Biomedical Reseach Lab

Il Laboratorio di Ricerca Biomedica si estende su quasi 900 metri quadrati ed è organizzato in open sapce comuni e in stanze dedicate ad attività altamente specializzate.

L’obiettivo dei nostri ricercatori è comprendere i meccanismi molecolari alla base delle malattie, identificando e modellando specifiche mutazioni genetiche. Per farlo, si parte da analisi statistiche e bioinformatiche avanzate: studi di associazione su tutto il genoma, tecniche di sequenziamento di nuova generazione e profilazioni multi-omiche, utili a individuare geni, mutazioni e vie biologiche di interesse. Una volta chiariti i cambiamenti genetici che favoriscono lo sviluppo della patologia, si utilizzano modelli cellulari per capire come queste variazioni influenzano il funzionamento delle cellule.

Il laboratorio è dotato di tecnologie che spaziano dall’analisi di DNA e proteine fino a caratterizzazioni molecolari complesse. Un aspetto centrale della nostra ricerca è lo sviluppo di modelli avanzati che riproducono tessuti umani e meccanismi patologici. Superiamo le colture cellulari tradizionali in 2D per creare sistemi tridimensionali che riflettono la complessità dei tessuti umani: organoidi, strutture simili a mini-organi ottenute da cellule staminali; assembloidi, che combinano più organoidi o tipi cellulari per simulare interazioni tra organi; tessuti umani ingegnerizzati, che riproducono l’architettura dei tessuti reali; sistemi microfisiologici (organ-on-a-chip), dispositivi microfluidici che imitano funzioni fisiologiche chiave. Questi modelli derivano da linee cellulari di riferimento, biobanche di cellule di pazienti, cellule modificate con tecnologia CRISPR/Cas9 o dalla nostra biobanca, che raccoglie campioni di oltre 13.000 individui coinvolti nello studio di popolazione sulla salute.

Un altro pilastro è l’elettrofisiologia. Grazie a sistemi MEA (Microelectrode Array) e tecniche patch-clamp e voltage-clamp, analizziamo le proprietà elettriche dei modelli cellulari, studiando attività neuronale, funzione cardiaca e altri sistemi elettricamente attivi. Questo ci permette di comprendere i meccanismi delle malattie e individuare possibili strategie terapeutiche.

Infine, la microscopia ci consente di visualizzare i cambiamenti a livello cellulare e tissutale con eccezionale precisione. La nostra dotazione di strumenti di imaging comprende attualmente un microscopio confocale Leica SP8 con laser a luce bianca per l'acquisizione di immagini statiche e di cellule vive ad alta risoluzione, e un microscopio invertito Nikon Ti2-E, dotato di funzionalità sia widefield che confocali. La funzione widefield del Nikon consente l'acquisizione di un ampio campo visivo con una fotocamera DS-Qi2, mentre la funzione confocale utilizza un sistema a disco rotante, illuminazione a linee LED e una fotocamera Lumencor Spectra X Chroma. Recentemente abbiamo aggiunto un nuovo sistema di imaging ad alto potenziale, Opera Phenix Plus, che integra funzionalità avanzate di imaging spettrale e scansione ultraveloce per campioni biologici complessi.