Piattaforme Adoptive CAR T, CLEM e IMAV
Dalla ricerca preclinica alla personalizzazione della terapia: tre piattaforme d’eccellenza per sviluppare vaccini cellulari, CAR T, TIL e immunoterapie avanzate. IMAV, CAR T Platform e CLEM integrano tecnologie d’avanguardia e monitoraggio immunologico per affrontare i tumori solidi e rari. Cuore traslazionale dell’IGTF, fanno parte della SSD Terapie Cellulari Avanzate e Tumori Rari, e sono motore di innovazione nella medicina di precisione.
Adoptive CAR T Cell Platform
Il gruppo di ricerca, denominato IRST Adoptive CAR T Cell Platform, si occupa di diverse tematiche nell’ambito dell’oncologia, della ricerca di nuovi biomarcatori e delle malattie infettive, tra cui il COVID-19. Il focus principale dell’attività di ricerca è la comprensione, caratterizzazione e sfruttamento della risposta del sistema immunitario per controllare e combattere le neoplasie umane e le malattie infettive, un ambito definibile come immunologia molecolare. Per condurre ricerche esaustive e dettagliate, il gruppo si avvale di tecnologie innovative come il Next Generation Sequencing (NGS) e di approcci di ingegneria genetica, finalizzati a modificare le proprietà delle cellule sia per scopi di studio sia a fini terapeutici (terapia genica). In particolare, sono in fase di sviluppo nuovi recettori chimerici per l’antigene, noti come Chimeric Antigen Receptors (CARs), che possono essere trasferiti nelle cellule dei pazienti per modificarne il tropismo e la capacità di risposta contro la malattia.
Tra le attività della piattaforma rientra anche la generazione di nuove immunoterapie tramite tecnologie avanzate di biologia molecolare (NGS e phage display) per un ampio pannello di patologie. Inoltre, il gruppo è impegnato nell’identificazione di biomarcatori circolanti (biopsia liquida) per la diagnosi precoce e la previsione della risposta terapeutica in neoplasie rare, tra cui mesotelioma maligno e tumori neuroendocrini.
Un ulteriore ambito di ricerca riguarda l’identificazione di marcatori predittivi e diagnostici per il mesotelioma pleurico e il tumore neuroendocrino del pancreas, con specifici programmi di studio e sviluppo terapeutico in corso. Queste ricerche mirano, in futuro, ad anticipare la diagnosi, migliorando così il trattamento e aumentando l’aspettativa e probabilità di sopravvivenza, attualmente ancora limitata per queste patologie.
Melanoma, mieloma multiplo, mesotelioma, la leucemia T, NSCLC e tumori neuroendocrini.
Le strumentazioni principalmente utilizzate dal gruppo di ricerca sono costituite da:
macchinari che utilizzano metodologie di sequenziamento di nuova generazione (MiSeq, NextSeq500, NovaSeq6000);
tecnologie quali Nanostring e Real-Time PCR;
citometri a flusso quali Attune Next (Thermo) e FACS Melody (BD) mentre per la caratterizzazione e quantifica delle citochine presenti, il sistema ELLA (Protein Simple);
piattaforma semiautomatica VENTANA (Roche);
phage display e sistema NGC Quest (BioRad);
sistemi di produzione in batch per la generazione di particelle lentivirali e sistemi di elettroporazione per protocolli di ingegnerizzazione non-virale (es. 4D Lonza; Electroporator Miltenyi);
sistema chiuso CliniMACS Prodigy (Miltenyi).
La piattaforma collabora con enti di ricerca nazionali e internazionali, società scientifiche e gruppi di esperti nei vari settori, tra cui SIC, NOTA, SOHO, EACR, EHA. Inoltre, partecipa a consorzi di ricerca per lo sviluppo di progetti innovativi e finanziamenti competitivi.
CLEM - Clinical and Laboratory Experimental Immunomonitoring Platform
Il Laboratorio di Immunomonitoraggio clinico e Sperimentale (CLEM) rappresenta un’importante piattaforma tecnologica dell’Istituto per il monitoraggio di pazienti oncologici in trattamento con terapie immunologiche avanzate e farmaci in sperimentazione clinica, svolgendo una delle attività cardine della ricerca traslazionale mission dell'Istituto. Più nel dettaglio, all’interno del nostro Istituto presso l’Immuno-Gene Therapy Factory (IGTF) vengono prodotti farmaci sperimentali in accordo con linee guida sulle norme di buona fabbricazione (GMP) per la cura di pazienti oncologici affetti da tumori solidi che interessano diversi distretti anatomici.
Il monitoraggio immunologico viene eseguito su campioni biologici collezionati durante precisi time point della terapia anti-tumorale dal Centro Risorse Biologiche (CRB) e si avvale di tecnologie sinergiche che permettono di valutare nell’insieme le risposte immunologiche circolanti e tissutali ed i meccanismi di resistenza tumorali.
Le attività di ricerca traslazionale del nostro laboratorio e la stretta collaborazione con i team clinici e gli altri gruppi di ricerca sono fondamentali e necessarie per trasferire i risultati ottenuti dal laboratorio al letto del paziente, innovare i prodotti cellulari farmaceutici già esistenti e sviluppare nuove ed efficaci terapie avanzate (ATMPs) e combinazioni terapeutiche.
Le principali aree di ricerca sviluppate e portate avanti nel gruppo sono:
- lo studio delle vescicole extracellulari circolanti come biomarcatori di prognostici o di risposta;
- lo sviluppo di nanoformulazioni per il miglioramento delle attuali terapie avanzate sviluppate nel nostro istituto;
- studio dell’eterogeneità tumorale in relazione alla risposta immunitaria ai trattamenti.
Le analisi immuno-biologiche che esegue la piattaforma si applicano a diverse patologie (ad esempio: melanoma, carcinoma del colon retto, tumori rari come sarcomi e glioblastomi) e setting di trattamento (avanzato, adiuvante, neo- adiuvante).
Le analisi e le strumentazioni principalmente applicate sono:
- tests per la caratterizzazione del profilo di risposta immunologica tumore- specifica (ELISpot test, INFγ Secretion assay e test dei tetrameri);
- analisi citofluorimetrica multiparametrica e sorting per la caratterizzazione delle popolazioni immunitarie circolanti (Principali strumenti utilizzati: FACS Attune Next, FACS Canto, BD Sorter Melody);
- ricerca di proteine/biomarcatori circolanti attraverso saggi automatizzati ad alta specificità (ELISA, test immunologici per ricerca contemporanea di più analiti automatizzato su piattaforma ELLA, caratterizzazione delle vescicole circolanti);
- analisi di immunoistochimica classica e sequenziale per il monitoraggio della risposta immune al sito tumorale (Ventana BenchMark, Aperio CS2 scanner);
- analisi tramite sequenziamento di nuova generazione (NGS) del recettore dei linfociti T (TCR sequencing), dell’intero trascrittoma tumorale (RNA Sequencing) o delle cellule immunitarie per la valutazione del profilo trascrizionale specifico (analisi single cell) e dell’intero genoma (Whole Exome Sequencing) per l’identificazione di specifiche mutazioni che potenzialmente conferiscono resistenza all’immunoterapia.
Le collaborazioni aperte con ricercatori e gruppi di ricerca esterni all’Istituto spaziano sia in ambito nazionale che internazionale. Quali ad esempio: Dipartimento di Genomica Funzionale e Cancro dell'IGBMC (Illkirch, Francia); Laboratorio di Dermatologia Sperimentale, Centro Medico Accademico, Università di Amsterdam (Paesi Bassi); Dipartimento per la terapia cellulare, Ospedale universitario di Oslo (Norvegia); Dipartimento di scienze mediche materne e chirurgiche, Università di Modena e Reggio Emilia. Alcuni dei ricercatori della piattaforma sono membri di importanti società scientifiche (ESMO, NOTA, etc.).
IMAV - Immune Microenvironment Adoptive and Vaccine Approaches Platform
La missione del gruppo è supportare l’IGTF nell'affrontare con successo le sfide legate allo sviluppo dei Prodotti Medicinali per Terapie Avanzate (ATMPs). Tra queste rientrano i vaccini a cellule dendritiche, le terapie cellulari adottive (ACT) con cellule NK allogeniche geneticamente modificate e le ACT con linfociti T infiltranti il tumore (TILs) autologhi. Nel contesto delle neoplasie solide, il microambiente tumorale rappresenta una delle principali sfide per l'efficacia delle immunoterapie. Per affrontare questa complessità, IMAV integra un Digital Pathology Hub, dedicato allo studio approfondito del microambiente tumorale, con l'obiettivo di migliorare la comprensione e il trattamento dei tumori solidi.
In qualità di struttura pre-GMP, IMAV si concentra principalmente su:
analisi avanzate dei Prodotti Medicinali per Terapie Avanzate (ATMPs);
trasferimento di idee di ricerca allo sviluppo preclinico di nuovi ATMPs e miglioramento di quelli esistenti;
sviluppo di SOP (Standar Operating Procedures) trasferibili a strutture GMP.
Inoltre, disponiamo di saggi interni in vitro (sia in 2D che in 3D) per valutare l'attivazione, la citotossicità e la capacità di homing degli ATMPs. In qualità di Digital Pathology Hub, studiamo il microambiente tumorale utilizzando metodiche avanzate di immunoistochimica.
I programmi di ricerca e sviluppo si concentrano principalmente sui tumori solidi, con un focus specifico su melanoma, sarcomi, tumori del distretto testa-collo e carcinomi ovarici.
La piattaforma si avvale di:
Bioreactor Xuri W25, ELLA (ProteinSimple);
CliniMACS Prodigy®;
Attune NxT Flow Cytometer;
Nucleofector 4D;
Hypoxia Incubator Chamber;
Rotary Cell Culture;
Nikon A1R Confocal & N-SIM Super Resolution System;
VENTANA BenchMark Autostainer;
Chromium 10x Genomics Platform;
Digital PCR e Real-time PCR;
Sanger and NGS-sequencers (MiSeq, NextSeq 500, NovaSeq);
SPL2 hoods and spaces for bacterial and viral manipulation.
IMAV collabora attivamente con numerosi centri di eccellenza nazionali e internazionali, tra cui l’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, il Center for Cancer Immune Therapy (CCIT) presso l’Herlev Hospital in Danimarca, la Tumor Immunology Unit del Dipartimento di Scienze della Salute dell’Università di Palermo e il Wistar Institute – Immunology, Microenvironment & Metastasis Program. Collaborazioni consolidate includono inoltre l’INT di Milano – S.C. Oncologia Medica dei Tumori Mesenchinali dell’Adulto e Tumori Rari, l’U.O. Centro Grandi Ustionati e Banca della Cute RER presso l’Azienda USL della Romagna e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare/Università di Pavia. IMAV partecipa anche a progetti con il Department of Tumor Immunology del RIMLS – Radboud University Medical Centre (Paesi Bassi), l’Università di Bologna e l’azienda biotecnologica React4Life di Genova. La piattaforma è affiliata alle principali società scientifiche di riferimento: NOTA, EACR, NIBIT, ESGCT.
Ultimo aggiornamento: 21 settembre 2025, 10:11
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