Spettrometria di massa per la farmacologia di precisione

La facility utilizza tecniche quantitative basate sulla spettrometria di massa per la quantificazione assoluta e relativa di mediatori lipidici e proteine e dei loro prodotti modificati. Lo sviluppo di questi metodi è particolarmente rilevante per la valutazione di mediatori coivolti nelle diverse condizioni patologiche, consentendo così lo sviluppo di nuovi biomarcatori diagnostici e prognostici e di biomarcatori predittivi dell'azione dei farmaci.

 

In particolare, è possibile analizzare tutti i lipidi della via metabolica dell'acido arachidonico, i cosiddetti eicosanoidi, cioè prostanoidi, leucotrieni, acidi idrossieicosatetraenoici (inclusa la loro composizione racemica) e gli eicosanoidi esterificati con i fosfolipidi, in diversi campioni biologici, come plasma, siero e urine. Sono disponibili metodi per la determinazione dei livelli di metaboliti enzimatici dei prostanoidi nelle urine come biomarcatori non invasivi della biosintesi dei prostanoidi in vivo. Inoltre, sempre nelle urine, è possibile valutare, i livelli di F2-isoprostani, come marcatori non invasivi di stress ossidativo.

La misurazione di questi biomarcatori in vitro e in vitro consente di definire il meccanismo d'azione di agenti antinfiammatori, antitrombotici e antitumorali. Inoltre, permette l’identificazione di effetti off-target dei farmaci e dei loro effetti tossici.

 

I biomarcatori sopra descritti possono, infine, essere utilizzati negli studi finalizzati alla determinazione della dose di farmaco da somministrare.

La piattaforma consente anche di misurare i livelli plasmatici di un farmaco dopo la somministrazione nell’ambito di studi di farmacocinetica.

 

La facility ha a disposizione metodi per la quantificazione assoluta (AQUA) di proteine e delle loro modificazioni post-traduzionali. Questo tipo di strategia si basa sull'utilizzo di un peptide sintetico, che viene introdotto come standard interno, a concentrazione nota, nel campione durante la fase di digestione. L'analisi del campione proteolizzato mediante uno spettrometro di massa tandem in modalità "single reaction monitoring" (SRM) consente di rilevare e quantificare direttamente sia il peptide nativo che il peptide standard interno. Questa strategia è stata utilizzata per lo sviluppo di test quantitativi finalizzati a valutare il grado di acetilazione degli isoenzimi cicloossigenasi da parte dell'aspirina e può essere utilizzata negli studi clinici per definire la dose efficace di aspirina e rilevare la resistenza al farmaco in alcuni contesti clinici.

 

 

Il sistema ACQUITY UPLC serie I-Class consente di migliorare significativamente i risultati delle separazioni normalmente più complesse. Rispetto ai sistemi utilizzati in genere per i saggi più complessi, il sistema serie I-Class offre i seguenti vantaggi:

• Riduzione significativa della dispersione del sistema;

• Cicli di iniezione rapidi e migliore resa dei campioni

Questi vantaggi implicano i benefici seguenti rispetto ai sistemi tradizionali:

• Eccellente capacità dei picchi

• Maggiore sensibilità

• Acquisizione dei dati più rapida

• Risultati coerenti e riproducibili

Il sistema serie I-Class è uno strumento efficace per analizzare campioni complessi o diluiti e offre un'elevata risoluzione e risultati riproducibili per le separazioni cromatografiche.

 

Il sistema Waters Xevo TQ-S micro è uno spettrometro di massa a quadrupolo triplo a ionizzazione a pressione atmosferica (API). Progettato per le analisi HPLC/MS/MS e UPLC/MS/MS di routine per applicazioni di determinazione quantitativa e qualitativa, può essere utilizzato alle velocità di acquisizione elevate tipiche della tecnologia UltraPerformance LC.

 

La piattaforma è dotata di MassLynxTM, un software che configura e controlla la piattaforma e permette di analizzare ed elaborare i dati acquisiti.

 

I dati saranno analizzati dal personale della struttura e agli utenti verranno forniti file contenenti i dati grezzi e l'analisi completa dei dati.

 

INFO DI ACCESSO

A causa dell'elevata specificità e complessità della piattaforma, per ogni applicazione, è richiesta la collaborazione del personale della struttura (con il know-how e le competenze necessarie per gestire e sviluppare metodi in strumenti di spettrometria di massa).

 

Per prenotazioni e ulteriori informazioni contattare la seguente email: s.tacconelli@unich.it

from Patrignani et al., J Thromb Haemost. 2014; Tacconelli et al., Biochem Pharmacol 2020

from Patrignani et al., J Thromb Haemost. 2014; Tacconelli et al., Biochem Pharmacol 2020

from Tacconelli et al., BBA 2020

from Tacconelli et al., BBA 2020

 

Elenco delle pubblicazioni
  1. Tacconelli S, Contursi A, Falcone L, Mucci M, D'Agostino I, Fullone R, Sacco A, Zucchelli M, Bruno A, Ballerini P, Dovizio M, Patrignani P. Characterization of cyclooxygenase-2 acetylation and prostanoid inhibition by aspirin in cellular systems. Biochem Pharmacol. 2020;178:114094.
  2. Tacconelli S, Fullone R, Dovizio M, Pizzicoli G, Marschler S, Bruno A, Zucchelli M, Contursi A, Ballerini P, Patrignani P. Pharmacological characterization of the biosynthesis of prostanoids and hydroxyeicosatetraenoic acids in human whole blood and platelets by targeted chiral lipidomics analysis. Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids. 2020;1865(12):158804.
  3. Di Francesco L, Bruno A, Ricciotti E, Tacconelli S, Dovizio M, Guillem-Llobat P, Alisi MA, Garrone B, Coletta I, Mangano G, Milanese C, FitzGerald GA, Patrignani P. Pharmacological characterization of the microsomal prostaglandin E2 synthase-1 inhibitor AF3485 in vitro and in vivo. Frontiers in Pharmacology 2020 2;11:374.
  4. Sacco A, Bruno A, Contursi A, Dovizio M, Tacconelli S, Ricciotti E, Guillem-Llobat P, Salvatore T, Di Francesco L, Fullone R, Ballerini P, Arena V, Alberti S, Liu G, Gong Y, Sgambato A, Patrono C, FitzGerald GA, Yu Y, Patrignani P. Platelet-Specific Deletion of Cyclooxygenase-1 Ameliorates Dextran Sulfate Sodium-Induced Colitis in Mice. J Pharmacol Exp Ther. 2019;370(3):416-426.
  5. Saul MJ, Baumann I, Bruno A, Emmerich AC, Wellstein J, Ottinger SM, Contursi A, Dovizio M, Donnini S, Tacconelli S, Raouf J, Idborg H, Stein S, Korotkova M, Savai R, Terzuoli E, Sala G, Seeger W, Jakobsson PJ, Patrignani P, Suess B, Steinhilber D. miR-574-5p as RNA decoy for CUGBP1 stimulates human lung tumor growth by mPGES-1 induction. FASEB J. 2019;33(6):6933-6947.
  6. Tacconelli S, Dovizio M, Di Francesco L, Meneguzzi A, D'Agostino I, Evangelista V, Manarini S, Capone ML, Grossi L, Porreca E, Di Febbo C, Bruno A, Ballerini P, Levantesi G, Fava C, Minuz P, Patrignani P. Reduced variability to aspirin antiplatelet effect by the coadministration of statins in high-risk patients for cardiovascular disease. Clin Pharmacol Ther. 2018; 104(1): 111-119.
  7. Patrignani P, Sacco A, Sostres C, Bruno A, Dovizio M, Piazuelo E, Di Francesco L, Contursi A, Zucchelli M, Schiavone S, Tacconelli S, Patrono C, Lanas A. Low-dose aspirin acetylates cyclooxygenase-1 in human colorectal mucosa: implications for the chemoprevention of colorectal cancer. Clin Pharmacol Ther. 2017 02(1):52-61.
  8. Guillem-Llobat P, Dovizio M, Bruno A, Ricciotti E,  Cufino V, Sacco A, Grande R, Alberti S,  Arena V, Cirillo M, Patrono C, FitzGerald GA, Steinhilber D, Sgambato A, Patrignani P. Aspirin prevents colorectal cancer metastasis in mice by splitting the crosstalk between platelets and tumor cells. Oncotarget. 2016;7(22):32462-77.
  9. Patrignani P, Tacconelli S, Piazuelo E, Di Francesco L, Dovizio M, Sostres C, Marcantoni E, Guillem-Llobat P, Del Boccio P, Zucchelli M, Patrono C, Lanas A. Reappraisal of the clinical pharmacology of low-dose aspirin by comparing novel direct and traditional indirect biomarkers of drug action. J Thromb Haemost. 2014; 12(8):1320-3.
  10. Maenthaisong R, Tacconelli S, Sritara P, Del Boccio P, Di Francesco L, Sacchetta P, Archararit N, Aryurachai K, Patrignani P, Suthisisang C. Clinical pharmacology of cyclooxygenase inhibition and pharmacodynamic interaction with aspirin by floctafenine in Thai healthy subjects. Int J Immunopathol Pharmacol. 2013;26(2):403-17
  11. Dovizio M, Tacconelli S, Ricciotti E, Bruno A, Maier TJ, Anzellotti P, Di Francesco L, Sala P, Signoroni S, Bertario L, Dixon DA, Lawson JA, Steinhilber D, FitzGerald GA, Patrignani P. Effects of celecoxib on prostanoid biosynthesis and circulating angiogenesis proteins in familial adenomatous polyposis. J Pharmacol Exp Ther. 2012;341(1):242-50.
  12. Cesari M, Kritchevsky SB, Nicklas B, Kanaya AM, Patrignani P, Tacconelli S, Tranah GJ, Rognoni G, Harris TB, Antonelli Incalzi R, Newman AB, Pahor M, for the Health ABC study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2012;67A(6):671-676.
  13. Capone ML, Tacconelli S, Sciulli MG, Anzellotti P, Di Francesco L, Merciaro G, Di Gregorio P, Patrignani P. Human pharmacology of naproxen sodium. J Pharmacol Exp Ther. 2007; 322(2): 453-60.
  14. Sciulli MG, Filabozzi P, Tacconelli S, Padovano R, Ricciotti E, Capone ML, Grana M, Carnevale V, Patrignani P. Platelet activation in patients with colorectal cancer. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2005; 72(2): 79-83.
  15. Minuz P, Patrignani P, Gaino S, Seta F, Capone ML, Tacconelli S, Degan M, Faccini G, Fornasiero A, Talamini G, Tommasoli R, Arosio E, Santonastaso CL, Lechi A, Patrono C. Determinants of platelet activation in human essential hypertension. Hypertension. 2004; 43(1):64-70.
  16. Capone ML, Tacconelli S, Sciulli MG, Grana M, Ricciotti E, Minuz P, Di Gregorio P, Merciaro G, Patrono C, Patrignani P. Clinical pharmacology of platelet, monocyte, and vascular cyclooxygenase inhibition by naproxen and low-dose aspirin in healthy subjects. Circulation. 2004; 109(12): 1468-71
  17. Minuz P, Patrignani P, Gaino S, Degan M, Menapace L, Tommasoli R, Seta F, Capone ML, Tacconelli S, Palatresi S, Bencini C, Del Vecchio C, Mansueto G, Arosio E, Santonastaso CL, Lechi A, Morganti A, Patrono C. Increased oxidative stress and platelet activation in patients with hypertension and renovascular disease. Circulation. 2002; 106(22): 2800-5.
  18. Patrignani P, Panara MR, Tacconelli S, Seta F, Bucciarelli T, Ciabattoni G, Alessandrini P, Mezzetti A, Santini G, Sciulli MG, Cipollone F, Davì G, Gallina P, Bon GB, Patrono C. Effects of vitamin E supplementation on F(2)-isoprostane and thromboxane biosynthesis in healthy cigarette smokers. Circulation. 2000;102(5): 539-45.
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Stefania Tacconelli
Stefania Tacconelli

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Ulrika Hofling
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