Gli zuccheri naturali sono intrinsecamente presenti negli alimenti come frutta e verdura, e includono glucosio e fruttosio. Al contrario, gli zuccheri aggiunti sono zuccheri modificati chimicamente e di solito si trovano negli alimenti e nelle bevande processate, con un impatto metabolico diverso rispetto agli zuccheri naturali. Per quanto riguarda il modo in cui questi zuccheri vengono metabolizzati nell'organismo, ci sono differenze significative. Consumare frutta, ad esempio, fornisce non solo fruttosio, ma anche fibre, vitamine e minerali. La presenza di fibre negli alimenti integrali rallenta il processo di digestione e di conseguenza ritarda l'assorbimento degli zuccheri nel flusso sanguigno. Il consumo di fibre solubili, presenti in alimenti come la frutta, forma una sostanza simile a un gel nell'intestino. Questo gel agisce come una barriera, rallentando l'assorbimento del fruttosio e proteggendo il fegato. Gli edulcoranti artificiali, privi di fibre, vitamine e minerali, non hanno gli stessi effetti positivi sulla salute degli zuccheri naturali. Quando il fegato viene sovraccaricato di fruttosio in eccesso, lo converte in grasso. Tuttavia, gli zuccheri naturali possono comunque offrire benefici per la salute indipendentemente dalla matrice alimentare in cui vengono consumati. Questo progetto mira ad estrarre gli zuccheri da frutti tipici della dieta mediterranea al fine di studiarne gli effetti su modelli in vitro di steatosi epatica, osteoporosi e sarcopenia. Il progetto si propone di confrontare gli effetti di questi zuccheri naturali con quelli artificiali. Oltre a scoprire nuove opzioni terapeutiche naturali, il progetto mira a promuovere una dieta sana e sostenibile, in particolare la dieta mediterranea. La dieta mediterranea enfatizza un elevato consumo di cereali, frutta e verdura, la cui produzione richiede un uso meno intensivo delle risorse naturali (come suolo e acqua) e genera minori emissioni di gas serra rispetto a una dieta basata principalmente su carne e grassi animali. Una persona con una dieta a base di proteine animali richiede dieci volte più terra rispetto a una persona con una dieta a base di alimenti vegetali, con conseguente impronta ecologica significativamente più grande. Questa ricerca mira a promuovere il consumo di frutta come componente centrale di una dieta sana, per il suo impatto positivo sia sulla salute che sull'ambiente. Promuovendo la dieta mediterranea, il progetto mira a sostenere scelte alimentari sostenibili che siano vantaggiose per le persone e per il pianeta. Il progetto promuoverà il consumo di specie di frutta autoctone e selvatiche che crescono naturalmente senza la necessità di essere coltivate.

Esempi di tali frutti includono fichi, fichi d'india, giuggiole e altre bacche che saranno oggetto di studio. 

Ogni anno in Italia vengono diagnosticati circa 25.000 nuovi casi di tumore del distretto testa-collo collocandosi al quinto posto in ordine di frequenza. Si tratta per la maggior parte di carcinomi di origine epiteliale a partenza dalla mucosa orale e dalla cute del distretto testa-collo. Il trattamento chirurgico con margini di sicurezza appropriati è considerato il trattamento di prima linea, seguito o meno dalla terapia adiuvante (RT e/o chemio ed immunoterapia). Nonostante i progressi in campo diagnostico e terapeutico, la sua prognosi rimane scarsa a causa del ritardo diagnostico. Per ridurre il ritardo diagnostico e migliorare la prognosi fondamentale è quindi l’identificazione di marcatori identificati su campioni biologici (tessuto tumorale, sangue periferico o altri fluidi corporei) e poi analizzati con tecniche di biologia molecolare, identificando modificazioni dell'espressione genica o mutazioni genetiche somatiche o germinali per attuare terapie mirate. Di supporto importante è la Tecnologia 3D: la stampa tridimensionale è una tecnologia innovativa che consente la produzione di costrutti bioingegnerizzati della forma desiderata con particolare attenzione ai dettagli, utilizzando la deposizione di cellule viventi e biomateriali. Permette la realizzazione di impianti artificiali e biologici personalizzati e di ponteggi rigenerativi che si adattano all'anatomia del difetto. Sebbene la radicalità chirurgica rappresenti l'obiettivo primario, l’aspetto funzionale e la qualità della vita sono ugualmente importanti e da garantire attraverso un’adeguata ricostruzione. I pazienti oncologici in genere e nello specifico quelli con carcinoma del cavo orale necessitano di una gestione multidisciplinare focalizzata soprattutto sulla valutazione dello stato nutrizionale: la nutrizione artificiale perioperatoria consente il controllo dello stato nutrizionale con conseguente migliore guarigione delle ferite, riduzione delle complicanze postoperatorie, miglioramento della qualità della vita e migliore risposta ai trattamenti adiuvanti. Terapia alternativa/palliativa nel cancro avanzato della testa-collo è rappresentata dall’Elettrochemioterapia che ne limita la progressione migliora la qualità della vita oltre che controllarne le complicanze (dolore, sanguinamento, etc). Lo studio e l’applicazione delle tecnologie innovative e dei principali biomarcatori utilizzati come fattori diagnostici/prognostici sono fondamentali nella prevenzione, diagnosi precoce e gestione peri e postoperatoria delle neoplasie del distretto oro-maxillo-facciale.

Il co-trasportatore sodio/glucosio-1 (SGLT-1) è il principale responsabile dell'assorbimento intestinale di glucosio e galattosio. Le mutazioni omozigoti del gene che codifica per SGLT1 (SLC5A1) sono la causa del malassorbimento di glucosio/galattosio. È stato recentemente dimostrato che i portatori di 3 mutazioni missenso (N51S rs17683011, A411T rs17683430 e H615Q rs33954001) di SLC5A1 mostrano una glicemia a 2h-OGTT inferiore e un minor rischio di sviluppare un minor rischio di alterazioni della tolleranza glucidica. I soggetti con normale risposta al carico glicemico (NGT) ma con glicemia a 1h-OGTT≥155 mg/dL (NGT-1h-high) hanno un profilo di rischio peggiore e una maggiore incidenza di diabete tipo 2 rispetto alla popolazione NGT con glicemia a 1h<155 mg/dl (NGT-1h-low). Per verificare se l'aplotipo SGLT1 N51S/A411T/H615Q fosse associato al pattern glicemico 1h-OGTT, 800 soggetti NGT adulti ben caratterizzati sono stati sottoposti a un OGTT e sono stati stratificati come NGT 1h-high o NGT 1h-low. La frequenza dell'allele raro di ciascun SNP era maggiore (P<0,05) nei soggetti con NGT-1h-low (1,515% rs17683011, 9,139% rs17683430, 3,926% rs33954001) rispetto ai soggetti con NGT-1h-high (0,549%, 1,315%, 1.515%, rispettivamente). Quando i 3 SNP sono stati analizzati collettivamente, i portatori di uno o più alleli rari avevano un rischio più basso, dose-dipendente, di essere NGT-1h-high (OR 0,419, CI95% 0,217-0,810, P <0,01), suggerendo che le varianti genetiche di SGLT-1 possono avere un ruolo nella determinazione della glicemia post-prandiale a 1h. Per verificare gli effetti funzionali delle mutazioni verranno condotti esperimenti di mutagenesi sito specifica per introdurre le tre varianti in un modello cellulare di epitelio intestinale umano (CACO2). Gli effetti funzionali esercitati dalle varianti sull'assorbimento del glucosio, sul contenuto di glucosio intracellulare ed extracellulare saranno infine analizzati.

L'osteosarcopenia è una condizione clinica caratterizzata dalla perdita simultanea della densità minerale dell'osso (osteoporosi) e della massa, forza e funzione muscolare (sarcopenia). L'interconnessione tra ossa e muscoli va oltre la loro vicinanza fisica, coinvolgendo interazioni chimiche e metaboliche. Comuni meccanismi fisiopatologici, come l'infiltrazione di grasso nel midollo osseo e le alterazioni nella differenziazione delle cellule staminali, suggeriscono meccanismi condivisi tra sarcopenia e osteoporosi. Tuttavia, l'eziologia, i meccanismi molecolari e i processi cellulari sottostanti all'osteosarcopenia sono ancora poco compresi. Per colmare queste lacune di conoscenza e per indagare la presenza di accumulo di grasso (steatosi) nel tessuto osseo, valuteremo l'accumulo lipidico in modelli cellulari di osteosarcopenia, nonché in un nuovo organoide tridimensionale di muscolo scheletrico e osso derivato da cellule staminali pluripotenti umane (hPSCs). Il modello di organoide riprodurrà i processi di miogenesi e osteogenesi e possederà capacità rigenerative, tra cui le cellule satellite sostenibili, che sono cellule staminali/progenitrici muscolari adulte in grado di autorinnovarsi e differenziarsi in modo miogenico/osteogenico. Per identificare e caratterizzare le sottoclassi di grasso accumulate nei modelli ossei, verrà impiegata la spettroscopia Raman. Questa tecnica di analisi chimica non invasiva utilizza l'illuminazione laser e analizza la luce dispersa per fornire informazioni preziose sulla sostanza e la sua struttura. Inoltre, verrà eseguita l'immunoistochimica su tessuti ossei e muscolari di soggetti con osteosarcopenia per misurare l'espressione dei marcatori di accumulo lipidico, tra cui PLIN1, PLIN2 (ADRP), PLIN3 (TP47) e PLIN4. Attraverso l'indagine della steatosi dell'osso e della sua relazione con l'osteosarcopenia, questo studio mira a fare luce sui meccanismi fisiopatologici che sottendono a queste condizioni. I risultati potrebbero contribuire allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche mirate alla salute sia delle ossa che dei muscoli nel contesto dell'osteosarcopenia, migliorando così la qualità della vita delle persone colpite.

Studi recenti hanno dimostrato che una proteina secreta dal pancreas, precedentemente ritenuta priva di funzione, in realtà esplica significativi effetti sistemici. Questa proteina/ormone è conosciuta come C-peptide ed è co-secreta con l'insulina, ed è stato dimostrato che regola la composizione corporea modulando la massa muscolare, ossea e grassa. Ciò implica che rappresenta una potenziale opzione terapeutica per il trattamento dell'osteosarcopenia, che attualmente colpisce il 40% degli individui sopra i 65 anni. La sarcopenia predispone gli individui a fratture, diabete e altre malattie croniche, ed è associata al cancro. Tra le comorbilità della sarcopenia, le malattie cardiovascolari occupano una posizione prominente. La sarcopenia ha una prevalenza che varia dal 20% al 50% nei pazienti con insufficienza cardiaca. Oltre il 25% dei pazienti con insufficienza cardiaca muore entro un anno dalla diagnosi e circa la metà entro cinque anni. Lo scopo di questo progetto è indagare la relazione tra i livelli endogeni di C-peptide e varie forme di insufficienza cardiaca, nonché dimostrare, in modelli cellulari di insufficienza cardiaca, che questa proteina esercita effetti protettivi sui mioblasti. Per lo studio clinico, verranno reclutati soggetti affetti da insufficienza cardiaca di diverse cause. Per lo studio in vitro, verranno utilizzati cardiomioblasti H9C2, che sono un sottoclone della linea cellulare clonale originale derivata dal tessuto cardiaco di ratti embrionali BD1X che presenta molte proprietà del muscolo scheletrico. Il danno cellulare sarà indotto sia mediante Doxorubicina e diabete, sia mediante perossido di idrogeno. Verranno analizzati gli effetti dell'amministrazione di C-peptide sulla proliferazione, differenziazione, uptake intracellulare di DOX, capacità mitocondriale e diverse proteine coinvolte nella sopravvivenza cellulare e nella resistenza allo stress ossidativo.

Le “piccole vescicole extracellulari” (small extracellular vesicles [sEV] o esosomi) sono minuscole particelle extracellulari (larghe 30-150 nm) che sono rilasciate da tutte le cellule dell’organismo e sono coinvolte nella comunicazione intercellulare. Trasportano diverse molecole biologiche, tra cui proteine, lipidi e acidi nucleici, che possono influenzare numerosi processi cellulari nelle cellule bersaglio. In relazione alle dislipidemie, si è scoperto che le sEVs hanno un ruolo nell'insorgenza e nella progressione di questa condizione attraverso diversi percorsi: 

1. Alterazione del metabolismo lipidico. Le sEVs possono trasferire lipidi, enzimi metabolici e molecole regolatorie associate al metabolismo lipidico, causando potenzialmente squilibri nei livelli di lipidi nelle cellule riceventi e portando a dislipidemia.
2. Induzione dell'infiammazione e dello stress ossidativo. Le sEVs hanno la capacità di trasportare molecole pro-infiammatorie, promuovendo l'infiammazione che può causare disfunzione endoteliale e aterosclerosi. Inoltre, il carico esosomiale può indurre stress ossidativo, che può contribuire alla formazione di placche lipidiche e alla progressione della dislipidemia.
3. Regolazione dell'esportazione del colesterolo. Le sEVs possono trasportare molecole come i trasportatori ABC (ATPbinding cassette), che consentono al colesterolo di essere rimosso dalle cellule. Una compromissione nella regolazione di questi trasportatori può causare squilibrio del colesterolo e un aumento del rischio di aterosclerosi.
4. Modulazione dell'espressione genica. Le sEVs possono trasmettere miRNA e altri RNA non codificanti alle cellule bersaglio, influenzando l'espressione genica e incidendo sul metabolismo lipidico, sull'infiammazione e su altri processi legati alle dislipidemie. Sebbene i meccanismi esatti siano ancora in fase di studio, le sEVs sono sempre più riconosciute come fattori significativi nello sviluppo delle dislipidemie.

Obiettivo del Progetto: l'obiettivo del presente progetto è caratterizzare le sEVs nelle malattie dislipidemiche con lo scopo finale di rivelare la possibilità di utilizzarle come marker diagnostici e/o prognostici.

Metodi: la prima parte del progetto sarà effettuata su sistemi cellulari in vitro per impostare il protocollo di raccolta delle vescicole (ultracentrifugazione) e l'analisi del contenuto di miRNA e proteine. Successivamente, l'intero progetto verrà trasportato in ambito clinico. Le sEVs saranno derivate da bio-fluidi (plasma, siero, urina e saliva) di pazienti dislipidemici e caratterizzati per i loro marcatori (CD63, CD9 e CD81). Subito dopo, le vescicole isolate verranno misurate mediante spettroscopia Raman e il loro contenuto di RNA sequenziato. Saranno inoltre condotte studi di proteomica. Tutto ciò con l’intento di identificare delle “signature” patologiche uniche