Il progetto di ricerca è articolato in due campi, biomedico e biotecnologico e dei biomateriali; ciascun campo è caratterizzato da singole linee di ricerca, 7 in totale. In ciascuna linea di ricerca la microscopia elettronica e le tecnologie innovative ad essa applicate avranno un ruolo chiave nella realizzazione del progetto, con l'obiettivo unificante di fornire dati principalmente morfologici ultrastrutturali, istofisiologici o istopatologici, derivanti dall'analisi di campioni umani e modelli animali, utili all'avanzamento delle conoscenze nell'ambito della eziopatogenesi, fisiopatologia e trattamento di alcune malattie/disfunzioni di interesse clinico o chirurgico tra le quali l'infertilità di coppia, diverse forme neoplastiche e patologie sistemiche quali ad esempio le patologie cardiovascolari e del distretto scheletrico. Verranno inoltre sviluppate linee di ricerca riguardanti vie alternative di somministrazione dei farmaci e l'utilizzo di idonei materiali in campo odontoiatrico. I campi principali e le linee di ricerca in essi comprese sono: Campo biomedico: Linea 1 - Applicazioni della microscopia elettronica alla valutazione delle modificazioni ultrastrutturali dei gameti umani in diverse condizioni microambientali; Linea 2 - Metodi avanzati di analisi delle immagini nello studio ultrastrutturale delle alterazioni morfofunzionali indotte nel cuore dal trattamento con doxorubicina: modello murino; Linea 3 - Nuove tecnologie e ricerca traslazionale nello studio delle patologie oncologiche cerebrali e dello stroke; Linea 4 - Metodi avanzati per lo studio ultrastrutturale dei carcinomi del colon-retto, del rene e di patologie infiammatorie/infettive intestinali e respiratorie; Linea 5 - Analisi non distruttiva di tessuti dell'apparato scheletrico. Campo biotecnologico e dei biomateriali: Linea 6 - Analisi di nanomateriali/nanostrutture di interesse farmacologico: i liposomi; Linea 7 - Analisi non distruttive su biomateriali in ambito odontoiatrico.
Tutte le linee di ricerca, anche se diverse per le tematiche affrontate, mostrano potenzialità applicative comuni in due importanti settori: il settore dell'indagine morfologica in campo biomedico e biotecnologico, che prevede l'utilizzo integrato di una vasta gamma di strumenti con il fine comune di mettere in evidenza alterazioni discrete delle matrici organiche e inorganiche in diversi ambiti fisiopatologici; il settore della medicina traslazionale (29), in cui le problematiche vengono affrontate in modalità interdisciplinare, dalla conoscenza alla cura, indirizzando lo studio verso l'ottenimento di risultati scientifici rapidamente traducibili nella pratica clinica ("dal laboratorio al letto del paziente"). Questo progetto ha dunque l'obiettivo unificante di fornire conoscenze teorico-pratiche applicando tecnologie innovative trasversali finalizzate alla prevenzione, diagnosi e trattamento di diverse patologie di interesse clinico e chirurgico.
La linea 1 potrà contribuire ad un avanzamento biotecnologico nel campo della preservazione della fertilità, del trattamento e della prevenzione dell'infertilità in soggetti di entrambi i sessi (30). Il congelamento di gameti e di tessuto gonadico in soggetti affetti da neoplasie maligne che necessitano di trattamenti gonadolesivi quali chemioterapia e radioterapia ("oncofertilità") (31), ma anche in donne che decidono di posticipare la maternità per ragioni socio-economiche ("social egg freezing") (32) può rappresentare l'unico indispensabile prerequisito per preservare e ripristinare la fertilità in un momento successivo della vita riproduttiva. La criopreservazione è inoltre utilizzata per creare un pool di riserva di ovociti utilizzabile da donne che devono sottoporsi a cicli ripetuti di PMA (33,34). Lo studio dei danni da inquinanti ambientali e della embriogenesi in vitro potrà fornire infine informazioni utilizzabili nel controllo/tutela del micro- e macro-ambiente. Le linee 2 e 3 forniranno un contributo alla diagnosi ed alla terapia di alcune importanti patologie dell'apparato cardiovascolare. La cardiotossicità da doxorubicina, in particolare, rappresenta un "hot topic" in tale ambito e merita di essere ulteriormente indagata, perché può svilupparsi anche a notevole distanza dall'ultima somministrazione del farmaco, utilizzato nelle terapie antiblastiche, limitandone così l'impiego (35). Anche ulteriori studi sui fattori proangiogenetici potenzialmente utilizzabili per limitare il danno tissutale ischemico (36) e sui quadri morfologici dell'angiogenesi (37) si rendono necessari al fine di chiarire il complesso meccanismo dell'angiogenesi che, va ricordato, gioca un ruolo chiave anche nell'accrescimento delle masse neoplastiche (38). Le linee 3 e 4, d'altro canto, ponendo l'accento sullo studio della eziopatogenesi di alcune neoplasie quali gliomi, tumori del tratto colon-retto e del rene, propongono nuovi schemi di ricerca e sofisticate metodologie per migliorare lo screening, la diagnosi, la prognosi e la terapia di alcuni tra i tumori più diffusi, al fine di contribuire all'ulteriore innalzamento delle percentuali di sopravvivenza post-trattamento (39). Nell'ambito della linea 4, inoltre, dal momento che l'Italia è attualmente uno dei paesi più colpiti dall'emergenza globale del COVID-19, ci sembra importante dare un contributo alla conoscenza delle caratteristiche, delle modalità di diffusione e dei possibili organi bersaglio del virus SARS-CoV-2 (40). La linea 5 affronta l'importante problema dell'erosione ossea e dell'osteoporosi, alterazioni del rimaneggiamento osseo legate non solo alla concomitante insorgenza di altre patologie ma anche all'avanzare dell'età, che rappresenta un sempre più importante fattore di rischio indipendente, visto l'attuale innalzamento dell'età media della popolazione (41). Nella linea 6, la caratterizzazione morfologica dei liposomi e delle loro proprietà acquisisce un'importanza notevole nell'ambito dei nuovi approcci terapeutici per la terapia del cancro (42) che prevedono, grazie al rilascio mirato del farmaco antiblastico da parte dei liposomi, una maggiore concentrazione di esso all'interno delle cellule tumorali ("targeted drug delivery"), riducendone gli effetti collaterali citotossici sulle cellule sane (vedi Linea 2) e permettendo inoltre la selettiva distruzione dei vasi neoformati (vedi Linea 3). La linea 7 pone infine in risalto i moderni trattamenti in endodonzia e odontoiatria pediatrica (43), sottolineando come giochi oggi un ruolo essenziale, anche in ambito sociale, la cura precoce e continuativa dell'apparato odontostomatologico.
In conclusione, abbiamo dimostrato come le diverse linee di ricerca siano potenzialmente accomunate dal denominatore comune della tecnologia di indagine morfologica e dall'approccio traslazionale, giocando in ognuna un ruolo importante la ricaduta non solo scientifico/tecnologica, in ambito diagnostico e terapeutico, ma anche socio/economica ed ambientale.