Attività di ricerca

Coerentemente con la sua mission, l'IBFM sviluppa ricerche focalizzate allo studio dei meccanismi fisiologici e patogenetici a diverse scale, dal livello molecolare a quello d'organo, utilizzando tecnologie innovative, in particolare le tecniche di Imaging. Si individuano 3 principali aree di ricerca:

IMAGING MOLECOLARE
Il gruppo di Imaging Molecolare svolge attività di ricerca presso la Sede di Segrate e la UOS di Genova. Combina metodi di imaging molecolare ex vivo e in vivo (scienze omiche, studi pre-clinici, studi clinici) con algoritmi avanzati di elaborazione ed integrazione, per la comprensione di patologie multifattoriali e l'estrazione di nuovi biomarcatori, in neurologia, cardiologia, oncologia. Le metodologie includono tecniche biostatistiche e bioinformatiche avanzate, elaborando ed integrando in un approccio sistemico dati, segnali e immagini multi-dimensionali:
- imaging molecolare ex vivo per lo studio dei trascritti e delle proteine espresse nei comparti cellulari, avvalendosi di modelli cellulari, animali ed umani;
- imaging molecolare in vivo (PET/SPECT/CT/MRI), nel piccolo animale, per lo studio di nuovi radiofarmaci e terapie, e nell'uomo, per la diagnosi e indirizzamento alla terapia.
Inoltre:
- imaging elettrofisiologico (MEG/EEG/ERP/registrazioni neuronali ad alta frequenza), applicato a: a) studi di neurofisiopatologia e neurofisiologia dei sistemi sensoriali in modelli animali e nell'uomo; e, b) studio delle dinamiche temporali di attivazione dei network neurali sottesi alle funzioni cognitive.

NEUROIMAGING
Il gruppo di Neuroimaging di Germaneto (CZ) è riconosciuto come uno dei centri più importanti per lo studio dei disturbi del movimento (morbo di Parkinson, tremore essenziale). Il portafoglio di ricerca comprende anche lo studio di altre importanti patologie neurologiche tra cui: sclerosi multipla, epilessia e morbo di Alzheimer. Il centro però si occupa anche di studiare, in soggetti sani, le basi neurofisiologiche delle più importanti funzioni cognitive umane. Infatti, una delle ipotesi scientifiche alla base del nostro processo scientifico è che la comprensione di un disturbo neurologico passa innanzitutto dalla mappatura dei processi neurofisiologici identificati nel soggetto sano.
L'unità può contare su una Risonanza Magnetica 3T con bobbine da 8 e 32 canali (GE; MR-750). Attraverso le convenzioni scientifiche con l'ospitante Università "Magna Graecia", l'unità può anche lavorare su una moderna PET-MRI 3T (Siemens) e un'apparecchiatura per l'imaging funzionale: near infrared spectroscopy (NIRS).
Le principali linee di ricerca sono:
a) Individuazione di nuovi biomarcatori della malattia di Parkinson e la caratterizzazione di fenotipi sub-clinici relativi ai disordini del movimento.
b) Sviluppo di metodi tecnologici avanzati relativi a diversi protocolli di Neuroimaging tra cui la Risonanza Magnetica (MRI) strutturale/funzionale e la Near Infrared Spectroscopy (NIRS).
c) Sviluppo di metodi diagnostici computerizzati basati sulle machine learning.

RADIOTERAPIA E EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI
Si tratta di un giovane gruppo di ricerca con sede a Cefalù, che studia gli effetti biologici delle terapie con radiazioni ionizzanti (radioterapia) ed ultrasuoni focalizzati ad alta/bassa intensità (HIFU/LOFU). Uno dei principali obiettivi è lo studio dei meccanismi molecolari che regolano gli equilibri di sopravvivenza e morte cellulare, al fine di sviluppare nuovi approcci terapeutici combinati. Questo obiettivo è perseguito traendo vantaggio dalle competenze interdisciplinari presenti nel gruppo: a) Biologia Molecolare, adottando un approccio di proteogenomica, per valutare i principali pathways coinvolti nella risposta cellulare a questi stimoli; b) Fisica Medica, per lo studio e ottimizzazione delle caratteristiche fisiche delle radiazioni, utilizzando tecniche sperimentali e simulazioni digitali; c) Ingegneria, per lo sviluppo di metodi di elaborazione delle immagini per la definizione del volume bersaglio da trattare, per il follow-up e il monitoraggio della risposta alla terapia.
Le principali linee di ricerca sono:
- Studio degli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, e degli effetti sinergici con gli ultrasuoni focalizzati.
- Ottimizzazione degli aspetti dosimetrici nei trattamenti radioterapici con acceleratori convenzionali e sperimentali.
- Messa a punti di algoritmi di elaborazione delle immagini a supporto della radioterapia e del monitoraggio della risposta ai trattamenti.