addition, a key task of the project foresees the production of a collection of specialized seminars in English of interest to undergraduates and graduate students (including PhD students). These seminars will be produced in an Italian version for trained subjects, as well as in a simplified version for non-experts.