Responsabile Prof. Michele Ceccarelli

Il laboratorio di Biologia Computazionale, coordinato dal Prof. Michele Ceccarelli, è costituito da un gruppo di ricerca multidisciplinare che si occupa di biologia computazionale e oncologia di precisione. Le principali aree di ricerca del laboratorio sono:

• Genomica del cancro e resistenza ai farmaci. Questo ambito di ricerca si concentra sull'analisi approfondita dei meccanismi molecolari che guidano la progressione del cancro e lo sviluppo della resistenza ai trattamenti oncologici. In particolare, l'attenzione è rivolta ai gliomi, una forma di tumore cerebrale particolarmente aggressiva e complessa. La genomica del cancro esplora le alterazioni genetiche e genomiche che contribuiscono alla malignità dei tumori, identificando mutazioni, amplificazioni e delezioni nei geni che regolano la crescita cellulare e la risposta ai farmaci. L'obiettivo principale è comprendere come queste alterazioni molecolari influenzano il comportamento del tumore e la sua capacità di sfuggire ai trattamenti. Attraverso l'analisi dei profili genetici e trascrizionali delle cellule tumorali, i ricercatori possono identificare biomarcatori predittivi della risposta ai farmaci e della resistenza. 

• Caratterizzazione immunologica dei tumori. Attraverso l'uso di tecnologie avanzate come il sequenziamento di nuova generazione (NGS), il team sviluppa approcci computazionali per analizzare il microambiente tumorale. Studiare i meccanismi di interazione tra il sistema immunitario e le cellule cancerose ha come obiettivo principale l’identificazione di biomarcatori che possano prevedere la risposta alle immunoterapie. Il gruppo è coinvolto attivamente in un progetto di ricerca finanziato dall’AIRC per studiare il ruolo della metilazione nella progressione tumorale in pazienti affetti da melanoma metastatico e mesotelioma pleurico. 

• Sviluppo di strumenti bioinformatici. Il gruppo è specializzato nello sviluppo di software bioinformatici open-source per l'analisi e l'integrazione di dati omici, favorendo l'identificazione di mutazioni genetiche e la caratterizzazione immunitaria dei tumori, tra cui: SCEVAN per l’identificazione della struttura clonale dei tumori; MOViDA, un approccio basato sul deep learning, usato per la predizione della sensibilità ai farmaci; scTHI che analizza le interazioni ligando-recettore per identificare i meccanismi di comunicazione tra il tumore e le cellule dell’ospite. Il laboratorio ha sviluppato anche i software CPTACBiolinks e TCGABiolinks, ampiamente utilizzati dalla comunità scientifica per il download e l'analisi dei dati CPTAC e TCGA.

• Diagnosi precoce dei tumori.La nostra ricerca si concentra sullo sviluppo di test avanzati per la diagnosi precoce dei tumori, basate sull'analisi della metilazione del DNA a partire da biopsie liquide. Le tecniche di metilazione del DNA sono fondamentali per identificare modifiche epigenetiche associate all'insorgenza e alla progressione tumorale. Attraverso l'analisi di biomarcatori specifici presenti nel DNA circolante, è possibile sviluppare test non invasivi che permettono di rilevare segnali precoci di lesioni tumorali e monitorare i pazienti in modo continuativo e adattare i trattamenti in base ai cambiamenti nel profilo epigenetico.

Inoltre, il gruppo di biologia computazionale collabora attivamente con istituzioni di ricerca di alto livello in ambito internazionale, unendo competenze in oncologia, immunologia e bioinformatica, e contribuendo all'avanzamento delle conoscenze nel campo della terapia oncologica personalizzata.