Laboratorio di biologia molecolare: mieloma multiplo e leucemia acuta linfoblastica

Gli ambiti di ricerca riguardano la caratterizzazione molecolare e citofluorimetrica dei pazienti con Mieloma Multiplo (MM) e Leucemia Acuta Linfoblastica (LAL). Il laboratorio è specializzato in approcci innovativi, come lo studio molecolare a livello di singola cellula e lo studio delle dinamiche di progressione della malattia utilizzando metodiche di biopsia liquida (cfDNA, cell free DNA e CMMCs, Circulating Multiple Myeloma Cells). Il gruppo si occupa inoltre di diagnostica molecolare avanzata nel MM e nella LAL: studio della malattia minima residua (Minimal Residual Disease, MRD) mediante Next Generation Sequencing (NGS) e impiego di pannelli molecolari per la caratterizzazione ad alta risoluzione del profilo genomico dei pazienti a scopo prognostico. Il gruppo comprende diverse competenze specialistiche di biologia molecolare, di biologia cellulare, di citofluorimetria, di bio-informatica e di bio-statistica.

Descrizione delle linee di ricerca traslazionale

• Caratterizzazione molecolare dei pazienti con MM alla diagnosi e alla ricaduta; studio delle dinamiche di evoluzione clonale in corso di trattamento e correlazione con la resistenza alla terapia; progetto finanziato dal Ministero della Salute (Ricerca Finalizzata_2016, PI Michele Cavo).
• Approccio multimodale per lo studio delle dinamiche della MRD in pazienti con MM mediante l’integrazione di marcatori midollari, di biopsia liquida e imaging; progetto finanziato da AIRC (Investigator Grant_2018, PI Michele Cavo).
• Disegno e validazione intra- e inter-laboratorio di un pannello NGS targeted per l’inquadramento diagnostico di pazienti con MM, attraverso la valutazione di traslocazioni, alterazioni numeriche e mutazioni puntiformi (pannello UMA); progetto finanziato dal Ministero della Salute (Ricerca Corrente_2021, PI Carolina Terragna).
• Creazione di una rete italiana per l’armonizzazione delle metodiche per la valutazione molecolare mediante NGS della MRD nella pratica clinica quotidiana del MM; progetto supportato economicamente da company privata.
• Valutazione della MRD con tecnologia molecolare Clonoseq® Adaptive (unico centro italiano certificato per l’impiego di questa tecnologia) nell’ambito dello studio clinico EMN18 per il trattamento del MM; progetto supportato economicamente da EMN (European Myeloma Network).
• Studio dell'Ematopoiesi Clonale a Significato Indeterminato (CHIP) in pazienti con MM sottoposto a trapianto autologo di cellule staminali del sangue periferico, mediante tecnologia a singola cellula; progetto supportato economicamente da AIL Bologna (Associazione Italiana Leucemie).
• Impiego di tecnologie di intelligenza artificiale e machine learning per la messa a punto di un modello prognostico nel MM, che tenga conto di fattori genomici e clinici dei pazienti e della distribuzione spaziale della malattia, valutata mediante PET; progetto europeo GenoMed4All (in collaborazione con il prof. Castellani, Unibo).
• Monitoraggio molecolare dell’infiltrato leucemico nel liquor di pazienti adulti con ALL: un approccio di biopsia liquida per il monitoraggio della comparsa di localizzazioni extra-midollari della malattia
• Disegno e validazione di algoritmi bio-informatici per l’analisi di dati genomici prodotti con tecnologie ad alta risoluzione
  1. per il ri-allineamento e la ri-calibrazione dei profili di alterazioni numeriche derivanti da esperimenti di SNPs array in cellule tumorali (BoBafit);
  2. per l’analisi della patogenicità delle mutazioni driver derivanti dal sequenziamento del MM (VarianThinker);
  3. per lo studio dell’ancestralità delle alterazioni genomiche nel MM.

Descrizione dell’attività diagnostica

• Caratterizzazione citofluorimetrica del clone neoplastico in pazienti con MM di nuova diagnosi e/o ricaduti, come da linee guida EuroFLOW
• Arricchimento immunomagnetico di frazioni cellulari in pazienti con MM di nuova diagnosi e/o ricaduti e valutazione citofluorimetrica dell’arricchimento cellulare.
• Valutazione citofluorimetrica della qualità dell’aspirato midollare mediante valutazione dell’emodiluizione in pazienti con MM e ALL in corso di terapia, per il monitoraggio della MRD.
• Valutazione molecolare della MRD nel MM e nelle ALL (Certificazione EuroMRD per lo studio della MRD nei pazienti Ph-positivi; certificazione per l’impiego del saggio Clonoseq® di Adaptive per l’impiego del riarrangiamento delle immunoglobuline come marcatore per il monitoraggio della MRD nelle malattie linfoproliferative).

• Collaborazioni internazionali: Francesco Maura (University of Miami Health System); Peter Van Loo (Francis Crick Institute, London); Irene Ghobrial (Dana-Farber Cancer Institute, Boston)
• Collaborazioni nazionali: Cristina Nanni (UniBo); Gastone Castellani (UniBo); Niccolò Bolli (Università degli Studi di Milano); Antonio Vacca e Antonio Solimando (Università di Bari); Alessandra Santoro e Domenico Salemi (Azienda Ospedaliera Ospedali Riuniti Villa Sofia Cervello, Palermo); Giovanni Martinelli (IRST- IRCCS della Romagna); Nicola Giuliani (Università di Parma); Cristina Tecchio (Università di Verona); Gianluca Sgarbi e Alessandra Baracca (UniBo); EMN Research Italy; Campus ALL (Gimema).
• Collaborazioni con company: Menarini Group.

• Strumenti e attrezzature di alta tecnologia: Sequenziatore di nuova generazione Illumina MiSseq; Piattaforma Digital PCR Fluidigm Biomark; Piattaforma Digital PCR Biorad QX200; Piattaforma Affymetrix.
• Strumenti e attrezzature di supporto: Citofluorimetro FACS Canto II BD, fluidica per piattaforma Affymetrix; cappa a flusso laminare con separatore semiautomatico di frazioni cellulari su base magnetica Miltenyi AutoMacs pro; estrattori semiautomatici di acidi nucleici: Promega Maxwell; sistema Agilent TapeStation; ThermoFisher Qubit.
• Facilities: accesso a piattaforma Illumina NextSeq presso il laboratorio di onco-ematologia pediatrica “Lalla Seràgnoli”, Centro Interdipatimentale Alma Mater Insitute on Healthy Planet (Alma Healthy Planet).