IFC

Responsabile: MARIA ANNUNZIATA CARLUCCIO

Indirizzo: c/o Campus Ecotekne Via per Monteroni – 73100 Lecce LE Puglia
Tel.: 0832-422324
Fax: 0832-422340
E-mail: sezione.lecce@ifc.cnr.it
Sito web dell’Istituto: http://www.ifc.cnr.it
Dipartimento di prevista afferenza: Scienze biomediche

Missione

Apportare al sistema di sanità pubblica i progressi nella diagnosi e cura del malato derivati dalla ricerca scientifica, traendo dalla osservazione clinica i temi ed obiettivi della ricerca.

Attività. La missione di IFC è rimasta immutata fin dalla sua istituzione, nel 1968 e può sintetizzarsi nella formula “Innovation For better patient Care”. Il cardine principale intorno a cui ruota l’attività dell’Istituto è la malattia cardiovascolare, con particolare enfasi su aterosclerosi e infarto e sui vantaggi derivanti da un approccio multidisciplinare organizzato in quattro fondamentali settori della conoscenza e dotato di avanzate risorse tecnologiche. Questi sono la medicina molecolare, cellulare e sperimentale (spettrometro di massa MALDI-TOF e la microscopia confocale per gli studi genomici e proteomici, una banca biologica e una grande struttura per la cardiologia sperimentale, gestita insieme a l’Università di Pisa e la Scuola Superiore Sant’Anna, che consente di utilizzare diversi modelli animali dai topi transgenici per l’aterosclerosi ai maiali per l’infarto, così come tecniche di imaging che comprendono micro-PET e micro-CT); tecnoscienze (tecnologia d’informazione e comunicazione-biosensori-nanotecnologia); fisiologia clinica cardiovascolare e integrativa e patofisiologia (alte tecnologia di imaging, che comprendono MRI, CT 64-strati, PET, PET-CT, Real-Time 3D echo e radiologia digitale); ed epidemiologia ambientale, molecolare, sociale e clinica. Il personale complessivo di IFC comprende 65 ricercatori di ruolo (10 dirigenti di ricerca, 30 ricercatori/tecnologi senior, 25 ricercatori) 18 fisici e 11 biologi, i restanti sono ingegneri, chimici, fisici, informatici e matematici. Il quartier generale dell’IFC è a Pisa, nell’Area di Ricerca del CNR. Due terzi del personale dell’istituto lavora qui, congiuntamente al resto che è dislocato nelle sezioni distaccate di Massa, Milano, Roma, Lecce e Siena.
L’attività clinica è integrata con la quotidiana vita lavorativa del nostro staff e garantisce all’IFC un accesso senza restrizioni ad un ampio spettro di patologie cardiovascolari in adulti e bambini. Negli anni 2003-2007, l’attività clinica dell’IFC è stata svolta per mezzo di una convenzione con la Regione Toscana (CREAS-IFC); ciò ha portato a un progressivo aumento del volume della sanità, totalizzando 1.000 interventi di chirurgia cardiaca maggiore (adulti e bambini) e 4.500 ricoveri ospedalieri all’anno (dati ufficiali dell’Amministrazione e Sanità della Scuola Superiore Sant’Anna per la Regione Toscana, Novembre 2008). Tuttavia la maggior parte dei ricercatori ha pagato un duro prezzo; negli anni 2003-2007 almeno il 50% della loro settimana lavorativa era dedicata alle loro responsabilità cliniche. La situazione ha portato il CNR a una mossa amministrativa epocale: fondare (in collaborazione con la Regione Toscana) la Fondazione Gabriele Monasterio (FGM), che si è fatta carico delle attività cliniche dell’IFC dall’1 Novembre 2007. In termini amministrativi, negli anni antecedenti FGM (2002-2007), è diventato obbligatorio separare il personale di ricerca IFC dal personale clinico, specificatamente impiegato dall’IFC per provvedere alla cura clinica nel nostro centro di riferimento cardiovascolare terziario.

Highlights. Nel periodo 2003-2007, la produzione scientifica dell’IFC ha vantato 391 articoli in giornali internazionali peer-review (una media di 79 articoli all’anno), 13 brevetti (12 internazionali, 1 trasferito all’industria, 3 posseduti unitamente da CNR e industria, 2 in fase di essere utilizzati dall’industria) e uno spin-off industriale attivo. L’Istituto è stato particolarmente lodato per i suoi contributi legati alla fisiopatologia dell’infarto (il ruolo del danno coronarico microvascolare nella patogenesi e nella progressione della cardiomiopatia dilatativa non-ischemica e ischemica), l’embolia polmonare (con lo sviluppo di un algoritmo diagnostico probabilistico basato sui risultati dello studio PISA-PED), la cardioendocrinologia (il ruolo della resistenza all’insulina e ipotiroidismo subclinico nell’inizio dell’aterosclerosi e nell’infarto), il legame biologico tra cancro e aterosclerosi (quest’ultimo caratterizzato da un elevato grado d’instabilità della placca sistemica e locale nel DNA), l’adattamento fisiologico ad ambienti estremi (risposta cuore-polmone-cervello valutata anche attraverso nuovi sensori e dispositivi) e la valutazione salute tecnologia (con la necessità di includere i rischi da radiazioni a lungo termine in appropriate valutazioni rischo-benefico di tecnologie concorrenti a livello individuale e collettivo). Questi contributi sono stati evidenziati dagli articoli pubblicati sulle più importanti riviste di cardiologia e di medicina generale, tra cui Archives of Internal Medicine, Journal of the American College of Cardiology, European Heart Journal, and British Medical Journal (vedi i 25 articoli elencati in Annex).

Riconoscimenti. Undici ricercatori IFC sono stati invitati a presiedere e/o partecipare quali conferenzieri alle sessioni scientifiche dei principali convegni scientifici annuali, inclusa la conferenza annuale dell’American Heart Association and European Society of Cardiology. A cinque ricercatori è stato chiesto di prender parte al comitato editoriale dei maggiori giornali scientifici nel settore della cardiologia (Journal of the American College of Cardiology) e dell’imaging cardiaco specializzato. Sette articoli originali, con uno dei nostri ricercatori quale primo autore e/o senior, hanno ispirato un editoriale nei maggiori giornali di cardiologia, medicina, o biologia. Tra gli articoli pubblicati con un ricercatore IFC quale primo autore e/o senior, 77 hanno avuto oltre 20 citazioni ciascuno, escludendo le autocitazioni. Il progetto “My Heart”, basato sulla ricostruzione “patient-friendly” in 3D dell’anatomia coronaria e della funzione ventricolare sinistra del, perfusione, e metabolismo attraverso le informazioni derivate dall’angiografia coronaria, CT, Ecocardiografia, MRI e PET, ha ricevuto nel 2006 il premio internazionale Pirelli per la comunicazione, diffusione ed educazione nel campo scientifico e della salute pubblica.

Spin-off. IFC-CNR è stato coinvolto nel controllo diqualità e in programmi esterni di verifica nell’immumometry a partire dal 1980. Questa attività è condotta in collaborazione con una rete europea di eccellenza e nel 2006 ha portato alla creazione di uno spin-off (QualiMedLab Srl), attivo nella progettazione e sviluppo di prodotti e servizi destinati al controllo esterno della qualità nel laboratorio di medicina. QualiMedLab ha ricevuto la certificazione UNI EN ISO 9001:2000, assunto un tecnico IT la cui tesi di laurea è stata seguita in IFC e ha offerto quattro contratti per progetti. Il bilancio nel 2007 era attivo e l’andamento positivo è continuato ancora più marcatamente nel corso del 2008.

Accordi con partner industriali. Un brevetto internazionale del 2004 (“Apparatus for and method of producing porous membranes for medical use”) è nella fase di sfruttamento industriale nel 2008 (con una ricaduta economica per il CNR, Dipartimento di Medicina, IFC e per un valore cumulativo di € 500.000,00). L’Istituto è stato il primo ente pubblico in Italia produrre radiofarmaci (“Officina farmaceutica”) con il proprio sito di produzione per radiofarmaci iniettabili con una certificazione di Good Medical Practice. Questo successo è stato reso possibile dalle strette collaborazioni con General Electric Healthcare, leader nel settore della tecnologia biomedica e dell’imaging diagnostico. IFC e GE hanno siglato un contratto per la produzione e distribuzione di radiofarmaci per l’uso nella PET.

Altre importanti informazioni per la valutazione complessiva dell’istituto: consiglio al Governo, Cura del Paziente. Secondo il nostro Presidente Luciano Maiani (Linee guida presidenziali, 12 Maggio 2008) una delle missioni fondamentali del CNR è “di fornire una rigorosa informazione scientifica più equilibrata possibile all’opinione pubblica e fornire consigli iperspecializzati al Governo”. Questa particolare missione è stata individuata nel nostro istituto e nel suo lavoro nel campo dell’epidemiologia ambientale e sociale, fornendo al Governo italiano e alle Regioni la chiave dell’informazione inerente le nuove vulnerabilità sociali e ambientali del nostro Paese. L’IFC è stato responsabile dal punto di vista tecnico-scientifico di un rapporto sulle Dipendenze Sociali (droghe e abuso di alcool) fornito al Parlamento italiano dal 2003 al 2007 e di un rapporto particolare fornito alle Regioni Campania e Sicilia sulle crisi ambientali in aree ad alto rischio, quali depositi di immondizia abusivi in Campania e Petrolchimico a Gela, in Sicilia.
Le informazioni contenute in questi rapporti costituiscono un’inestimabile base per gli interventi dello Stato e per la pianificazione strategica, al fine di tutelare la salute pubblica.
La cura del paziente è sempre stata un punto centrale nella missione dell’IFC. Le unità di personale IFC convenzionate con FGM per svolgere l’attività clinica sono in totale 55, 8 delle quali svolgono funzioni di primario. La missione di IFC continua immutata con la nuova struttura amministrativa IFC-FGM, come centro cardiovascolare. Questa continuità è personificata nel Professor Luigi Donato, fondatore e Direttore dell’IFC fino al 31 Ottobre 2007 e successivamente Direttore Generale di FGM. Oggi FGM è il braccio clinico di IFC e – secondo le statistiche ufficiali 2008 della Regione Toscana – si distingue come il primo centro cardiovascolare in Toscana, attirando il 33% di tutti i ricoveri per malattie cardiache.

Attività di ricerca

Il Programma di Ricerca si articola in quattro AREE TEMATICHE:
Area Ricerca Cardiovascolare, Area Biologia, Area Tecnologia, Area Epidemiologia (dal paziente alla popolazione e ai sistemi sanitari)

Area Ricerca Cardiovascolare
Le attività di ricerca clinica dell’Istituto sono principalmente dirette verso lo studio delle Malattie Cardiopolmonari e Metaboliche di interesse cardiovascolare. L’approccio alla ricerca ha carattere fisiopatologico con una importante componente metodologica, studia nuovi approcci diagnostici, terapeutici e preventivi, indaga sulla dimensione epidemiologica del problema clinico e valuta il costo/beneficio delle soluzioni proposte. Il fine applicativo della ricerca è da un lato l’identificazione di nuovi biomarcatori e di indicatori di rischio, dall’altra la descrizione di modelli multi-livello in grado di integrare le informazioni multiparametriche provenienti da sorgenti eterogenee, predire l’evoluzione della malattia nel singolo paziente e fornire un supporto alla personalizzazione del trattamento. I meccanismi di malattia vengono studiati nelle loro componenti molecolari, anatomiche e funzionali ricercando la trasversalità di meccanismi comuni a malattie diverse, come la disfunzione endoteliale, l’infiammazione e lo stress ossidativo. La trasversalità è affidata inoltre alla Virtual Physiology e Virtual Pathology con la descrizione di modelli multi-livello e simulazioni, in grado di integrare le informazioni multiparametriche provenienti da sorgenti eterogenee, predire l’evoluzione della malattia nel singolo paziente e fornire un supporto alla personalizzazione del trattamento.
Le principali linee riguardano: 1. Microcircolo Coronarico, Scompenso Cardiaco, Fattori di Rischio; 2. Ipertensione Polmonare, Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva e Sindrome Epato-Polmonare; 3. Insulino Resistenza e rapporti Cuore-Tiroide.
In particolare, l’attenzione si concentra sulla fisiopatologia della microcircolazione e dei grandi sistemi di controllo dell’omeostasi corporea (neuro-endocrino, antiinfiammatorio, immunitario, metabolico) e sul loro ruolo nella genesi e nella progressione di malattia. Obiettivo principale é lo studio sia di meccanismi cellulari e subcellulari che legano i fattori di rischio ambientali e biologici alla malattia sub-clinica e clinica, sia di nuovi biomarker di rischio e/o di malattia. Enfasi particolare viene data agli studi su GSH, gamma-GT, lipoproteine HDL, insulino resistenza, danno ossidativo al DNA e polimorfismo di geni che controllano la regolazione endotelio-mediata del tono vascolare, quali marker putativi di rischio cardiovascolare. Il nuovo laboratorio di proteomica con tecnologia MALDI TOF è inteso al raggiungimento di tale obiettivo.

Area Medicina Traslazionale
In questa macroarea si sviluppano le aree tematiche multidisciplinari che si occupano dei meccanismi cellulari e subcellulari di confine e comuni ai processi oncologici e fisiopatologici cardiovascolari. In questo ambito vengono sviluppati modelli animali per la valutazione in vivo di tali meccanismi e di applicazioni terapeutiche. Inoltre vengono indagate le basi molecolari dell’attivazione/disattivazione dell’espressione genica in cellule, in embrioni di pollo e topo, in animali di piccola taglia e nel plasma umano con tecnologie a bassa scala e a larga scala come il trascrittoma, il miRNoma e il proteoma. Gli sviluppi futuri sono quelli di integrare le tecnologie “omiche” con tecnologie molecolari e/o computazionali innovative.
I progetti di ricerca che convergono nella area “medicina traslazionale” riguardano: Individuazione di vie cellulari comuni in fisiopatologia cardiovascolare ed oncologica. Valutazione di espressione genica con stress da farmaci “classici” (già sviluppati o in fase di sviluppo) e farmaci “genetici” (DNA aptameri, RNA decoys, ribozimi, short interfering RNA e microRNA) somministrati mediante transfezione non virale e virale alle cellule o come molecole sintetiche o clonate in vettori d’espressione plasmidici. Applicazione dell’analisi proteomica “high throughouput”alla medicina molecolare, al target discovery e al marker discovery. Sviluppo computazionale di biomolecole, costruzione di biosensori molecolari diagnostici e di vettori d’espressione terapeutici. Sviluppo di modelli animali di ristenosi coronarica e di scompenso cardiaco, come pure modelli di tumori specifici per la valutazione in vivo dei meccanismi individuati e di eventuali interventi terapeutici, utilizzando anche tecniche di imaging come la PET e MRI.
I risultati finora ottenuti sia in termini di pubblicazioni scientifiche che di progetti approvati sono molto lusinghieri.
Tra gli obiettivi perseguiti in questa area, sono da annoverare le seguenti tematiche: Produzione di AAV in lievito Saccharomyces cerevisiae come sistema genetico per determinare quali funzioni geniche sono necessarie per ottimizzare la replicazione di AAV.
Identificazione di mutazioni geniche BRCA1 e BRCA2 in tumori del seno.
Identificazione dei mutanti di Azzurrina capaci di stabilizzare e/o attivare la p53.
Realizzare di videogames molecolari. Individuazione di sostanze chimiche naturali per la protezione da malattie cardiovascolari e neurodegenerative. Studio di metabolismo e tossicità di farmaci specifici. Valutazione del sistema neuroendocrino nella sclerosi multipla. Studio su estrogeni circolanti e espressione cardiaca di BNP. Verificare che la densità recettoriale cardiaca di NPR-A e/o B, determinante l’attività cardiaca di BNP, è influenzata dai livelli circolanti di estrogeni. Verifica su modelli animali sull’effetto biologico e/o terapeutico di agenti specifici.

Area Tecnologie Biomediche
Le tematiche sviluppate in questa area riguardano: 1. Tecnologie Sanitarie: informatica medica e implementazione di standard (DICOM, HL7)), ingegneria clinica e Technology Assessment, biotelemetria (anche degli ambienti estremi), telemedicina ed elettronica medica. Sistemi di acquisizione, archiviazione, distribuzione e trattamento dei dati.
2. Dispositivi e Materiali: diagnostica funzionale e d’immagine incluso applicazioni in telemedicina, biomateriali, sviluppo di nuovi dispositivi per usi diagnostici e terapeutici e loro valutazione sperimentale, gestione ciclotrone e radiofarmacia, progettazione produzione e valutazione di radiotraccianti, impiego di web e database server
3. Modelli fisiologici: metodi di analisi e modelli, in silico e in vivo, per lo studio della fisiopatologia dei sistemi neuro-cardiopolmonari. Fisica cardiovascolare, tecniche di grid computing per biologia computazionale.
4. Segnali ed Immagini: metodi di analisi non lineare e multivariata di segnali.
Le specifiche tematiche affrontate in questa Area riguardano: Imaging funzionale e medicina nucleare ed in risonanza magnetica, integrazione ed elaborazione dati per imaging multimodale, nuove tecnologie ultrasoniche, imaging parametrico in MSCT cardiaca. Sviluppo di sistemi Computer Aided Diagnosis in diagnostica per immagini. Sviluppo di strumentazione dedicata e telemedicina: telemedicina intra/extraospedaliera, strumentazione per diagnostica avanzata e terapia, Technology Assessment. Sviluppo e valutazione sperimentale di materiali e tecnologie terapeutiche innovative: nuove tecnologie per interventistica cardiovascolare e cardiochirurgia, nuovi biomateriali per applicazioni cardiovascolari, Tecnologie biomediche avanzate: sensori e biosensori, materiali e dispositivi per ingegneria tessutale. ICT in sanità e per la gestione integrata ospedaliera: infrastrutture di rete, integrazione e verticalizzazione dei flussi di dati clinici. Intelligenza artificiale e calcolo distribuito per la modellistica ed per data mining. Fisica cardiovascolare: studi sulla variabilità di parametri biologici e serie derivate, modelli e metodi per studi di elettrofisiologia, metodi e tecniche predittive di eventi fisiopatologici.
L’evoluzione delle metodologie di imaging sta consentendo il nascere di un vero e proprio “imaging molecolare”. Le prospettive, e in alcuni casi già le applicazioni di questo approccio sono potenzialmente rilevanti nella diagnostica quantitativa e prognostica e nell’aprire nuove strade allo sviluppo di farmaci (Human Microdosing). La modellistica ad agenti e la statistica Bayesiana stanno assumendo un ruolo decisivo nell’analisi integrale delle “omiche”. Settori d’interesse bio-tecnologico affrontati nell’Istituto sono: la definizione di sistemi informatizzati per la prevenzione delle malattie cardiovascolari e di criteri standardizzati per la valutazione delle condizioni psico-fisiche di professionisti, atleti, turisti nelle attività subacquee; sistemi informativi sanitari allineati alle normative sulla sicurezza e privacy dei dati, in modo da consentire interoperabilità nei contesti nazionali ed internazionali.

Area Salute Individuale e di Popolazione e Ricerca sui Servizi Sanitari
In questa macroarea si sviluppano le seguenti tematiche: Epidemiologia clinica: Indagini epidemiologiche in campo clinico di pertinenza dell’IFC-CNR. Epidemiologia ambientale: Progetto europeo monitoraggio broncopneumopatie cronico ostruttive, monitoraggio malformazioni congenite e patologia riproduttiva, studio relazione malattie respiratorie e inquinamento aria. Collaborazioni con ISS e OMS per gli studi VIS, VIA, discariche, analisi spazio-temporale di aree geografiche e archivio di casi con cardiopatie congenite. Epidemiologia sociale: indagini ESPAD®Italia, IPSAD®Italia, sul consumo di sostanze illecite. Ricerca sulle droghe e le tossicodipendenze per il completamento del sistema degli indicatori europei. Progetti del Gruppo Pompidou e dell’Osserv. Epid. Lisbona. Epidemiologia valutativa e descrittiva dei Servizi Sanitari: studi sui DRG, SDO, indicatori attività, valutazione costi delle strutture, sistemi informatici-statistici-epidemiologici per il governo, strumenti di gestione di strutture sanitarie complesse. Metodi EPIDEMIOLOGICI Biostatitistici ed Informatici: ricerca di metodologie statistico-epidemiologiche ed informatiche nel campo biomedico e socio-sanitario orientate al data mining.
La le principali tematiche di ricerca sono da annoverare: Epidemiologia clinica e registri di patologia: Cardiopatia Ischemica, malattie congenite e rare, mm.respiratorie, insulinoresistenza, registri di procedure avanzate in oncologia. Epidemiologia sociale: dipendenze e sostanze di abuso, disagio giovanile, prevenzione universale e specifica. Epidemiologia ambientale: xenobiotici, rifiuti tossici e bonifiche, campi magnetici ambientali, OGM. Ricerca sui Servizi Sanitari: gestione integrata intra/extraospedaliera, controlli di qualità, valutazione dei servizi, software e sistemi informativi gestionali. Metodi epidemiologici, biostatistici e informatici: messa a punto di indicatori per il nuovo sistema informativo sanitario NSIS, data mining per la sanità, analisi bayesiana applicata ai sistemi di indicatori epidemiologici di prevalenza ed incidenza, all’analisi dei cluster e al disease mapping.
Gli obiettivi immediati e futuri delle ricerche svolte dall’Istituto in questa Area sono di: Supportare sulla base di studi clinici e su popolazioni specifiche e generali i processi di valutazione dei metodi di diagnosi e cura, dell’intervento pubblico in materia ambientale e socio-sanitaria, e nell’organizzazione dei servizi sanitari. Contribuire all’innovazione tecnologica e strumentale nei processi di gestione clinica dei soggetti e nella gestione complessiva delle strutture cliniche di diagnosi e cura e di tipo socio-assistenziale. Sviluppare l’attività di monitoraggio epidemiologico e di sorveglianza ai fini della prevenzione di particolari situazioni di rischio sia individuale che collettivo. Sviluppare la metodologia epidemiologica, statistica ed informatica nel settore specifico di applicazione. Sviluppare le competenze attraverso la formazione di nuovi giovani ricercatori ai fini del potenziamento di strutture operative di ricerca.