Tecnologie

La Biocrystal Facility, un laboratorio multidisciplinare nato nell’Istituto di Biologia e Patologia Molecolari del CNR in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Biochimiche dell’Università Sapienza, ha come obiettivo quello di supportare i ricercatori italiani e le aziende nella progettazione di nuovi farmaci e vaccini attraverso lo “structure-based drug design”.

La presente tecnologia consiste in un’applicazione di e-health. Lʼapplicazione DragONE nasce dalle indicazioni delle Linee Guida mondiali per la gestione dellʼasma che promuovono lʼopportunità di implementare una valutazione multidimensionale dellʼasma pediatrico avvalendosi di sistemi innovativi. DragONE consente di registrare dati sul controllo soggettivo dellʼasma ed è in grado di restituire in forma di pittogrammi di semplice comprensione per i bambini (draghetto rosso, giallo o verde) informazioni sullo stato di benessere percepito dal paziente.

Presso IBPM è operativa una piattaforma di microscopia, centro di Riferimento Nikon ( www.imagingplatformibpmcnr.it ), per imaging cellulare ad alta risoluzione su campioni fissati e cellule vive (time-lapse video recording in modalità wide field e convocare spinning disk). Sono possibili acquisizioni multimodali (fluorescenza e luce trasmessa) e multidimensionali (in x,y,z, 4 lunghezze d’onda, nel tempo).

Il docking dinamico virtuale, effettuato nel lab MOLBD3 dellʼIstituto di Biofisica, consente lʼidentificazione di nuovi farmaci attraverso le informazioni strutturali che derivano dallo studio di proteine bersaglio, responsabili di alcune patologie umane. In particolare, effettuiamo screening di farmaci o piccole molecole (librerie commerciali/proprie) contro siti proteici noti, cavità superficiali, superfici di interazioni proteina-proteina (fixed/rigid hotspots) o stati di transizione strutturale (dynamic hotspots).

Lo sviluppo di alimenti funzionali è spesso limitato dai processi di produzione industriale. Ad esempio, per la produzione di alimenti da forno l’utilizzo di alte temperature di cottura determina denaturazione delle proteine, distruzione delle vitamine, alterazione degli acidi grassi, etc. La protezione di queste componenti è essenziale nella produzione deli alimenti senza glutine in quanto generalmente poveri in proteine e vitamine.

La proposta innovativa ruota attorno a un laboratorio didattico di robotica educativa, frutto di una ricerca sperimentale che mira a coniugare gli approcci educativi più tradizionali con l’uso della robotica. In particolare, si fa uso del robot educativo Thymio, progettato dall’EPFL, come mediatore del processo di apprendimento nel favorire il potenziamento della School Readiness.

Consente uno sviluppo sistemico ed evolutivo delle persone, delle organizzazioni e dei territori superando le criticità degli approcci tradizionali, che si bloccano a causa di riduzioni razionalistiche della complessità, oltre che per la scarsa motivazione. Si risponde così alle esigenze di sostenibilità sociale evidenziate dalla agenda 2030 dell’ONU. La metodologia si basa su 3 pilastri:

L’infrastruttura NanoMicroFab consente di supportare le aziende operanti nell’ambito della micro e nanoelettronica attraverso la fornitura di materiali, lo sviluppo di processi e dispositivi, la progettazione e la caratterizzazione di materiali e dispositivi.

E' stato messo a punto un procedimento con lo scopo di trattare contemporaneamente migliaia di organismi modello C.elegans, dall'uovo all'adulto invecchiato, in liquido in piastre da 96 o 384 pozzetti. Questa procedura può essere utilizzata per eseguire screening farmacologici e tossicologici di milioni di composti, in volumi molto piccoli e su milioni di animali. Grazie alla facile manipolazione si possono effettuare analisi semiautomatiche utilizzando lettori di piastre o strumenti di High Content Screening.

Mettiamo a disposizione di aziende del campo dell’alimentazione, nutraceutica e sviluppo/riposizionamento di farmaci, le competenze e strumentazione all’avanguardia dei nostri laboratori per il monitoraggio di parametri biologici quali: vitalità, benessere, attività metabolica, ma anche sofferenza, stress, tossicità cellulari. L’utilizzo di metodiche di imaging con sonde fluorescenti/bioluminescenti di ultima generazione, e la possibilità di acquisizioni in time-lapse, garantiscono l’analisi di tali parametri nel tempo.

Presentiamo un dispositivo ultra-compatto, configurabile ed impiantabile per realizzare un’interfaccia uomo-macchina. Il sistema può essere applicato per monitorare e stimolare, con un’accuratezza spaziale e temporale elevata, l’attività cerebrale. Inoltre permette l’implementazione di protocolli di tipo closed-loop per una comunicazione bidirezionale a bassa latenza. Il sistema può essere applicato anche per sistemi in vitro per indurre e monitorare la crescita di cellule o per applicazioni esterne come la stimolazione transcranica.

Il prototipo utilizza sensori di umidità del suolo che attraverso una misura della permittività dielettrica stimano il contenuto d’acqua nel profilo del terreno sulla base del quale è avviata l‘ irrigazione attraverso elettrovalvola comandate da relè. Il sistema è stato sviluppato utilizzando tecnologie OpenSource. Nello specifico per le componenti hardware si è utilizzato un single-board computer Raspberry PI 3B+ insieme a un 4G LTE Wi-Fi router e un convertitore modbus rs485/USB.

Le strutture di rete che necessitano l'utilizzo di una banca dati comune risentono del rischio insito nel trattamento di dati identificativi che sono necessari per consentire la condivisione delle informazioni e l'aggiornamento e trattamento dei dati con pari livello di accesso tra i nodi della rete. Questa condivisione però potrebbe comportare rischi di vulnerabilità nel momento in cui i dati identificativi sono scambiati tra i nodi della rete.

La Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare allo Stato Solido (SSNMR) è oggi una delle tecniche più potenti per la caratterizzazione di materiali e sistemi solidi, ma anche di materiali cosiddetti “soffici”. Questa spettroscopia permette di caratterizzare in dettaglio le proprietà strutturali e dinamiche su ampie scale spaziali (0.1-100 nm) e temporali (10²-10^-11 s). Conoscere queste proprietà significa ottenere una conoscenza profonda di un materiale e orientarne il design e l’ottimizzazione.

Gli studi genetici negli ultimi anni sono stati strategici nell’individuazione di bersagli terapeutici per patologie complesse. Questi studi hanno identificato migliaia di varianti genetiche che contribuiscono all’insorgenza di malattie e/o alla modifica di parametri misurabili (fenotipi) aventi un impatto importante sullo stato di salute. Il meccanismo di azione di molte delle varianti  e quindi le molecole target, sono tuttavia ancora poco noti.