Integrazione di metodologie innovative di separazione e di spettrometria di massa per una proteomica di nuova generazione

La sfida che la proteomica, la nuova frontiera della ricerca biologica e medica, pone alla comunità scientifica è fondata essenzialmente sulle metodologie proprie della “chimica analitica”. Lo studio del proteoma, infatti, si basa sulla separazione e sulla successiva analisi qualitativa (identificazione) e quantitativa di popolazioni di analiti di natura proteica, ponendo al centro la metodologia di più rilevante impatto sulla moderna chimica analitica: la spettrometria di massa. E’ ben noto che la proteomica, nata da poco più di un decennio, si è essenzialmente basata su tecniche di separazione e su metodologie spettrometriche di massa in gran parte mature. Nonostante gli sviluppi tecnologici e metodologici nel decennio trascorso, la proteomica è ancora lontana dall’aver raggiunto quel livello di elevata produttività che la ricerca biologica e medica, in conseguenza della sempre maggiore utilizzazione delle conoscenze genomiche, ormai richiede. Gli aspetti di maggiore criticità riguardano la preparazione del campione, le tecnologie separative, le metodologie quantitative, lo sfruttamento a pieno delle nuove generazioni di spettrometri di massa. Questo progetto vuole rispondere a queste sfide cogliendo l’essenza chimico-analitica delle problematiche proteomiche mediante l’integrazione sinergica di metodologie innovative di separazione e di spettrometria di massa con l’obiettivo di porre le basi di una proteomica di nuova generazione. Il ruolo delle cinque Unità Operative (UO) coinvolte in questo progetto nazionale è rappresentato da un “continuo” di competenze e di eccellenze che si estendono dallo screening degli analiti in complessi campioni biologici con la tecnica dei microarrays proteici, al frazionamento cellulare, subcellulare e di complessi proteici mediante tecniche di frazionamento in campo-flusso, allo sviluppo di nuovi metodi separativi di proteine e peptidi mediante tecniche cromatografiche miniaturizzate ad elevatissima efficienza, all’ideazione ed alla sintesi di nuovi tag per l’analisi selettiva e quantitativa di popolazioni proteiche. Queste competenze sono sottese da una formidabile rete di strumentazioni spettrometriche di massa che comprendono spettrometri dell’ultima generazione come MALDI-TOF/TOF, QqTOF, spettrometri con analizzatori a trappole lineari, spettrometri con sorgente a plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-MS). Infine il progetto si propone di affrontare, mediante l’integrazione delle suddette metodologie e l’utilizzazione estensiva della strumentazione di massa, alcune problematiche di proteomica di estrema rilevanza e complessità quali: i) il profilo delle proteine del siero umano; ii) la caratterizzazione di marcatori proteici virus-specifici; iii) la rivelazione di allergeni in alimenti; iv) il profilo delle proteine sarcomeriche dei miocardiociti e dei miociti scheletrici. La rilevanza e l’originalità della ricerca è basata sulla focalizzazione del problema in termini chimico-analitici con l’obiettivo di proporre percorsi metodologici integrati e coerenti intesi a superare le attuali criticità nello studio “reale” del proteoma. La qualità scientifica del coordinatore nazionale e dei coordinatori locali è dimostrata da una consistente, documentata ed apprezzata produzione nei campi delle metodologie analitiche separative avanzate e della spettrometria di massa. Il coordinatore nazionale è, in particolare, considerato tra i fondatori della spettrometria di massa biomolecolare in Italia ed è alla guida di uno dei centri di ricerca italiani di proteomica più qualificati. Il grado di realizzabilità del progetto è assicurato dalla rete scientifica e strumentale che si è coagulata con l’obiettivo di integrare e complementare le competenze di ciascuna UO per poi affrontare e risolvere problematiche “reali” di proteomica.