Medicina Traslazionale e Molecolare - DIMET

L'era post-genomica sta portando a una rivoluzione nella comprensione delle malattie umane e nella progettazione delle relative terapie. Tuttavia, la possibilità di chiarire i meccanismi cellulari e molecolari che regolano i sistemi complessi richiede un'interazione profonda tra ricerca di base e applicata.  

Pertanto, l’obiettivo formativo del DIMET è la formazione di un‘eccellenza scientifica con competenze di elevato livello per l’esercizio di attività di ricerca nei campi della biologia, biotecnologie mediche, medicina molecolare e loro applicazioni sia in ambito diagnostico che terapeutico, nella clinica e nella chirurgia. DIMET ha l’ambizione di voler formare profili professionali "traslazionali", con una solida formazione nella ricerca di base e attrezzati per colmare il divario tra ricerca di laboratorio e indagine clinica. L’obiettivo è perseguito attraverso numerose attività di formazione promosse da ricercatori provenienti da vari settori biologici, biotecnologici e della medicina con capacità di promuovere le priorità della ricerca di base, lo sviluppo di ricerche congiunte e finalizzate, la promozione di una rapida applicazione clinica delle scoperte scientifiche. 

Questo percorso formativo richiede modelli educativi innovativi e percorsi professionali ben definiti per fornire la massa critica necessaria a implementare la Medicina Traslazionale e Molecolare, trasferendo i risultati acquisiti attraverso la scienza di base dal banco di laboratorio al letto del malato.

Il progetto formativo del DIMET si focalizza sulla Medicina Traslazionale basata sulla Medicina Molecolare e sulle Biotecnologie Mediche. Il corso ha carattere interdisciplinare e interdipartimentale e risulta essere internazionalizzato grazie ai contatti con gruppi di ricerca e esperienze di ricerca esteri. Molti studenti del dottorato DIMET svolgono parte della loro attività di ricerca e formativa in laboratori esteri. Il percorso formativo è innovativo e basato su una didattica avanzata, con grande attenzione agli sviluppi delle nuove tecnologie biomediche. L’attività di ricerca nell’ambito del dottorato DIMET può partire sia da questioni di interesse della medicina che richiedano lo sviluppo di nuovi sistemi biologici, sia da studi di base che possono avere una ricaduta significativa sulla medicina. Lo stretto rapporto con il mondo del lavoro si realizza mediante contatti nel settore della sanità, della bioindustria e con istituzioni internazionali e nazionali d’eccellenza.

Il programma di dottorato DIMET è strutturato in 3 aree di ricerca generali e 4 ambiti specializzati di ricerca scientifica.

Aree di ricerca generali

1. Meccanismi cellulari e molecolari

La comprensione dei meccanismi molecolari e cellulari è di importanza fondamentale per studiare la patogenesi di malattie specifiche e per lo sviluppo di nuove tecnologie che permettano una diagnosi efficiente e una terapia efficace.

2. Medicina clinica e rigenerativa

La medicina clinica fa riferimento allo sviluppo ed implementazione di approcci terapeutici avanzati che possono coinvolgere la  terapia genica o cellulare, ingegneria tissutale, farmacologia e farmacogenomica e lo sviluppo di nuove terapie molecolari. In questa area di investigazioni scientifiche convergono e collaborano ricercatori con formazione clinica e di ricerca di base.

3. Piattaforme tecnologiche, nanomedicina e diagnosi

Lo sviluppo di nuove piattaforme tecnologiche, nanomedicina, nuove tecniche per la diagnosi, la stratificazione dei pazienti o la somministrazione di molecole terapeutiche sono di fondamentale importanza per la biomedicina moderna. In questa area di ricerca i progetti sono focalizzati sull’ identificazione di marcatori biochimici, molecolari e proteomici correlati all’insorgenza e la progressione delle malattie, con particolare riferimento a tumori e malattie rare e studio delle applicazioni biomediche di nanoparticelle e loro caratterizzazione per fini diagnostici o terapeutici.

Ambiti di ricerca specializzati

1. Oncologia ed ematologia

Le patologie tumorali sono destinate a diventare la prima causa di morte nel prossimo futuro e questo ha portato ad un incremento della ricerca scientifica condotta su tutti i fronti dell’oncologia, dallo sviluppo di modelli sperimentali alle terapie biologiche avanzate, fino allo sviluppo di sistemi di imaging diagnostico e alla prevenzione. I programmi di ricerca del DIMET in questo ambito sono relativi a trasformazione e crescita neoplastica, diagnosi e terapie in tumori solidi ed ematologici.

2. Malattie neurodegenerative, neurologiche e muscolari

Lo studio di queste malattie comprende vari livelli di indagine legati a modelli sperimentali molecolari e cellulari. Malattia neuromuscolare è un termine molto ampio che comprende molti disturbi che compromettono il funzionamento dei muscoli, sia direttamente (patologie del muscolo), sia indirettamente (patologie dei nervi o delle giunzioni neuromuscolari). Inoltre, DIMET si occupa di neurotrasmissione ed eccitazione nella corteccia cerebrale, epilessia, processi cronici di degenerazione assonale, disturbi mitocondriali e neurodegenerazione con sindromi da accumulo di ferro cerebrale e altre condizioni.

3. Malattie cardiovascolari e polmonari

I programmi di ricerca DIMET in questo ambito forniscono esperienze di ricerca nell’ambito della medicina cardiovascolare, al fine di formare ricercatori di base o clinici con una solida formazione in biologia e medicina polmonare e cardiovascolare, per applicare tecnologie e modelli di ultima generazione alla necessità clinica.

4. Immunopatologia e malattie infettive

L’immunologia influenza pressoché ogni aspetto della medicina moderna. Lo studio dell’immunopatologia e delle patologie infettive è focalizzato sullo sviluppo di progetti di ricerca interdisciplinari nella immunologia cellulare e clinica e in approcci cellulari innovativi. Gli interessi di ricerca in questo ambito includono le interazioni ospite-patogeno, la sorveglianza immunitaria, la patogenesi microbica e la resistenza agli antibiotici, lo sviluppo di vaccini e l’immunoterapia.

Ricercatori e aree di competenze

• Prof. Azzoni Emanuele: Biologia delle cellule staminali ematopoietiche e meccanismi dello sviluppo emato-vascolare; Identificazione di nuove vulnerabilità terapeutiche nelle leucemie mieloidi pediatriche attraverso l’uso di modelli murini
• Prof. Balduzzi Adriana Cristina: Malattia Residua Minima come fattore prognostico di outcome nelle Leucemie Acute; Cellule CAR T nella terapia della Leucemia Linfoblastica Acuta; Graft Versus Host Disease post-trapianto di cellule staminali ematopoietiche; Sindromi con predisposizione neoplastica, tumori secondari e sequelae post trapianto
• Prof. Barabino Silvia Maria Luisa: RNA e proteine nelle malattie neurodegenerative; meccanismi di danno al DNA e ruolo nelle malattie neurodegenerative
• Prof. Barberis Matteo: Immunometabolismo computazionale nel cancro e nelle malattie immunitarie pediatriche e nell'adulto (leucemia, mieloma); Metabolismo computazionale nell'infiammazione host-pathogen nel contesto di infezioni (virali, batteriche); Identificazione di target terapeutici attraverso integrazione di omiche e/o di approcci di intelligenza artificiale / machine learning
• Prof. Barisani Donatella: Meccanismi patogenetici della malattia celiaca, compresa celiachia refrattaria, Valutazione nuovi approcci terapeutici per steatosi/statoepatite e progressione ad epatocarcinoma
• Prof. Becchetti Andrea: Regolazione dell’attività sinaptica nella corteccia cerebrale matura e durante la sinaptogenesi; Recettori nicotinici ed epilessie legate al sonno; Ruolo dei neuropeptidi ipotalamici (orexine/ipocretine) nella modulazione del sistema regolatore ascendente.
• Prof. Bellani Giacomo: Meccanismi di danno polmonare durante insufficienza respiratoria acuta; Tecniche di monitoraggio avanzato durante ventilazione meccanica
• Prof. Bianchi Cristina: Ruolo della disfunzione mitocondriale come biomarker di fragilità; Meccanismi molecolari delle malattie renali neoplastiche e non (carcinoma renale e nefropatia diabetica); Utilizzo della piattaforma Cell Sorter per studi ematologici, immunologici e oncologici
• Prof. Bigoni Marco: Ricostruzione del legamento crociato anteriore; Cuffia dei rotatori e artroscopia; Rottura del menisco del ginocchio
• Prof. Broccoli Vania: Epilessia mioclonica grave dell'infanzia; Neuropatia ottica ereditaria di Leber; Alfa-sinucleina e neurone dopaminergico
• Prof. Brunelli Silvia: Cellule staminali associate al sistema vascolare; Immunità innata e rimodellamento del tessuto muscolare e scheletrico nelle malattie genetiche
• Prof. Campagnolo Paola: Ritmo circadiano e fattore di trascrizione CLOCK; Trasduzione del segnale e fattore di trascrizione
• Prof. Cazzaniga Giovanni: Identificazione di nuove lesioni genetiche nella leucemia pediatrica e targeting farmacologico in vitro/in vivo; Modellazione della pre-leucemia e ruolo delle infezioni nello sviluppo della leucemia; Studio del complesso trascrizionale del gene KMT2A/MLL nella leucemia infantile
• Prof. Chini Bice:Ruolo dei neuropeptidi nei disturbi dello sviluppo neurologico (autismo, disabilità intellettiva); Neurofarmacologia dei ligandi peptidici (progettazione di farmaci e identificazione delle vie di segnalazione)
• Prof. Citerio Giuseppe: Cellule stromali mesenchimali per promuovere la riparazione nelle lesioni cerebrali traumatiche; Biomarcatori e fenotipizzazione nei danni cerebrali traumatici acuti
• Prof. Colombo Miriam: Progettazione, sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle per la terapia e la diagnosi delle malattie umane; Utilizzo di nanoparticelle per la terapia genica e il rilascio di RNA; Sviluppo di sistemi di somministrazione di farmaci per la terapia e la diagnosi del cancro
• Prof. Corbo Claudia: Progettazione, sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle per la terapia e la diagnosi delle malattie umane; Studio della corona biomolecolare delle nanoparticelle per la diagnosi e la terapia delle malattie umane; Approcci nano-omici per la scoperta di biomarcatori nelle malattie umane
• Prof. D’Amico Giovanna: Modellistica preclinica della terapia cellulare nel cancro
• Prof. Facciotti Federica: Ruolo dell’interazione sistema immunitario-microbioma nelle malattie infiammatorie intestinali (IBD); Dipendenze dal genere dell risposte differenziali alle terapie nelle malattie intestinali (malattie infiammatorie intestinali e cancro del colon-retto); Manipolazione del microbioma intestinale per migliorare le funzioni delle cellule immunitarie anti tumorali nel cancro del colon-retto
• Prof. Faverio Paola: Lipidomica e metabolomica nelle malattie cardiovascolari, fibrosi polmonare idiopatica e malattie interstiziali polmonari fibrosanti progressive
• Prof. Fruscio Robert: Biologia molecolare del cancro epiteliale dell'ovaio; ctDNA per la diagnosi e il monitoraggio del cancro epiteliale ovarico avanzato; Prevenzione dei tumori ginecologici in pazienti con mutazioni patogene
• Prof. Gaipa Giuseppe: Manipolazione di trasposoni e geni suicidi; Recettore dell'antigene chimerico nella terapia mirata della leucemia; Cellule stromali mesenchimali per promuovere la riparazione nelle lesioni cerebrali traumatiche
• Prof. Gambacorti Passerini Carlo: Nuovi approcci sperimentali per nuove terapie con bersagli molecolari
• Prof. Genovese Pietro: Stato dell’arte nella tecnologia dell’editing genetico di cellule staminali e linfociti; Terapie geniche, cellulari e molecolari; Recettore chimerico delle cellule T per il trattamento dei pazienti affetti da cancro e leucemie
• Prof. Granucci Francesca: Meccanismi scatenanti l'infiammazione host-pathogen con specifico interesse per il ruolo delle cellule dendritiche; Differenziazione del compartimento mieloide e suo ruolo cruciale nell'omeostasi e nella malattia; Interazione cellule staminali-cellule immunitarie: immunosorveglianza contro le cellule staminali self-renewing e differentiating
• Prof. Invernizzi Pietro: Immunogenetica e patogenesi delle malattie autoimmuni del fegato; Patologia computazionale e omica spaziale nella malattia epatica autoimmune
• Prof. Lanzavecchia Antonio: Anticorpi monoclonali umani, ingegnerizzazione di anticorpi e memoria immunologica; Immunodominanza nella risposta T citotossica a virus e tumori
• Prof. Lanzuolo Chiara: Organizzazione nucleare durante il differenziamento cellulare e nelle malattie; Invecchiamento fisiologico e patologico; Meccanismi epigenetici coinvolti nel cancro
• Prof. Lavitrano Marialuisa: Nuovi approcci sperimentali per nuove terapie con bersagli molecolari; Biologia vascolare/aterosclerosi e aspetti molecolari della placca; Xenotrapianti
• Prof. Leoni Valerio: Metabolomica e lipidomica in patologia clinica e biochimica clinica. L'uso della spettrometria di massa nella ricerca di biomarcatori; Lipidomica e metabolomica nell'invecchiamento e nelle malattie degenerative; Spettrometria di massa in Patologia Clinica e Diagnostica
• Prof. Magni Fulvio: Chiarimento dei meccanismi molecolari nella patogenesi, progressione e risposte terapeutiche della malattia mediante MS-Proteomica; Proteomica, imaging mediante spettrometria di massa multi-omica spaziale; Approcci avanzati basati sulla spettrometria di massa analitica per diagnosi/prognosi/terapia mirata nelle malattie umane
• Prof. Mantegazza Francesco: Analisi di singola molecola del folding e misfolding delle proteine; Meccanobiologia: relazione tra nanomeccanica della singola cellula e malattia
• Prof. Martinez Estrada Fernando: Endometriosis and Cell Proliferation; Mycobacterium Tuberculosis and Cytokine
• Prof. Mologni Luca: Cellule emopoietiche; Nuovi approcci sperimentali per nuove terapie con bersagli molecolari; Lesioni somatiche nel cancro, trasformazione cellulare, diagnosi e terapia
• Prof. Nicolis Silvia Kirsten: Regolazione trascrizionale nello sviluppo neurale e nei disturbi dello sviluppo neurologico, basata su organoidi del "cervello" umano derivanti ​​​​dall'hiPS e cellule di topo; Neuroni, sinapsi, glia; Stato dell’arte nella tecnologia delle cellule staminali
• Prof. Ornaghi Sara: Meccanismi molecolari e immunologici e interazione microbiota intestinale - sistema immunitario nella trasmissione transplacentare di infezioni virali in gravidanza; Funzione cardiovascolare e impedenziometria corporea nelle gravidanze complicate
• Prof. Paglia Giuseppe: Lipidomica, metabolomica e flussomica per diagnosi/prognosi/terapia nella medicina traslazionale; Modulazione del metabolismo cellulare combinando nano delivery and metabolomics
• Prof. Pagni Fabio: Proteomica, imaging mediante spettrometria di massa multi-omica spaziale; Approcci per la transizione clinica alla Patologia Digitale
• Prof. Pellegatta Serena: Sviluppo di modelli preclinici innovativi di immunoterapia in neuro-oncologia, con focus su sicurezza e trasferimento clinico. Strategie combinatorie personalizzate, come radioterapia o terapia sonodinamica, per il trattamento dei gliomi diffusi; Terapia cellulare adottiva: cellule T del recettore dell'antigene chimerico (CAR) e linfociti infiltranti il ​​tumore (TIL) per il trattamento dei gliomi maligni; Studio del microambiente nei gliomi diffusi per l’individuazione di nuovi target prognostici e terapeutici
• Prof. Pesce Maurizio: Meccanotrasduzione cellulare e molecolare in cardiologia sperimentale; Ingegneria tissutale cardiovascolare; Modelli di aging cellulare e molecolare
• Prof. Piazza Rocco Giovanni: Lesioni somatiche nel cancro, trasformazione cellulare, meccanismi molecolari di oncogenesi; Analisi con risoluzione a singola cellula per la caratterizzazione dei processi di oncogenesi in leucemie e tumori solidi
• Prof. Re Francesca: Design, sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle per la veicolazione di farmaci e acidi nucleici; Progettazione di biomateriali impiantabili per il rilascio controllato di farmaci e nanoparticelle; Modelli cellulari avanzati in vitro di barriere biologiche per la ricerca sulla nanomedicina
• Prof. Rivolta Ilaria: Studio delle alterazioni genetiche nelle encefalopatie epilettiche attraverso modelli sperimentali basati su neuroni derivati da cellule staminali pluripotenti indotte: meccanismi patogenetici e nuove strategie terapeutiche; Studio di alterazioni genetiche legate alla distrofia miotonica; Studio dei meccanismi molecolari e cellulari delle aritmie cardiache associate a morte improvvisa, utilizzando cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte come modello sperimentale per nuove strategie diagnostiche e terapeutiche
• Prof. Russo Laura: Progettazione e sintesi di biomateriali avanzati e dispositivi medici per applicazioni diagnostiche e terapeutiche. Sviluppo di modelli 3D microfisiologici mediante 3D bioprinting per applicazioni di drug screening; Biomateriali e mimetici della matrice extracellulare (ECM Mimics) per la rigenerazione tissutale; studio e sviluppo di biomateriali glicosidati (glicosilati?) per medicina rigenerativa e terapia cellulare; Progettazione di biosensori indossabili e trasdermali per la diagnostica precoce e in tempo reale di patologie. Coating di dispositivi medici con polimeri bioattivi/bioresponsivi (i.e. coating antimicrobici)
• Prof. Santambrogio Carlo: Spettrometria di massa per la biologia strutturale; Misfolding e aggregazione delle proteine ​​amiloidi
• Prof. Savino Angela Maria: Studio di nuove vulnerabilità metaboliche nelle leucemie acute
• Prof. Serafini Marta: Meccanismo della patologia ossea nelle malattie da accumulo lisosomiale; Immunoterapia con cellule CAR-T per la cura della leucemia mieloide acuta; Studio dei meccanismi della leucemia mieloide acuta nella nicchia midollare
• Prof. Smith Andrew: Chiarimento dei meccanismi molecolari nella patogenesi, progressione e risposte terapeutiche della malattia mediante MS-Proteomica; Proteomica, imaging mediante spettrometria di massa multi-omica spaziale; Approcci avanzati basati sulla spettrometria di massa analitica per diagnosi/prognosi/terapia mirata nelle malattie umane
• Prof. Taroni Franco: Genomica e fisiopatologia molecolare di malattie neurodegenerative rare; Modelli di Caenorhabditis elegans di malattie neurodegenerative rare
• Prof. Tiranti Valeria Sonia Mitocondri: profilo bioenergetico e biogenesi; Modelli in vitro e in vivo di malattie mitocondriali e sindromi di neurodegenerazione con accumulo di ferro cerebrale (NBIA)
• Prof. Torsello Antonio Biagio: Stress e neurosteroidi nell’epilessia resistente ai farmaci. Comportamento simil-prionico della SOD mutata in SLA. Stress ossidativo nella sclerosi multipla e in altri disturbi neurodegenerativi. Attività protettiva dei secretagoghi dell’ormone della crescita nella sindrome di Duchenne
• Prof. Zanoni Ivan: Meccanismi scatenanti l'infiammazione host-pathogen (nel contesto di sepsi, ARDS dei polmoni, infezioni virali, batteriche e fungine) con specifico interesse per il ruolo dei fagociti del sistema immunitario innato e dei loro cambiamenti metabolici, epigenetici, trascrizionali, traduzionali, e post-traduzionali (grazie all’uso di metabolomica, trascrittomica, proteomica, etc); Vie di segnalazione immunitaria innata e adattativa nello sviluppo e nella progressione di tumori (pancreatico, del colon, melanoma) e delle malattie infiammatorie (aterosclerosi, lupus, etc.); Sviluppo di nuovi adjuvanti che sfruttano vie di trasduzione del segnale dell’immunita’ innata per sviluppare vaccini piu’ efficaci ed in grado di proteggere contro virus con alta capacita’ di mutare
• Prof. Zaza Antonio: Sistema muscolo cardiaco; Cardiomiociti derivati ​​da iPS, mutazioni dei canali e meccanismi aritmogeni; “corrente tardiva del Na+” e danno cellulare

Gli studenti del DIMET trovano una naturale collocazione in centri di ricerca pubblici e privati, in centri clinici di eccellenza, in industrie biomediche e biotecnologiche, sia a livello nazionale che internazionale. Gli sbocchi professionali previsti sono quelli che richiedono interazioni tra ricerca di base e ricerca applicata e in contesti nei quali siano richiesti profili professionali ‘traslazionali’ con un solido background in ricerca di base insieme alla capacità di trasferire le nuove conoscenze alla biomedicina per produrre strumenti o approcci di diagnostica avanzata o opzioni terapeutiche innovative ed efficaci. Figure professionali di ricercatori in accademia, in aziende di biotecnologie o nel contesto del Sistema Sanitario sono opportunità alle quali potranno accedere coloro che avranno conseguito il dottorato DIMET.

La struttura e i programmi del corso di Dottorato DIMET hanno come fondamento la natura multidisciplinare della Biologia e Medicina moderne e la necessità reciproca di biologi e medici di familiarizzare con le questioni mediche e di biologia di base. La partecipazione pressoché paritaria alle attività formative rivolte ai dottorandi di scienziati sia di ricerca di base che di ricerca clinica e l’organizzazione di seminari per tutti gli studenti garantisce interazioni proficue tra le varie componenti.

Le attività di didattica del Dimet si sviluppano a partire dalle competenze e dalle interazioni nei vari ambiti di ricerca, sia in area ampie di investigazione (meccanismi molecolari e cellulari) che in contesti più specializzati (malattie neurologiche e neuromuscolari; oncologia e ematologia; patologie infettive e immunitarie; patologie polmonari e cardiovascolari). La didattica dà rilievo all’approccio traslazionale nel trasferimento delle competenze, con applicazione ed ulteriore approfondimento in programmi di ricerca di carattere diagnostico o terapeutico (medicina clinica e rigenerativa; piattaforme tecnologiche, nanomedicina e diagnosi). I programmi di dottorato proposti si svolgeranno in un contesto biotecnologico avanzato.

L’attività didattica è consultabile sulla piattaforma e-learning: https://elearning.unimib.it/course/index.php?categoryid=8308