Il progetto ha l'obiettivo di creare una infrastruttura basata su tecnologie BIO-MEMS (sistemi bio-microelettromeccanici) per applicazioni ambientali e agroalimentari quali il monitoraggio rapido, accurato ed in tempo reale della presenza di quantità molto basse di contaminanti, nanoparticelle e agenti patogeni in:- acque (fiumi, mare, falde e condotte idriche, scarichi industriali);- liquidi alimentari (latte, olii, vino e bevande varie …).Quella MEMS è una delle tecnologie di maggior successo commerciale del nuovo millennio, grazie alla diffusione dei sensori inerziali MEMS in cellulari, tablet e game pad. Con il termine Bio-MEMS (biological microelectromechanical systems) ci si riferisce ad una classe speciale di MEMS applicati alla manipolazione di materiale biologico, alla realizzazione di microsistemi biomimetici o all'analisi di attività o parametri biologici o chimici. L'estensione dei MEMS all'ambito diagnostico e prognostico sarà una naturale evoluzione tecnologica che richiede grossi investimenti infrastrutturali.Il progetto ITEM prevede nel suo complesso la realizzazione di una infrastruttura sovraregionale composta da:- Facility per la fabbricazione e prototipazione di MEMS con strumentazione di front-end (micro e nanofabbricazione) e back-end (packaging)- facility per la funzionalizzazione di superfici e individuazione di marker biochimici … (CRIB: aggiungere dettagli e/o laboratori già esistenti) - facility di caratterizzazione chimica, biologica ed elettromeccanica- facility per lo studio di nanotossicità …- Facility per la simulazione avanzata del funzionamento di nanosensori in ambienti liquidi, includendo la realizzazione di una piattaforma per high performance computing dedicata. Tale infrastruttura consolida il know how accumulato dai proponenti, complementando l'investimento dell'Istituto Italiano di Tecnologia sulle sedi CBN di Lecce (Center for Biomolecular Nanotechnologies) e CRIB di Napoli (Center for Advanced Biomaterials for Healthcare) e creando di fatto una struttura unica nel campo delle nuove tecnologie per diagnostica ambientale e agroalimentare. L'infrastruttura permetterà inoltre la stima della nanotossicità di nanomateriali e nanoparticelle derivanti da processi di produzione industriale, presenti in prodotti commerciali o nell'ambiente, abilitando la valutazione del rischio per i nuovi pericoli ambientali e sanitari dovuti a oggetti alla nanoscala.ITEM si pone come punto di riferimento per: - piccole e medie aziende nel campo agroalimentare e della diagnostica chimica e biologica e che potranno attingere alle tecnologie sviluppate ma anche commissionare attività di ricerca e sviluppo per produrre prototipi di sensori pre-industrializzati di alto contenuto tecnologico ma di facile utilizzo;- grandi aziende hi-tech, in quanto i prototipi realizzati saranno in forma fruibile per test sul campo e prove di validazione;- enti ed agenzie del territorio per valutazione del rischio ambientale e sanitario e dell'inquinamento e della nanotossicità di nanoparticelle sintetiche o di origine ambientale;- centri di ricerca operanti nel settore delle tecnologie e dispositivi micro e nanotecnologici, poiché sarà possibile fornire servizi di packaging di micro e nanodispositivi, per un collegamento efficiente tra ricerca pubblica e settore privato.- Enti di ricerca attivi nel modelling e simulazione di nano sensori per validare teorie e modelli. - Enti di certificazione di qualitàIl rapporto con questi enti ed aziende permetterà di fornire servizi sia in ambito tecnologico bio-MEMS che in ambito diagnostico/prognostico, consentendo nel medio e lungo termine la sostenibilità dell'investimento e della struttura. Inoltre come ricaduta diretta dell'attività svolta si prevede che la tecnologia sviluppata possa essere estesa ad altri campi, quale ad esempio la diagnostica medica.

Il tema delle cellule tumorali circolanti (CTC) ha assunto di recente grande rilevanza in relazione al processo di crescita tumorale e disseminazione metastatica. Numerosi studi clinici hanno infatti dimostrato che la presenza di CTC nel sangue si associa ad uno stadio di malattia più avanzato e ad una ridotta sopravvivenza dei pazienti oncologici. Ne consegue che la conoscenza delle caratteristiche genetiche e fenotipiche delle CTC riveste un' importanza fondamentale per molte applicazioni di interesse clinico. In questo progetto proponiamo, attraverso lo sviluppo di un dispositivo nanostrutturato che combini proprietà analitiche e preparative, di isolare CTC dal sangue di pazienti affetti da tumori epiteliali ed ematologici, di sviluppare protocolli per l'espansione ex-vivo di queste cellule e di effettuare una caratterizzazione molecolare completa al fine di definirne in maniera chiara i profili mutazionali, trascrizionali e proteomici. Ciò porterà da un lato allo sviluppo di kit diagnostici e dall' altro all' identificazione di nuovi bersagli molecolari che potenzialmente potranno essere target di strumenti terapeutici innovativi per il trattamento mirato del cancro. Un secondo obiettivo del progetto consiste nello sviluppo di tecnologie innovative - quali la generazione di coniugati Ab-siRNA e/o di nanoparticelle che aumentino l'efficienza del delivery di farmaci e molecole biologiche- che consentano un targeting più efficiente delle CTC. Infine, il progetto prevede una terza fase in cui si provvederà All'identificazione, mediante screening di librerie di composti, sostanze naturali e peptidi, di molecole con attività anti-tumorale che verranno utilizzate nei confronti delle CTC.

Nell'ambito della Medicina Nucleare ed in particolare della Diagnostica Molecolare e Diagnostica per Immagini, esistono solo poche realtà in Italia e in Europa di alta Eccellenza Scientifica dotate di un parco attrezzature sufficiente per portare avanti in maniera organica attività di Ricerca strutturate sulle tecniche diagnostiche; non esistono altresì Centri di Ricerca che riuniscano competenze in diagnostica, clinica, medicina, informatica e biotecnologie, in grado di studiare in maniera diffusa le performance dei radio traccianti e dei liquidi di contrasto, comprendendo anche la sperimentazione autorizzata degli stessi su animali ed esseri umani, nonché l'ottimizzazione delle tecnologie di imaging. Attualmente l'iter per l'ottimizzazione o la formulazione di un nuovo radiotracciante/tracciante si rivela sempre estremamente lento, con i molteplici tempi morti, che sempre si verificano laddove siano previsti numerosi step in carico a strutture differenti.Il presente progetto nasce con l'intento di ovviare a tale mancanza, potenziando ed integrando le infrastrutture di due Centri di Eccellenza d'avanguardia a livello nazionale, rispettivamente attivi nei campi della ricerca diagnostica sulla medicina nucleare ed in particolare sulle tecniche di diagnostica per immagini (Fondazione SDN per la Ricerca e l'Alta Formazione in Diagnostica Nucleare) e delle biotecnologie e nanotecnologie (Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia - IIT).I due attori citati si propongono la realizzazione di un Centro di Studi comune, in grado di fondere ed integrare le competenze in modo sinergico, forte anche di importanti collaborazioni con società farmaceutiche multinazionali già attivate dai proponenti, anche al fine di creare opportunità di imprenditoria innovativa.Operativamente l'intento è quello di realizzare una struttura snella a livello organizzativo, dotata di competenze altamente qualificate, destinata a costituire un punto di riferimento non solo per la ricerca sulle metodologie di cura e diagnosi di patologie oncologiche, cardiologiche e neurologiche, ma anche prima promotrice di azioni strutturate di trasferimento tecnologico in ambito industriale.Il Centro nel breve - medio periodo, è focalizzato nelle seguenti attività:- sviluppare la nuova tecnologia diagnostica PET-RMI, eseguita su un unico macchinario ibrido;- studiare e sviluppare nuovi radiotraccianti per PET e SPECT in particolare con la combinazione di molecole che ne aumentino la stabilità ed il direzionamento sul sito di interesse;- studiare e sviluppare nuovi radio traccianti/traccianti basati sulla combinazione di radionuclidi o mezzi contrasto con nano vettori polimerici scelti opportunamente cercando, in questo modo di superare i limiti o gli effetti tossici legati ad alcune applicazioni- sviluppare di nuovi codici procedurali per la diagnosi di varie patologie oncologiche, cardiologiche e neurologiche;- collaborare con le società farmaceutiche allo sviluppo di nuovi farmaci, attraverso l'imaging molecolare PET e le altre nuove attrezzature a disposizione;- promuovere la nascita di spin-off e piccole imprese research-driven, quali importanti catalizzatori dell'innovazione tecnologica, anche attraverso agevolazioni finalizzate al trasferimento tecnologico ed alla valorizzazione dei risultati della ricerca, o mediante operazioni di licensing di proprietà intellettuale sviluppata in ambito di ricerca;- formare ricercatori attraverso corsi strutturati ad hoc e promuovere dottorati di ricerca- promuovere rapporti di collaborazione con altre società e organismi scientifici e mantenere rapporti costanti con i membri di gruppi di studio analoghi, sorti all'interno di altre società scientifiche di Medicina Nucleare anche in altri Paesi.