Early Career Awards

ESMOPH | Analisi delle SNV e delle dinamiche virali nell'epidemia di mpox: implicazioni per la patogenesi e per la salute pubblica (ESMOPH)

Awardee: Michela Deiana, IRCCS Sacro Cuore Don Calabria 

Dal 2022, la diffusione di mpox in diverse nazioni ha suscitato preoccupazioni rilevanti. L'evoluzione virale potrebbe aver facilitato la co-trasmissione di più varianti. Ad oggi, sono state riportate numerose Varianti a Singolo Nucleotide (SNV), tuttavia non è chiaro se rappresentino il risultato di mutagenesi locale o di possibili co-infezioni. I nostri precedenti risultati hanno rivelato la coesistenza di alleli wild type e mutati in pazienti non correlati, sebbene con frequenze divergenti, supportando l'ipotesi della co-infezione. In questo progetto, il mio obiettivo è approfondire l'ipotesi della co-infezione mediante l'analisi genetica delle sottopopolazioni virali in diverse matrici biologiche dei pazienti con mpox. L'attuale situazione epidemiologica sottolinea l'importanza di mpox come minaccia zoonotica in riemergente. Una possibile co-infezione con più sottopopolazioni virali potrebbe avere un impatto significativo.

B19-CAT | Parvovirus umano B19-like nei gatti domestici (B19-CAT) 

Awardee: Georgia Diakoudi, Università degli Studi di Bari

Il parvovirus B19 (famiglia Parvoviridae, genere Erythroparvovirus) è l'unico parvovirus patogeno negli esseri umani che causa sintomi da lievi a gravi, tra cui eritema infettivo, anemia e idrope o morte fetale. Di recente, i nostri laboratori hanno identificato un nuovo parvovirus simile al B19 in un gatto con anemia non rigenerativa (non pubblicato). Seguendo gli obiettivi di INF-ACT, l'attuale progetto mira a studiare la presenza e raccogliere dati sull'epidemiologia di questo virus emergente nella popolazione felina. L'obiettivo è creare una pipeline diagnostica completa che consentirà di comprendere la prevalenza del virus, la sua patologia e pianificare misure di prevenzione efficaci. La comprensione della patologia del virus nella popolazione felina offrirà l'opportunità di esplorare possibili parallelismi con l'infezione umana da parvovirus B19 negli esseri umani e offrirà un modello animale per lo studio degli eritroparvovirus.

EMERGENT | Studio dei meccanismi patogenetici associati allo stato redox nelle infezioni da virus respiratori 

Awardee: Marta De Angelis, Università degli Studi di Roma La Sapienza

La comprensione dei meccanismi patogenetici delle infezioni da virus respiratori è fondamentale per affrontare l'emergenza di nuovi ceppi virali. Le alterazioni dello stato redox sono state identificate come un evento chiave nella regolazione della replicazione virale e della risposta infiammatoria, con un impatto sulla severità dell’infezione. In questo contesto, il danno della barriera epiteliale-endoteliale polmonare è un evento associato ai casi severi di infezione, ma i meccanismi sottostanti non sono ancora chiari. Lo scopo del progetto è definire i pathways redox coinvolti nei meccanismi patogenetici durante le infezioni da diversi virus respiratori. In particolare, sarà valutata la modulazione di fattori antiossidanti intracellulari legati alla risposta infiammatoria durante tali infezioni virali nelle diverse vie del tratto respiratorio e il loro ruolo nel danno della barriera epiteliale-endoteliale. Lo studio sarà condotto utilizzando modelli cellulari di monocolture e co-colture in "Air-Liquid Interface" riproducendo in un sistema in vitro le vie del tratto respiratorio superiore ed inferiore. I risultati ottenuti permetteranno di approfondire gli eventi alla base delle condizioni severe delle infezioni da virus respiratori e di sviluppare nuovi approcci terapeutici "cell-targeted" contro le infezioni virali

LSI | Leishmania vs Sauroleishmania nel bacino del Mediterraneo: isolamento, caratterizzazione molecolare e metagenomica di Leishmania spp in Italia

Awardee: Jairo Mendoza Roldan, Università degli Studi di Bari Aldo Moro

La leishmaniosi canina (CanL) è una zoonosi causata da Leishmania infantum, endemica nell'Europa meridionale. In queste aree sono presenti altre specie di Leishmania, come Leishmania tarentolae, un protozoo non patogeno dei rettili. Recenti diagnosi molecolari e positivit? sierologica a L. tarentolae nell'uomo e nei cani hanno stimolato l'interesse per le interazioni tra questi mammiferi ospiti, rettili e L. infantum. Lo scopo di questo progetto ? confermare la circolazione di L. infantum e L. tarentolae in ospiti non permissivi e isolare nuovi ceppi di questi protisti. Successivamente, i ceppi verranno caratterizzati molecolarmente attraverso il sequenziamento dell'intero genoma per identificare nuovi ceppi e/o ibridi. I risultati di questo studio permetteranno di descrivere l'evoluzione dell'epidemiologia della Leishmania in Italia, nonch? di valutare la possibile utilità di L. tarentolae per nuove strategie di vaccinazione.

ClimaVec | Impatto del cambiamento climatico globale sui vettori e sugli arbovirus emergenti 

Awardee: Ayda Khorramnejad, Università degli Studi di Pavia

Come i vettori arbovirali rispondono al rapido riscaldamento climatico antropogenico? una questione aperta di grande interesse ecologico e per la salute pubblica, poich? le zanzare sono ectotermi e la temperatura influisce su quasi tutti gli aspetti del loro ciclo vitale. Si prevede che il riscaldamento climatico causerà grandi cambiamenti nella distribuzione e nella dinamica delle zanzare, portando così all'espansione del rischio di trasmissione anche nelle regioni temperate del mondo. Tuttavia, l'influenza della temperatura sull'interazione delle zanzare con i virus rimane in gran parte sconosciuta. In questa proposta, affronterò questa lacuna conoscitiva studiando se e come l'interazione della zanzara tigre asiatica, Aedes albopictus, il principale vettore arbovirale in Europa, con i virus cambia quando le zanzare sono esposte a un regime termico caldo, che imita l'estate italiana. Affronterò questa domanda utilizzando l'arbovirus Semliki Forest Virus (SFV) e il virus limitato agli insetti Cell Fusing Agent Virus (CFAV). Il CFAV è stato proposto come un nuovo agente di controllo basato sulla sua capacità di limitare l'infezione da arbovirus nelle zanzare. Ho progettato tre obiettivi indipendenti ma interconnessi per rispondere alle seguenti domande dettagliate: l'esposizione a breve rispetto a lungo termine a un regime termico caldo altera il modo in cui le zanzare rispondono alle infezioni da SFV e CFAV. Il CFAV può limitare l'infezione da SFV in Ae. albopictus sottoposte a stress termico? Acquisire questa conoscenza è essenziale per derivare previsioni raffinate sul rischio arbovirale in base al clima e sviluppare strategie

LION | Esplorare le interazioni a livello mucosale tra l'ospite mammifero e il parassita Leishmania utilizzando organoidi intestinali 

Awardee: Ilaria Varotto Boccazzi, Università degli Studi di Milano

Le leishmaniosi sono malattie neglette causate dal parassita del genere Leishmania e trasmesse all'ospite attraverso la puntura di flebotomi. Con questo progetto intendo rispondere alle seguenti domande: i) i mammiferi potrebbero contrarre l’infezione per via orale? ii) È possibile utilizzare questi parassiti come veicoli vaccinali in somministrazione orale? Per rispondere a queste domande, è fondamentale studiare l’interazione/internalizzazione di Leishmania all’interno dell’epitelio intestinale e la risposta immunitaria indotta a livello della mucosa. Per studiare l'interazione ospite-parassita verranno utilizzati organoidi intestinali anziché modelli animali, utilizzando Leishmania tarentolae come parassita modello. I risultati ottenuti potranno chiarire la possibile via di trasmissione orale/mucosale di Leishmania e le dinamiche della sua internalizzazione/localizzazione. In prospettiva, una migliore conoscenza dell’interazione tra Leishmania e l’epitelio intestinale e il sistema immunitario potrà consentire di sviluppare nuovi strumenti per modulare la risposta immunitaria verso questi parassiti, che rappresentano tuttora un problema di salute pubblica in diverse parti del mondo. 

PRE-STA-MD-AI | Prevedere le Statistiche dei Descrittori Molecolari utilizzando l'Intelligenza Artificiale 

Awardee: Stefan Milenkovic, Università degli Studi di Cagliari

In questo progetto, il nostro obiettivo principale è sviluppare un modello di apprendimento automatico progettato per prevedere i parametri statistici dei descrittori molecolari di piccole molecole. Tradizionalmente, questi parametri vengono ottenuti eseguendo simulazioni di dinamica molecolare (MD) di molecole solvata e poi estraendo esplicitamente le statistiche delle molecole. Tuttavia, con un modello in grado di prevedere questi parametri, possiamo evitare la necessità di eseguire simulazioni MD. Questo progresso faciliterà lo screening virtuale di enormi database per la ricerca di molecole con caratteristiche favorevoli di accumulo/permeabilità, sfruttando i modelli di apprendimento automatico esistenti in cui le statistiche molecolari sono fondamentali. Di conseguenza, questo approccio ridurrà significativamente i tempi di calcolo, riducendo il tempo di elaborazione da diverse ore per molecola a meno di un secondo. Inoltre, contribuirà alla conservazione ambientale riducendo il consumo di energia.

FOS | Caratterizzazione molecolare di Enterobatteri emergenti resistenti a fosfomicina

Awardee: Vittoria Mattioni Marchetti, Università degli Studi di Pavia 

La fosfomicina (FOS) ha suscitato interesse in ambito clinico come risorsa contro batteri multi-drug resistant, ma il fenomeno della resistenza a FOS è in aumento. Data la scarsa conoscenza di tale fenomeno negli Enterobatteri in Italia, il progetto comprende i) la tipizzazione di Enterobatteri clinicamente resistenti a FOS, ii) caratterizzazione dei geni fosA, iii) identificazione di mutazioni nei trasportatori/regolatori di FOS e iv) implementazione di una metodica alternativa nel rilevamento della resistenza a FOS. Durante il progetto, isolati di Enterobatteri resistenti a FOS verranno raccolti da ospedali del Nord Italia, sottoposti a sequenziamento long-reads e analizzati a livello molecolare per la presenza di geni fosA-like e mutazioni nei trasportatori di FOS. Gli isolati raccolti verranno ulteriormente valutati utilizzando un nuovo test in agar diffusione. Il progetto mira ad analizzare e prevenire la diffusione della resistenza a FOS e a chiarire l'epidemiologia degli Enterobatteri resistenti al FOS in Italia, fornendo linee guida specifiche per la prevenzione, il controllo e la gestione.

PROMISING | Promuovere la stewardship in medicina generale 

Awardee: Costanza Vicentini Università degli Studi di Torino

Promuovere l'uso prudente degli antibiotici è uno dei principali obiettivi del piano nazionale per il contrasto dell’antibiotico-resistenza (PNCAR). Gli interventi di antibiotico stewardship (AMS) mirano a promuovere l'uso responsabile degli antimicrobici, bilanciando la necessità individuale di un trattamento appropriato e la necessità sociale di mantenere l'accesso a trattamenti efficaci. La maggior parte degli interventi di AMS si concentra sugli ospedali per acuti. Tuttavia, una percentuale significativa di antibiotici viene prescritta in ambito ambulatoriale. L'obiettivo del progetto è di sviluppare un intervento di AMS volto a migliorare le competenze prescrittive dei medici di medicina generale (MMG). L'impatto dell'intervento sarà valutato attraverso uno studio pilota. I MMG saranno invitati a partecipare a un corso di formazione dedicato alla AMS. Una selezione casuale di MMG riceverà un servizio di consulenza personalizzata da parte di esperti AMS ospedalieri, tramite una piattaforma di telemedicina. Il servizio offrirà l'erogazione del trattamento più appropriato sulla base dei dati epidemiologici, microbiologici e clinici.In linea con l'approccio olistico di INF-ACT, il progetto mira a esplorare strategie innovative per l'erogazione dei servizi sanitari. In particolare, il progetto integra gli obiettivi del Nodo di Ricerca 3, valutando la rilevanza clinica della medicina personalizzata al di fuori del contesto per acuti. Il progetto rafforzerà le relazioni tra gli operatori sanitari ospedalieri e territoriali, consentendo di ottimizzare e condividere la presa in carico dei pazienti.

PAMIR | Modelli preclinici in vitro delle vie aeree per lo studio del rischio infettivo nelle malattie respiratorie croniche 

Awardee: Serena Di Vincenzo, Consiglio Nazionale delle Ricerche

I pazienti con malattie respiratorie croniche sono soggetti a infezioni ricorrenti causate da batteri, virus o batteri atipici. Questo aumenta la frequenza degli episodi di esacerbazione che porta a una più rapida progressione della malattia verso forme più gravi. Il fumo di sigaretta è un importante fattore di rischio per le malattie respiratorie croniche e aumenta la suscettibilità alle infezioni inducendo cambiamenti strutturali e alterazioni nelle difese immunitarie. Le attuali terapie non sono molto efficaci nella prevenzione o nel trattamento delle esacerbazioni ed è importante trovare nuove strategie terapeutiche che possano ridurre il rischio di infezioni in questi pazienti.Questo studio mira a valutare se l'uso di farmaci nutraceutici (apigenina, resveratrolo, curcumina e probiotici), in aggiunta alla terapia tradizionale, possa rispondere a questa esigenza.Per lo studio verr6agrave; utilizzato un modello sperimentale in vitro complesso costituito da un epitelio bronchiale pseudostratificato, fibroblasti e macrofagi. Questo modello in vitro sarà esposto al fumo di sigaretta e a molecole che simulano le infezioni. Verranno valutati gli effetti di questi insulti su: lo stress ossidativo, la perdita di integrità epiteliale, l'attivazione di meccanismi infiammatori, l'attività di fagocitosi e il rilascio di citochine da parte dei macrofagi. Il modello in vitro esposto a questi insulti verrà trattato con i farmaci selezionati e verrà valutata la capacità di ripristinare l'omeostasi tissutale. Ciò consentirebbe di ridurre le infezioni respiratorie nei soggetti più a rischio e prevenire le frequenti esacerbazioni della malattia.

BREATH | Sviluppo di piattaforme antimicrobiche basate su biomateriali naturali per malattie polmonari acute e croniche

Awardee: Francesca Della Sala, Consiglio Nazionale delle Ricerche

Le infezioni batteriche, tra cui quelle derivanti da Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumonia e Staphylococcus aureus, rappresentano una sfida significativa nel campo delle malattie respiratorie. Infatti, queste sono responsabili di gravi esacerbazioni nelle malattie polmonari ostruttive croniche (COPD) e nella sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS), accelerando drasticamente il deterioramento della funzionalità polmonare. Oggigiorno, le infezioni persistenti vengono trattate con dosi elevate di antibiotici, causando effetti collaterali e aumentando il crescente problema della multifarmaco-resistenza da parte dei microrganismi. In questo contesto, il progetto BREATH mira a sviluppare una piattaforma antimicrobica, basata su biomateriali naturali, come l'acido ialuronico (HA) e il chitosano, formando nanogel (NG) incorporati con agenti antimicrobici, come i carbon dots di Acido folico (FA-CD). Questa piattaforma antimicrobica combinerà sinergicamente le proprietà batteriostatiche e battericide intrinseche di HA e chitosano con l'attività antimicrobica di FA-CD, migliorandone il rilascio. I FA-CD saranno sintetizzati in un unico passaggio utilizzando un semplice e rapido sistema assistito da microonde, ottimizzando i parametri di reazione (ad es. temperatura e pH) per controllare le loro proprietà strutturali e di conseguenza le loro caratteristiche antimicrobiche funzionali. I NG di HA/chitosano saranno prodotti utilizzando il metodo di gelificazione ionica. Al fine di progettare il miglior candidato per incorporare i FA-CD, in grado di raggiungere il sito polmonare evitando la clearance alveolare, i pesi molecolari e le concentrazioni dei polimeri saranno ottimizzati per controllare le dimensioni e la stabilità dei NG. Per validare tali sistemi saranno eseguite la caratterizzazione fisico-chimica e la risposta biologica sulle cellule polmonari insieme alla valutazione delle attività antimicrobiche. Tali piattaforme, sfruttando le proprietà strutturali regolabili dei biomateriali, possono fornire nuove strategie per combattere i batteri nelle infezioni polmonari, eludendo i loro meccanismi di difesa naturali.

TARGET-UTR | Targeting the 3’-UTR of West Nile Virus: a Novel Peptide-Based Antiviral Strategy

Awardee: Riccardo Rigo, Università degli Studi di Padova

Il virus del West Nile (WNV) è un virus trasmesso dalle zanzare appartenente alla famiglia Flaviviridae, che può causare gravi sintomi neuroinfiammatori, soprattutto nei soggetti immunocompromessi e negli anziani. I recenti focolai in Africa, Nord America ed Europa hanno evidenziato come il WNV rappresenti una seria minaccia per la salute pubblica. Nonostante la necessità di trattamenti, attualmente non sono disponibili vaccini o farmaci antivirali specifici. Questo progetto mira a sviluppare nuove strategie farmaceutiche che prendano di mira il genoma del WNV per interferire con la sua replicazione e ridurne la virulenza. Il target farmaceutico scelto è una particolare struttura dell'RNA presente al 3’-UTR del genoma del WNV, cruciale per la replicazione virale e l'evasione dal sistema immunitario. Utilizzando la tecnologia del phage display, ci proponiamo di identificare ligandi peptidici che si leghino specificamente a questo dominio dell'RNA, stabilizzandolo e potenzialmente compromettendo l'attività degli enzimi coinvolti nella replicazione del genoma virale. Questo approccio potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti anti-flavivirus ad ampio spettro e alla scoperta di nuove strategie di targeting degli acidi nucleici.

PHAGOMED | PHAGe therapy cOmbined with CutiMED Sorbact for the treatment of infected skin ulcers: an epidemiological and in vitro study 

Awardee: Matteo Passerini, Università degli Studi di Milano

Le ulcere cutanee infette rappresentano una sfida clinica significativa, spesso aggravata dalla scarsa penetrazione tissutale degli antibiotici e dallo sviluppo di resistenza batterica. Questo progetto mira a affrontare tale sfida attraverso due studi sperimentali paralleli. In primo luogo, verranno raccolti campioni batterici consecutivi da pazienti con ulcere infette per selezionare e valutare i fagi capaci di uccidere in vitro i batteri isolati. In secondo luogo, verrà valutata l'attività antimicrobica in vitro dei fagi in combinazione con la medicazione Cutimed Sorbact. Questo approccio interdisciplinare integra microbiologia, trattamento delle ferite e terapia con fagi, con l'obiettivo di sviluppare una strategia terapeutica innovativa, in linea con gli obiettivi del programma di ricerca INF-ACT. I risultati positivi di questo studio potrebbero aprire la strada a un'applicazione clinica successiva della terapia con fagi, fornendo dati importanti sull'efficacia e sulla medicazione ottimale da combinare con essa.