Unit Translational Hematology

Missione scientifica e patologie di interesse

La Unit Translational Hematology dell’IRST è parte del Laboratorio di Bioscienze IRST e svolge attività di ricerca traslazionale altamente specializzata sui tumori ematologici. Il focus è rivolto alla caratterizzazione molecolare multilivello della malattia, con l’obiettivo di sviluppare terapie mirate capaci di colpire selettivamente le vulnerabilità tumorali del singolo paziente.

La ricerca si concentra in particolare su:

• leucemia acuta mieloide (LAM);

• leucemia acuta linfoblastica (LAL);

• mieloma multiplo;

• linfoma diffuso a grandi cellule B;

• sindromi mieloproliferative croniche (MPN).

L’approccio è orientato alla medicina di precisione, integrando genomica, trascrittomica, metabolomica, immunologia e farmacologia traslazionale.

L’approccio adottato permette di migliorare la conoscenza dei meccanismi che inducono l’insorgenza e favoriscono la progressione dei tumori del sangue, di monitorare nel tempo la malattia e studiare nuove terapie o combinazioni di terapie più efficaci.

Approccio integrato e tecnologie di frontiera

Il valore aggiunto della Unit risiede nella capacità di integrare dati biologici e clinici attraverso tecnologie avanzate, per una comprensione dinamica e longitudinale della malattia. Le principali linee di attività includono:

• analisi genetiche e genomiche delle cellule neoplastiche mediante tecnologie di nuova generazione sul tumore in toto oppure a livello di singola cellula (single-cell analysis);

• studio del metabolismo delle cellule e del microbiota (estesi anche ad altri tipi di cancro, ad esempio il tumore al seno), come meccanismi che sostengono il tumore ma anche come possibili bersagli per eradicare tali cellule;

• integrazione di dati molecolari, metabolici e clinici (data integration) al fine di identificare vulnerabilità terapeutiche selettive;

• studio dei meccanismi con cui le cellule maligne crescono e mantengono integro il loro materiale genetico e di nuovi farmaci che li colpiscono;

• studio dei meccanismi di soppressione messi in atto dal tumore per sfuggire al controllo da parte del sistema immunitario e di terapie per potenziare la risposta immunitaria contro il tumore (caratterizzazione dell’interazione tumore-sistema immunitario e dei meccanismi immuno-evasivi);

• ottimizzazione di sistemi tridimensionali che riproducano in laboratorio la complessità del tumore e del suo ambiente circostante, al fine di testare le nuove terapie in condizioni che rispecchino il più possibile quelle reali.

Questo approccio consente di anticipare la comparsa di resistenze terapeutiche, definire biomarcatori predittivi e potenziare la risposta del sistema immunitario.

L'Hematology Platform

La Hematology Platform - articolazione della Unit - supporta le attività di ricerca attraverso un’infrastruttura tecnologica all’avanguardia per la caratterizzazione molecolare e funzionale delle cellule ematopoietiche maligne.

Caratterizzazione molecolare multi-livello delle neoplasie ematologiche

Tecnologie di sequenziamento di nuova generazione (NGS), inclusi il sequenziamento dell’intero esoma, del genoma e del trascrittoma delle cellule ematopoietiche maligne unite ad una sempre più precisa analisi bioinformatica, vengono applicate per una conoscenza approfondita delle alterazioni che definiscono sottogruppi di malattia, fino al singolo paziente, secondo un approccio di medicina personalizzata.

Le informazioni genetiche sono integrate con i dati metabolomici dei fluidi corporei e delle cellule tumorali, e del microbiota, con l'obiettivo di migliorare la stratificazione dei pazienti e la prognosi, e definire nuovi bersagli terapeutici e vulnerabilità selettive ai farmaci. Questi studi forniranno le basi per l’introduzione di nuovi biomarcatori nella pratica clinica e nella diagnostica di routine.

Caratterizzazione dell’eterogeneità e dell’evoluzione di malattia attraverso sequenziamento a singola cellula

Gli strumenti Tapestri (Mission Bio) e Chromium controller (10x Genomics) offrono l’opportunità di analizzare i tumori a livello di singola cellula, caratterizzandone sia il materiale genetico, che i cambiamenti che da esso derivano all’interno delle cellule maligne, consentendo di comprenderne la complessità.

L’analisi a singola cellula permette di identificare precocemente e studiare in maniera approfondita le caratteristiche della ripresa o progressione di malattia, al fine di migliorare nel prossimo futuro la cura del paziente mediante interventi sempre più tempestivi. Inoltre, è possibile analizzare i cambiamenti che si verificano nel sistema immunitario durante lo sviluppo del tumore e quelli indotti dalla pressione delle terapie.

La Hematology Platform dell’IRST supporta le attività di ricerca attraverso un’infrastruttura tecnologica all’avanguardia per la caratterizzazione molecolare e funzionale delle cellule ematopoietiche maligne, combinando:

• sequenziamento NGS (Illumina MiSeq, NextSeq550, NovaSeq6000);

• trascrittomica bulk e single-cell (NanoString, Illumina, Chromium);

• analisi spaziale del trascrittoma (NanoString GeoMx);

• profilazione metabolomica e del microbiota;

• integrazione dei dati per la classificazione molecolare e la stratificazione del rischio.

La piattaforma è in grado di generare dati integrati per:

• la definizione di nuovi sottotipi molecolari;

• l’individuazione di biomarcatori clinicamente rilevanti;

• la selezione di target terapeutici emergenti;

• l’elaborazione di strategie di medicina personalizzata e combinazioni farmacologiche innovative.

Terapie innovative contro i tumori ematologici

L’IRST offre una piattaforma per studi preclinici inclusi modelli cellulari per analisi in laboratorio, materiale da paziente e, a breve, modelli animali, al fine di esplorare e valutare nuove combinazioni terapeutiche verso una medicina sempre più personalizzata, che si avvale della caratterizzazione molecolare sopra riportata.

In particolare, la Unit sta esplorando i difetti nel ciclo cellulare, nei sistemi per la riparazione del DNA e le alterazioni metaboliche al fine di colpire le cellule maligne, risparmiando la loro controparte normale, riducendo così la tossicità delle terapie.

La Unit sviluppa modelli tridimensionali e sistemi ex vivo per testare combinazioni terapeutiche in ambienti che mimano il microambiente tumorale reale. Le attività precliniche includono:

• modelli cellulari patient-derived;

• modelli animali in fase di implementazione;

• studio di alterazioni nel ciclo cellulare, riparazione del DNA, metabolismo tumorale;

• valutazione della risposta immunitaria e delle strategie di immunomodulazione.

Obiettivo: sviluppare approcci terapeutici a bassa tossicità e alta specificità, in grado di colpire le cellule tumorali risparmiando quelle sane.

Collaborazioni scientifiche e formazione

La Unit partecipa a progetti collaborativi con università e centri di ricerca italiani ed europei, e rappresenta un polo di formazione per giovani ricercatori.

Le collaborazioni accademiche, cliniche e di ricerca permettono di consolidare un network multidisciplinare a supporto della ricerca traslazionale applicata alla clinica, valorizzando la sinergia tra IRST e il sistema universitario nazionale o il panorama scientifico internazionale. Numerose collaborazioni rientrano anche nell’ambito di progetti vincitori di finanziamento su bandi di ricerca.

Tecnologie e apparecchiature utilizzate

La ricerca si basa sull’utilizzo di tecnologie avanzate, come:

• sequenziamento di nuova generazione (NGS) con piattaforme Illumina (MiSeq, NextSeq550, NovaSeq6000);

• microscopia confocale per lo studio delle cellule tumorali;

• analisi del trascrittoma con tecnologia NanoString, anche su singola cellula (Chromium 10x Genomics);

• analisi spaziale del DNA e RNA con piattaforma NanoString GeoMx;

• studio del DNA a livello di singola cellula (piattaforma Tapestri, Mission Bio);

• tecnologie convenzionali, come citofluorimetria a flusso e manipolazioni genetiche in laboratori dedicati.

Per raggiungere IRST Meldola è possibile utilizzare:

• Aereo: Areoporto "Luigi Ridolfi" Forlì - Forlì Airport, Aeroporto "Federico Felini" Rimini, Aeroporto "Guglielmo Marconi" Bologna;
• Treno: si consiglia di utilizzare la stazione di Forlì (maggiori info su TrenItalia, Italo, TPER);
• Autostrada: uscita casello A14 Forlì, indicazioni per Meldola;
• Taxi: Taxi Forlì tel. +39 0543 31111;
• Autobus: linee 96, 96A o 132; info su Start Romagna.

Dispone di un parcheggio interno riservato a disabili e ampi parcheggi esterni.

La sede IRST di Meldola, grazie all'assenza di barriere architettoniche e rampe, consente la miglior accessibilità possibile alle persone con difficoltà motorie.

Dal lunedì al venerdì dalle 9:00 alle 17:00.