Negli ultimi anni si sono ottenute numerose e convincenti evidenze che mettono in evidenza come i geni che sono importanti nello sviluppo embrionale si sovrappongono in larga misura a quelli che governano i sistemi di rigenerazione nell'adulto ed i cui pattern di espressione sono alterati nel cancro. I processi epigenetici da una parte regolano il normale bilanciamento tra cellule staminali, progenitrici locali e terminalmente differenziate, sia nei tessuti adulti che durante lo sviluppo embrionale; dall'altra possono indurre la trasformazione neoplastica e/o programmare le diverse popolazioni di cellule tumorali. È sempre più consolidata l'ipotesi che i tumori siano organizzati gerarchicamente, come i tessuti normali, in piccole sottopopolazioni di cellule staminali tumorali di diverso tipo responsabili per l'inizio e la progressione del cancro, mentre la maggior parte delle cellule della massa tumorale non ha capacità di rigenerazione e non contribuisce in maniera sostanziale alla propagazione del tumore. Comprendere le origini e le caratteristiche molecolari delle cellule che compongono l'architettura della massa tumorale, può aprire la strada per lo sviluppo di terapie innovative e più efficaci strumenti diagnostici.
Il Laboratorio di Oncologia focalizza il suo programma di ricerca scientifica e tecnologica su tre principali strategie:

• Studio della Programmazione Epigenetica nel corso dello sviluppo del tumore e conseguenze funzionali nella regolazione della trascrizione, riparo del DNA ed instabilità cromosomica. Abbiamo identificato e studiato biomarcatori genetici ed epigenetici.
• Studio delle basi molecolari associate all'acquisizione di chemioresistenza nei tumori solidi. Analisi delle principali alterazioni molecolari correlate con il cross-talk tra stress ossidativo e altri meccanismi cellulari coinvolti nella progressione del tumore per lo sviluppo di nuove strategie di diagnosi e terapia nei tumori polmonari.
• Definizione del miRNAoma nel tumore del colon-retto, mammella e nei gliomi. miRNAs expression profiling di tessuti e line cellulari. Identificazione delle pathway molecolari regolate da specifici miRNA ed associate ad invasività (EMT) e migrazione, e nel carcinoma della mammella allo sviluppo di malattia metastatica. Sviluppo di modelli In Vivo o In Vitro per la validazione funzionale di possibili nuovi strumenti diagnostici e predittivi.

Sviluppo di una banca di tessuti tumorali freschi congelati e/o paraffinati e sangue periferico da pazienti affetti da tumori del seno, cerebrali, polmonari, urinari, ginecologici e gastrointestinali. Per ciascun caso sono disponibili le informazioni clinico patologiche ed i dati di follow up clinico per studi epidemiologici e molecolari.

Le principali aree di attività dell'Unità di ricerca sono le seguenti:

- Identificazione di geni malattia: in tale ambito, sono in corso studi finalizzati alla identificazione di geni associati ad alcune forme di patologie oculari, mediante analisi di linkage con SNPs array seguiti da exome sequencing. Altri studi sono finalizzati all'identificazione della eziologia molecolare di patologie rare mediante sequenziamento dell'intero genoma. Tra questi vi è uno studio sulla Sindrome di Kabuki.

- Studio delle patologie genomiche: l'unità di ricerca è parte attiva nella identificazione, mediante SNP array e real-time PCR, di riarrangiamenti submicroscopici del genoma, associati a patologie genomiche quali le disabilità intellettive con o senza anomalie congenite multiple, le sindromi da difetto dell'accrescimento e la Sindrome di William-Beuren.

- Analisi delle pathways deregolate nelle patologie complesse: l'unità di ricerca vanta una consolidata expertise nell'ambito dello studio del profilo di espressione genica mediante analisi high throughput con DNA microarray e real-time PCR. Alcuni progetti sono finalizzati alla identificazione di biomarkers di alcune forme tumorali mediante lo studio del profilo di espressione sia a livello genico che di micro RNA.

- Studi funzionali di mutazioni in geni associati a patologie complesse e tumorali: in tale ambito l'Unità si occupa della caratterizzazione funzionale di mutazioni nei geni CASR, GCMb e CDC73 associati ad Iperparatiroidismo primitivo e nel gene MEN1 associato alla Sindrome Endocrina Multipla. Un altro filone di ricerca riguarda il glioblastoma; è in corso, infatti, un progetto di ricerca su un nuovo gene associato a questo tumore usando modelli cellulari e animali.

- Biobanche: la nostra Unità dirige una delle Biobanche afferenti al Netwotk Nazionale delle Biobanche TELETHON. La Biobanca GDB contiene dati clinici e campioni biologici di pazienti affetti da malattie genetiche rare.

Dal 1991, anno in cui il nostro Ospedale è stato riconosciuto come IRCCS, alla Divisione di Gastroenterologia ed Endoscopia Digestiva è stata affidata la costituzione dell'Unità di Ricerca di Gastroenterologia. In essa lavorano dirigenti medici, dirigenti biologi e tecnici di laboratorio biomedico. Le principali tematiche oggetto di ricerche traslazionali sono:

• individuare i geni, i meccanismi molecolari e le reti di co-espressione mRNA-miRNA, coinvolti nella patogenesi ed espressione clinica delle malattie infiammatorie croniche intestinali (MICI) che comprendono la malattia di Crohn (MC) e la rettocolite ulcerosa (RCU);
• esplorare i meccanismi molecolari correlati alle neoplasie gastrointestinali, quali cancro colo-rettale (CRC) e pancreatico (CP), al fine di determinare gli eventi critici dell'inizio e della progressione tumorale. In particolare, siamo interessanti alla ricerca di possibili biomarcatori diagnostici e di molecole target di terapia biologica;
• chiarire i meccanismi molecolari e delle pathway biologiche alla base della cirrosi biliare primitiva (CBP).

I ricercatori fanno parte di diversi poli di ricerca italiani ed internazionali, tra i quali: il consorzio Pandora per lo studio del pancreas, il gruppo italiano per lo studio della Cirrosi Biliare Primitiva, il network internazionale per lo studio dell'epatite Delta, il gruppo italiano (IG-IBD) e il consorzio internazionale per lo studio delle malattie infiammatorie croniche intestinali (IIBDGC).

Il Laboratorio di Ricerca di Diabetologia ed Endocrinologia (LRDE) focalizza il proprio interesse sulle basi epidemiologiche e genetiche del diabete tipo 2 e delle sue complicanze cardio-nefro-vascolari, che peggiorano qualità e durata della vita dei pazienti affetti da questa patologia. Il diabete colpisce oggi nel mondo circa 250 milioni di persone che, si stima, diventeranno oltre 360 milioni nel 2030. E' perciò prevista una vera e propria pandemia, con la conseguente esplosione dei costi in termini di salute pubblica e oneri economici. I pazienti diabetici hanno un rischio di malattie cardio-renali e di mortalità generale molto di più elevato, rispetto ai non diabetici. È perciò necessario conoscere il contributo relativo non solo dei fattori di rischio "ambientali", come l'eccessiva alimentazione e la vita sedentaria, ma anche i meccanismi molecolari e genetici che sottendono lo sviluppo e le complicanze di queste malattie allo scopo di individuare migliori strategie preventive.

In questo settore, nel corso degli ultimi 10 anni, il LRDE ha contribuito in maniera determinante all'approfondimento delle cause genetiche del diabete di tipo 2 attraverso l'identificazione e/o la caratterizzazione del ruolo di geni come ENPP1, ADIPOQ, TRIB3, RETN, IRS1 e PPARgamma2. Sono stati, inoltre, caratterizzati funzionalmente alcuni inibitori del segnale insulinico come ENPP1 e di studiare in dettaglio il ruolo di alcune adipocitochine, tra cui adiponectina e resistina, come determinanti sia di resistenza insulinica che di malattia coronarica nei pazienti diabetici.

Sul versante della genetica epidemiologica, il LRDE si avvale della collaborazione con alcune realtà cliniche dell'Istituto (Endocrinologia, Cardiologia) in studi prospettici che mirano all'identificazione dei fattori di rischio il grado di predire tra i pazienti diabetici quelli a maggior rischio di sviluppare le complicanze cardio-nefro-vascolari, con l'obiettivo di implementare nella pratica clinica strategie di predizione e prevenzione precoce personalizzata.