scienze della vita roma, 22-23 ottobre 2012 - SIF
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L’INTEGRAZIONE TRA LA BIOINFORMATICA E LA<br />
NANOTECNOLOGIE PER LA DIAGNOSI E LA TERAPIA<br />
Carmelina Ruggiero<br />
Università degli Studi di Genova<br />
Negli ultimi 20 anni si sono verificati sviluppi molto significativi nelle nanotecnologie, in<br />
particolare applicate alla biologia e alla medicina e in bioinformatica.<br />
Sono stati sviluppati molti metodi e techiche di fabbricazione di nanostrutture organizzate,<br />
nanomateriali e strumenti per microscopia e spettroscopia a livello nanometrico. Alcuni esempi<br />
sono metodi litografici ad alta risoluzione, matrici di sensori per l’individuazioine di biomolecole,<br />
microarray al DNA e alle proteine, quantum dots, nanoparticelle, liposomi e microcapsule<br />
polielettrolitiche per la somministrazione localizzata di farmaci.[1-3]<br />
La bioinformatica ha ottenuto sviluppi recenti e molto significativi per quanto riguarda la genomica,<br />
proteomica,metabolomice e systems biology. Questi risultati sono spesso strettamente legati ad<br />
innovazioni nelle techiche di fabbricazione.<br />
Negli ultimi anni la convergenza tra la bioinformatica e la nanotecnologia si è ulteriomente<br />
rafforzata. Il grande aumento <strong>della</strong> quantità di dati di genomica e proteomica, le recenti scoperte<br />
nella delucidazione dei meccanimi molecolari di malattie, e il rapido sviluppo di nuove tecnologie<br />
per la diagnosi e la terapia a livello molecolare ha porato allo sviluppo di una nuova fase <strong>della</strong><br />
medicina nella quale l’individuazione, la diagnosi e la terapia delle malattie vengono progettare<br />
seguendo il profilo molecolare ogni individuo (medicina personalizzata) [4, 5].<br />
Inoltre gli sviluppi delle nanotecnologie hanno fornito l’oppotunità di integrare informazione<br />
morfologica e molecolare e di mettere in relazione cambiamenti a livello molecolare e cellulare con<br />
caratteristiche di malattie [6]. Un esempio di integrazione <strong>della</strong> bioinformatica con la nanotecnlogia<br />
è fornito dal progetto europeo Cardioworkbench [7].<br />
Figura 1. Workflow del progetto Cardioworkbench<br />
Lo scopo di questo progetto è stato quello di scoprire nuovi fattori coinvolti nelle malattie<br />
cardiovascolari e istituire sistemi per selezionare e testare molecole che sono farmacologicamente<br />
attive per il loro trattamento. La prima fase critica del processo di sviluppo di un farmaco è<br />
l'identificazione e la convalida di bersagli farmacologici (ad esempio proteine, acidi nucleici) per<br />
applicazioni terapeutiche. L'identificazione di target dall’analisi mediante microarrays di dati di<br />
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