L’invecchiamento, sebbene sia un fenomeno universale, è un processo biologicamente complesso, caratterizzato da una compromissione dell’apparato bioenergetico, una ridotta capacità di risposta a stimoli stressogeni, e un aumentato rischio di insorgenza di patologie età-dipendenti. In questo progetto ci proponiamo di valutare l’efficacia di un trattamento con idrossitirosolo (aggiunto all’acqua da bere) a ratti anziani su parametri che rappresentano un indice di danno muscolare indotto da ROS. Un adeguato approccio multidisciplinare sarà messo a punto al fine di valutare l’efficacia dei composti antiossidanti presi in considerazione nella terapia anti-invecchiamento. L’uso di metodologie all’avanguardia in vivo e in vitro permetterà di effettuare dettagliate indagini a livello tessutale, cellulare e molecolare.

L’artemisinina e i suoi derivati costituiscono principi attivi antimalarici largamente utilizzati e raccomandati dall’OMS. Questa classe di composti si ottiene a partire dall’artemisinina estratta da una specie vegetale l’Artemisia annua largamente distribuita ed utilizzata in Asia. La coltivazione di Artemisia annua è stata suggerita per la riconversione produttiva di zone della regione Puglia attualmente destinate alla coltivazione di Tabacco Il programma di ricerca proposto prevede l’analisi fitochimica di A. annua coltivata in Italia meridionale (regione Puglia) in condizioni agronomiche controllate in campi sperimentali allestiti da un’industria farmaceutica pugliese (Lachifarma) che attualmente estrae e commercializza derivati artemisininici ottenuti da materiale vegetale importato. Scopo dell’indagine è quello di valutare la produttività metabolica (principio attivo e metaboliti correlati) della pianta nelle condizioni ambientali e agronomiche di allevamento proprie della regione Puglia. A tale scopo verranno utilizzate tecniche avanzate di risonanza magnetica nucleare multinucleare multidimensionale per la determinazione quali- quantitativa dei metaboliti di interesse presenti in Artemisia annua al fine di mettere a punto le condizioni ottimali di crescita della pianta per aumentare la resa estrattiva ed ottimizzare l’economicità dell’intero processo tecnologico.

Molti studi raccomandano il consumo giornaliero di olio extravergine di oliva. Si ritiene, infatti, che l’olio di oliva riduca il rischio cardiovascolare e sia efficace contro cancro e invecchiamento. Gli effetti benefici sarebbero dovuti alla presenza di composti fenolici ad azione antiossidante che, pur essendo costituenti minori dell’olio di oliva, ne determinerebbero le grandi capacità protettive. Nel bacino del Mediterraneo, la Puglia è una delle massime aree di produzione di olio d’oliva. A questa attività si unisce la produzione di enormi quantità di acque di vegetazione, principale rifiuto del processo di frangitura delle olive, il cui smaltimento, oltre ad imporre sensibili costi aggiuntivi alle imprese produttrici, ha importanti e complesse implicazioni di ordine ambientale. Le acque di vegetazione sono molto ricche di composti fenolici. Lachifarma s.r.l., una azienda biotecnologico-farmaceutica che opera nel territorio salentino, ha messo a punto un sistema industriale eco-compatibile per la separazione, l’arricchimento e la purificazione di idrossitirosolo (Brev. N. MI2004A001627). Partendo dalle acque di vegetazione, l’impresa produce idrossitirosolo di origine naturale, che vuole commercializzare come composto ad azione antiossidante somministrabile per via orale, integratore dietetico, nutraceutico (nutraceutical) o per la preparazione di cibi funzionali (functional food). Nella strategia elaborata dall’impresa di utilizzare le acque di vegetazione dell’industria olearia pugliese come materia prima per ottenere prodotti a base di idrossitirosolo, è fondamentale conoscere come tale molecola viene assimilata a livello gastrointestinale e, quindi, resa biodisponibile.

Per medicina tradizionale s’intende “l’insieme delle conoscenze, delle attività e delle pratiche utilizzate per la prevenzione, la diagnosi, il miglioramento o la cura di malattie fisiche e mentali basate sulle teorie, sulle credenze e sulle esperienze indigene di differenti culture”. Le proprietà terapeutiche di molte piante sono tradizionalmente note agli uomini che da sempre le hanno utilizzate come “erbe curative” e come tali ci sono state tramandate. L’uso scientifico dei principi attivi contenuti nelle piante prevede che il loro uso sia assolutamente sicuro. Questa sicurezza d'uso delle piante medicinali comprende una valutazione di qualità delle piante stesse: devono essere ottimali il tipo di coltivazione e la raccolta, la preparazione e la conservazione. Una valutazione di qualità implica anche la determinazione di eventuali sostanze contaminanti. Il degrado ambientale può infatti contaminare seriamente le piante medicinali: pesticidi e metalli pesanti, microrganismi come batteri o funghi possono compromettere la qualità delle piante. Mentre i pesticidi tendono a decomporsi durante i processi di essiccamento delle piante, i metalli pesanti rimangono invariati. Per questo motivo oggi si tende a introdurre nel settore piante naturali organiche, che sono state cioè coltivate con mezzi biologici, senza ricorrere all'uso di pesticidi. Inoltre non va sottovalutato il rischio di contaminazione microbica: batteri o funghi eventualmente presenti possono liberare sostanze tossiche per l'organismo. Il territorio salentino è ricco di piante, sia coltivate che selvatiche, che la cultura popolare ci tramanda come idonee alla cura di svariati sintomi di diverse patologie, come buona base per la preparazione di pietanze alternative ai gusti moderni e come punto di partenza per preparare medicamenti di “bellezza”. Questo crescente interesse soprattutto per le piante selvatiche implica due diversi effetti: l’ingestione di specie o principi potenzialmente “tossici” o dagli effetti farmacologici sconosciuti e la perdita di tali piante dal loro habitat naturale. Nel primo caso è importante quindi valutare se tali piante apportano un qualche beneficio, in modo da pensare all’estrazione di principi attivi da utilizzare nel campo dell’industria farmaceutica. Nel secondo caso è importante la riqualificazione degli habit naturali ai fini del ripristino degli equilibri biologici. In questo Progetto di ricerca ci proponiamo di recuperare e valorizzare le piante della flora salentina edi mettere a punto protocolli moltiplicativi delle piante spontanee salentine di interesse alimurgico. Su questa selezione di piante verranno effettuati indagini chimiche per l’identificazione di principi attivi oltre al monitoraggio di inquinanti. In parallelo si procederà alla messa a punto del processo estrattivo più idoneo ed efficiente ed alla caratterizzazione dei prodotti ottenuti. Lo studio della bioattività in vivo ed in vitro e test di citotossicità permetteranno di escludere effetti negativi degli estratti o dei principi attivi per avviare, in relazione alle caratteristiche dei principi attivi, la produzione biotecnologica di sostanze ad interesse farmaceutico, dietetico e cosmetico.

Il presente progetto si inserisce nel quadro delle tematiche volte allo sviluppo di nuove tecnologie per la valorizzazione di biomasse marine. Si intende investigare il possibile impiego di alcuni organismi marini (policheti, idroidi e macroalghe) per la ricerca sia di nuovi metaboliti secondari biologicamente attivi di potenziale interesse farmacologico, sia di sostanze ad elevato valore nutritivo da utilizzare come arricchitori nella mangimistica e/o nella produzione di un mangime totalmente innovativo per le varie fasi di accrescimento di specie ittiche. Gli organismi marini prescelti presentano caratteristiche morfologiche e fisiologiche quali alta versatilità, tolleranza a diversi fattori di stress, elevato tasso di accrescimento e facilità di allevamento, che inducono a ritenere le specie considerate ottimi candidati nella sperimentazione proposta. Con il coinvolgimento delle imprese il seguente progetto si prefigge di valorizzare i risultati ottenuti mediante il trasferimento tecnologico delle conoscenze all’impresa farmaceutica e, quindi, la trasformazione delle stesse in valore economico mediante la produzione di nuove sostanze a funzione antimicrobica ed un mangime innovativo. Poichè l'industria richiede grosse quantità di biomassa controllata per l'estrazione dei principi attivi, sulla base di esperienze pregresse, sarà realizzata un allevamento in impianto di acquacoltura sì da avere biomassa non contaminata da metalli o da altri inquinanti organici ubiquitari quali PCB e consimili. Studi precedenti condotti nell’ambito di un progetto POR sul trattamento biologico dei reflui derivanti dagli impianti di acquacoltura (biorimediazione), hanno infatti evidenziato come le biomasse degli organismi proposti, siano facilmente ottenibili mediante allevamento in policoltura e rappresentino un by-product della biorimediazione, potenzialmente ad elevato valore commerciale. Un esito positivo della sperimentazione proposta potrebbe determinare dei vantaggi sia in termini ambientali sia economici.

A livello mondiale, la malaria rappresenta una delle più importanti e diffuse infezioni parassitarie e costituisce una delle sfide più ardue che i paesi poveri del mondo affrontano quotidianamente nella loro lotta per lo sviluppo ed il miglioramento delle loro condizioni socio-economiche e sanitarie. Durante la cosiddetta “era della radicazione”, circa mezzo secolo fa, la malaria è stata eliminata o efficacemente soppressa in molte parti del mondo, comprese vaste aree dell’Italia meridionale, ma ora essa rappresenta una malattia riemergente. Di malaria si muore più oggi che 40 anni fa. L’attuale fallimento nel controllo della malattia attraverso il controllo dei vettori animali ed il trattamento della malattia deriva dall’incapacità di fornire terapie adeguate ad un numero significativo di pazienti, particolarmente a quelli che vivono alle periferie del mondo. E’ argomento di attualità il rinnovato interesse nei confronti della malattia e il proposito dell’Italia e della Unione Europea di mettere a punto nuove strategie per il controllo del morbo e per l’eliminazione completa del parassita dalle aree più povere del mondo. L’artemisinina e i suoi derivati costituiscono principi attivi antimalarici largamente utilizzati e raccomandati dall’Organizzazione Mondiale della Sanità. Questa classe di composti si ottiene a partire dall’artemisinina estratta da una specie vegetale, l’Artemisia annua, largamente distribuita ed utilizzata in Asia. La coltivazione di A. annua è stata suggerita per la riconversione produttiva di zone della regione Puglia attualmente destinate alla coltivazione del tabacco. Il programma di ricerca proposto prevede l’analisi fitochimica di A. annua coltivata in Italia meridionale (regione Puglia) in condizioni agronomiche controllate in campi sperimentali allestiti da un’industria farmaceutica pugliese (Lachifarma) che attualmente estrae e commercializza derivati artemisininici ottenuti da materiale vegetale importato. Scopo dell’indagine è quello di valutare la produttività metabolica (principio attivo e metaboliti correlati) della pianta nelle condizioni ambientali ed agronomiche di accrescimento proprie della regione Puglia e di studiare l’attività biologica dei metaboliti estratti. In particolare, il presente progetto si avvarrà di tecniche avanzate di risonanza magnetica nucleare multinucleare multidimensionale per la determinazione quali-quantitativa dei metaboliti di interesse presenti in A. annua al fine di mettere a punto le condizioni ottimali di crescita della pianta per aumentare la resa estrattiva ed ottimizzare l’economicità dell’intero processo tecnologico. L’utilizzo di tecniche avanzate di risonanza magnetica nucleare al posto delle indagini analitiche tradizionali è legato al notevole sviluppo ed all’importanza che tali tecniche stanno assumendo nel campo della metabolomica con svariate applicazioni in campo medico, farmaceutico, ambientale ed agroalimentare. A completamento di queste attività, il progetto di avvarrà delle competenze di gruppi di medici e biologi che verificheranno le potenzialità dei metaboliti attivi estratti nel controllo della crescita del plasmodio, nonché gli effetti biologici (farmacologici, tossicologici, ecc.) in vivo, utilizzando modelli animali convenzionali ed alternativi, ed in vitro, utilizzando linee cellulari in coltura. Il progetto verrà svolto da gruppi che già collaborano da anni nello studio di sostanze di origine vegetale, anche di interesse industriale, associando esperienze consolidate nel campo della fitochimica e delle tecnologie estrattive alla capacità di caratterizzazione molecolare mediante l’utilizzo di tecniche spettroscopiche avanzate quali la risonanza magnetica nucleare e alla capacità di analizzare gli effetti biologici delle molecole estratte.

Nell’uomo la durata della vita e l’invecchiamento sono determinati dall’interazione di fattori genetici e fattori stocastici. Il peso della eredità genetica non è superiore al 35%, pertanto le condizioni di vita sono un fattore determinante, tra questi l’alimentazione rappresenta il fattore principale. Studi epidemiologici, statistici e clinici indicano l’olio di oliva come il grasso di elezione per la nutrizione umana. L’olio di oliva in aggiunta ai costituenti grassi maggiori, trigliceridi, in massima parte rappresentati dall’acido oleico (fino a 83%) nonché acidi grassi saturi (10%), polinsaturi (2-3%), e piccole quantità di acidi grassi liberi, contiene una varietà (≈250) di costituenti minori: alcoli, steroli, tocoferoli, fenoli. Questi costituenti, essenziali per la stabilità dei grassi, conferiscono all’olio particolari caratteristiche organolettiche (profumi-sapori) ed un valore di alimento protettivo dal punto di vista nutrizionale e salutistico. Tra i composti di valore protettivo figurano varie sostanze antiossidanti come tocoferoli, composti fenolici, fitosteroli, carotenoidi, composti terpenici. Un equilibrato apporto nella dieta di grassi alimentari con prevalenza di quelli vegetali rispetto a quelli di origine animale e una adeguata assunzione di agenti antiossidanti alimentari rappresentano fattori importanti per la salute dell’uomo, in particolare in età adulta ed avanzata, ed un fattore determinante nell’evoluzione di una varietà di malattie degenerative in età avanzata. La composizione qualitativa e quantitativa dei costituenti minori dell’olio di oliva varia in base ai diversi cultivar e DOP la loro preservazione dipende dai processi di produzione dell’olio. La preservazione di questi costituenti è massima nell’olio extravergine d’oliva, che tra l’altro rappresenta il maggiore prodotto agro-alimentare della Puglia. Al progetto partecipano: aziende regionali di produzione dell’olio extravergine d’oliva, un centro di ricerche provinciale, un’industria Pugliese che estrae e esperimenta le proprietà farmacologiche dei costituenti minori dell’olio d’oliva, nonché tre Dipartimenti Universitari di Bari e Lecce ed un centro di ricerche del CNR, tutti con consolidata esperienza nello studio Molecolare, Biochimico e Clinico dell’impatto di nutrienti sullo stato di salute. La finalità del progetto si articola nei seguenti obiettivi: 1) Analisi chimiche dei costituenti minori, sostanze antiossidanti nei vari oli extra-vergini d’oliva prodotti dalle aziende regionali partecipanti. 2) Impatto sulla preservazione dei costituenti minori, dei processi di trasformazione post raccolta. 3) Sequenziamento di geni responsabili della biosintesi di particolari agenti antiossidanti nei cultivar. 4) Studi in vivo, su animali da esperimento (ratti), dell’impatto di diete sintetiche, con diversa componente grassa (olio extravergine, burro o olio di soia) sull’accrescimento, condizioni generali, invecchiamento, parametri biochimici relativi al metabolismo energetico e bilancio delle specie radicaliche dell’ossigeno nei vari tessuti degli animali. Studi longitudinali nel corso dei tre anni del progetto. Studio biochimico e di Biologia Molecolare in vivo ed in colture cellulari (fibroblasti, cellule CACO, mioblasti, neuroni) dell’impatto dei costituenti minori sul metabolismo dei grassi, del colesterolo, produzione e smaltimento dei ROS e metabolismo energetico. 5) Studio clinico epidemiologico dell’impatto di diversi regimi dietetici a base di olio extravergine d’oliva su parametri caratterizzanti la Sindrome Metabolica multifattoriale (25% della popolazione) principale condizione di rischio per le malattie cardiovascolari.

La proliferazione cellulare incontrollata rappresenta un problema biologico associato a diverse condizioni fisiopatologiche umane. In particolare, i processi iniziali di arteriosclerosi sono spesso determinati dalla eccessiva proliferazione delle cellule muscolari lisce, predisponendo così alla possibilità di occlusione vascolare. Le sindromi proliferative, in particolare, nelle malattie ematologiche, conducono alla predisposizione della crisi blastica, che rappresenta una complicanza spesso mortale delle patologie oncologiche. Il sistema delle CaM chinasi (CaMK), rappresenta un importante meccanismo di regolazione dei processi proliferativi e differenziativi cellulari, con una diffusione ubiquitaria, indipendentemente dal sottotipo embrionale di origine. Le evidenze del ruolo di queste chinasi nello sviluppo vascolare ed ematopoietico, si stanno accumulando rapidamente, e, altrettanto rapidamente, si sta delineando il ruolo di queste chinasi nella patologia umana, grazie anche alla disponibilità di strumenti biotecnologici studiati appositamente a tale scopo. In particolare, sono disponibili anticorpi in grado di verificare lo stato funzionale di queste chinasi nell’ambito della cellule, nonché adenovirus in grado di modificare la funzione della chinasi e quindi regolare la proliferazione ovvero la differenziazione cellulare. Il trasferimento biotecnologico di tali strumenti alla condizione umana è l’oggetto di questa proposta. Attraverso l’integrazione di competenze specialistiche, riteniamo che sia possibile ottenere 1. l’identificazione e la realizzazione di molecole a basso peso molecolare che siano in grado di interagire in vivo provocando la modificazione selettiva della funzione delle CaMK 2. il potenziamento delle conoscenze dei meccanismi di regolazione e trascrizione cellulare mediati da queste chinasi 3. lo sviluppo di tecnologie per la diagnosi precoce del rischio aterosclerotico e della evoluzione blastica della patologia emoproliferativa.

Ampliamento della sede operativa e investimenti in R&S ed innovazione per la realizzazione di prodotti farmaceutici attraverso l'individuazione di materie prime di origine naturale estratte da fonti rinnovabili utilizzando tecnologie eco-compatibili.