SCIENZE OMICHE

RESP. PROF.

EDUARDO MARIA SOMMELLA

scienze omiche

Il termine scienze omiche viene riferito a tutte quelle discipline che hanno per oggetto lo studio e la caratterizzazione molecole biologiche, al fine di delineare struttura, funzioni e dinamiche di un organismo. In aggiunta alla genomica, che ci dice “cosa avverrà”, approcci quali la proteomica, ma soprattutto la metabolomica e lipidomica ci permettono di dire “cosa sta avvenendo” in tempo reale in un sistema biologico, “fotografando” l’insieme di metaboliti e lipidi che rappresentano la cascata finale di ogni processo biologico.

All’interno di Campiglia Lab, gli approcci omici sono basati sul largo impiego della Spettrometria di Massa (MS), una tecnica analitica estremamente sensibile e flessibile, in grado di fornire informazioni quali-quantitative su metaboliti, lipidi e proteine, presenti in uno specifico campione.

Tali approcci consentono di correlare le alterazioni di tali molecole con ad esempio uno stato patologico, l’efficacia o la tossicità di un trattamento terapeutico, o l’influenza dello stile di vita, come ad esempio l’alimentazione.

Tramite gli approcci MS è pertanto possibile condurre la cosiddetta “fenotipizzazione” ossia valutare l’influenza dell’ambiente esterno sul fenotipo.

I nostri studi impiegano come campioni biofluidi (es. plasma o urine), tessuti (quali organi o biopsie), ed infine cellule.

Tramite opportuni protocolli, è possibile estrarre simultaneamente proteoma, metaboloma e lipidoma, che vengono caratterizzati mediante tecniche “ifenate” quali UHPLC-HRMS su piattaforme dedicate.

L’impiego degli approcci chemiometrici e bioinformatici, consente infine di estrapolare, dalla enorme mole di dati, informazioni essenziali per la comprensione dei processi biologici.

la ricerca

ricerche in corso

Per quanto concerne le scienze omiche, i progetti di ricerca in Campiglia Lab sono focalizzati su:
  1) Analisi metabolomica “spaziale”: tramite l’impiego della tecnica “MALDI-Mass spectrometry Imaging è possibile valutare direttamente sul tessuto, in maniera “label-free” e senza necessità di omogenizzazione dello stesso, la distribuzione spaziale di metaboliti, lipidi e proteine. Questo in accoppiamento con le analisi istologiche consente di ottenere una mappa bidimensionale delle molecole di interesse, fornendo informazioni preziose sulla localizzazione delle stesse in relazione ad eventi fisiopatologici.

Nello specifico sono in corso ricerche su:

  • Valutazione dell’eterogeneità tumorale nel carcinoma pancreatico;
  • Modelli di trauma cranico indotto in modelli di Alzehimer;
  • Influenza della patologia diabetica nell’insorgenza del carcinoma pancreatico;

Sviluppo ed applicazione di protocolli di metabolomica e lipidomica  “high-throughput”: Per poter analizzare larghe coorti di campioni è necessaria la riduzione dei tempi di analisi, a tale scopo sono stati sviluppati protocolli ad hoc che in 4 min permettono l’analisi quali-quantitativa del lipidoma, e in 15 del metaboloma, mediante approcci che impiegano la spettrometria di massa a mobilità ionica (IMS). Tali studi sono in corso di applicazione su: Influenza del microbioma nell’insorgenza di patologie croniche intestinali Analisi di patologie cardiovascolari e dismetaboliche Definizione di signature tumorali Analisi proteomica “label-free”. Un crescente numero di evidenze scientifiche mostra come le cellule tumorali rilascino diverse vescicole extracellulari, che portano lipidi, proteine, mRNA e DNA, fra cui gli esosomi, microvescicole di 20-100 nm. Da un punto di vista clinico, la loro caratterizzazione può condurre ad identificare potenziali marker dello sviluppo e della progressione tumorale.  Analisi “label free quantification” di esosomi da pazienti con carcinoma endometriale

Ricerche passate

Merciai F., Musella S., Sommella E., Bertamino A., D’Ursi A., Campiglia P.

Development and application of a fast ultra-high performance liquid chromatography-trapped ion mobility mass spectrometry method for untargeted lipidomics. Journal of Chromatography A. 1673, 2022, 463124. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002196732200317X 

 

Ciccarelli M, Merciai F, Carrizzo, A, Sommella E, Di Pietro P, Caponigro V., Salviati E. Musella S, Di Sarno V, Rusciano M, Toni AL, Iesu P, Izzo C, Schettino G, Conti V, Venturini E, Vitale C, Scarpati G, Bonadies D, Rispoli A, Polverino B, Poto S, Pagliano P, Piazza O, Licastro D, Vecchione C, Campiglia P.

Untargeted Lipidomics reveals specific lipid profiles in COVID-19 patients with different severity from Campania region (Italy). Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 217, 2022, 114827, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0731708522002485 

 

Di Pietro, P., Carrizzo, A., Sommella, E., Oliveti, M., Iacoviello, L, Di Castelnuovo, A., Acernese, F., Damato, A., De Lucia, M., Merciai, F., Iesu, P., Venturini, E., Izzo, E., Trimarco, V., Ciccarelli, M., Giugliano, G., Carnevale, R., Cammisotto, V., Migliarino, S., Virtuoso, N., Strianese, N., Izzo, V., Campiglia, P., Ciaglia, E., Levkau, B., Puca, A.A, Vecchione, C.

Targeting ASMase/S1P pathway protects from Sortilin-evoked vascular damage in hypertension. Journal of Clinical Investigation 2022 Feb 1;132(3):e146343. https://doi.org/10.1172/JCI146343

 

Carbone D, Vestuto V, Ferraro MR, Ciaglia T, Pecoraro C, Sommella E, Cascioferro S, Salviati E, Novi S, Tecce MF, Amodio G, Iraci N, Cirrincione G, Campiglia P, Diana P, Bertamino A, Parrino B, Ostacolo C.

Metabolomics-assisted discovery of a new anticancer GLS-1 inhibitor chemotype from a nortopsentin-inspired library: From phenotype screening to target identification.  European Journal of Medicinal Chemistry, 234, 2022, 114233, https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2022.114233

Carrizzo, A., Conte, G.M., Sommella, E., Damato, A., Ambrosio, M., Sala, M., Scala, M.C., Aquino, R.P., De Lucia, M., Madonna, M., Sansone, F., Ostacolo, C., Capunzo, M., Migliarino, S., Sciarretta, S., Frati, G., Campiglia, P., Vecchione, C. A novel potent decameric peptide of Spirulina platensis reduces blood pressure levels through a PI3K/AKT/eNOS-dependent mechanism. Hypertension, 2019;73:449–457, https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.118.11801

 

Sommella, E., Carrizzo, A., Merciai, F., Di Sarno, V., De Lucia, M., Carbone, D., Musella, S., Vecchione, C., Campiglia P.

Analysis of the metabolic switch induced by the Spirulina peptide SP6 in high fat diet ApoE-/- mice model: a direct infusion FT-ICR-MS based approach. Journal of Pharmaceutical and Biomedical analysis, 195, 2020, 113865. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2020.113865

 

Sommella, E., Verna, G., Liso, M., Salviati, E., Esposito, T., Carbone, D., Pecoraro, C., Chieppa, M., Campiglia, P.

Hop-derived fraction rich in beta acids and prenylflavonoids regulates the inflammatory response in dendritic cells differently from quercetin: unveiling metabolic changes by mass spectrometry-based metabolomics. Food and Function, 2021, 12, 12800

 https://doi.org/10.1039/D1FO02361F

 

Meng, D., Sommella, E., Salviati, E., Campiglia, P., Ganguli, K., Djebali, K., Zhu, W., Walker, W. A.

Indole-3-lactic acid, a metabolite of tryptophan, secreted by Bifidobacterium longum subspecies infantis is anti-inflammatory in the immature intestine. Pediatric Research, 88(2), pp. 209-217, https://doi.org/10.1038/s41390-019-0740-x

 

Musella S, Carotenuto L, Iraci N, Baroli G, Ciaglia T, Nappi P, Basilicata MG, Salviati E, Barrese V, Vestuto V, Pignataro G, Pepe G, Sommella E, Di Sarno V, Manfra M, Campiglia P, Gomez-Monterrey I, Bertamino A, Taglialatela M, Ostacolo C, Miceli F. Beyond

Retigabine: Design, Synthesis, and Pharmacological Characterization of a Potent and Chemically Stable Neuronal Kv7 Channel Activator with Anticonvulsant Activity. J Med Chem. 2022 Aug 25;65(16):11340-11364. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.2c00911

 

Sommella, E., Badolati, N., Riccio, G., Salviati, E., Bottone, S., Dentice, M., Campiglia, P., Tenore G.C., Stornaiuolo, M., Novellino E.

A boost in mitochondrial activity underpins the cholesterol-lowering effect of annurca apple polyphenols on hepatic cells. Nutrients 2019, 11(1), 163, https://doi.org/10.3390/nu11010163

 

Sommella E, Capaci V, Aloisio M, Salviati E, Campiglia P, Molinario G, Licastro D, Di Lorenzo G, Romano F, Ricci G, Monasta L, Ura B.

A label-free proteomic approach for the identification of biomarkers in the exosome of endometrial cancer serum. Cancers, Cancers 2022, 14(24), 6262; https://doi.org/10.3390/cancers14246262 – 19 Dec 2022