RICERCA
RICERCA
I componenti del gruppo DESY LAB sono coinvolti in Programmi di ricerca Nazionali e Internazionali
Le tematiche di ricerca si articolano nell'ambito della ricerca di base, sperimentale e industriale nel campo della chimica organica, della chimica farmaceutica e della funzionalizzazione organica di nanomateriali, per applicazioni farmacologiche e ambientali, drug delivery, bio-ingegneria e sensoristica.

ARGOMENTI DI RICERCA
RICERCA 1
Progettazione e Sintesi di Ritardanti di fiamma (FR) "halogen free"
RICERCA 2
Progettazione e Sintesi di Nucleosidi modificati come agenti antivirali
RICERCA 3
Progettazione e Sintesi di sensori di oro funzionalizzati per il rilevamento dei metalli pesanti nelle acque
RICERCA 4
Progettazione e sintesi di piccole molecole attive su target biologici
ATTIVITÀ e PROGETTI
Progetti di Ricerca in cui siamo coinvolti:
PNRR - Missione 4, Componente 2, Investimento 1.1 - Bando Prin 2022 PNRR - Decreto Direttoriale n. 1409 del 14-09-2022
Biomass-derived sensors for the detection of heavy metals in water (BioMetSensor) CUP J53D23014690001 - codice identificativo P20224MN78. Responsabile Scientifico: Prof. Salvatore Giofrè

Lo scopo del progetto è la sintesi green di nuovi dispositivi di rilevamento avanzati per il monitoraggio di metalli pesanti (HM) nelle acque contaminate, in risposta alla sempre crescente domanda globale di acqua purificata e alle gravi preoccupazioni legate all’impatto negativo sull’ambiente e sugli effetti a valle sulla salute umana e sull’economia causati dalle attività umane.


Il materiale sensibile proposto per il rilevamento degli HM deriverà da scarti agricoli e, in particolare, dalle bucce d’arancia (OP) come fonte rinnovabile per la sintesi di nanomateriali a base di carbonio con struttura grafenica. Questo nuovo nanomateriale ecologico sarà sintetizzato dall’OP mediante carbonizzazione idrotermale (HTC) che consente la grafitizzazione della matrice di carbonio. Il biochar (BC) così sintetizzato sarà sottoposto a trattamento idrotermale assistito da microonde per ottenere, il materiale di dimensioni nanometriche nanobiochar (NBC). La capacità chelante degli HM sarà ottenuta attraverso strategie di modificazione superficiale degli NBC con arginina, cisteina, tirosina, istidina (AA) mediante classica reazione di accoppiamento tra le funzionalità carbossiliche esposte sulla superficie dei nanomateriali e le funzionalità nucleofile presenti sugli AA. Queste reazioni verranno condotte in un sistema a microonde utilizzando una serie di solventi eutettici profondi naturali (NADES) in condizioni rispettose dell’ambiente. Lo sviluppo di sensori selettivi per metalli pesanti a basso costo si inserirà in un contesto di innovazione tecnologica, poiché tali sensori potrebbero essere integrati in sistemi di monitoraggio ambientale in tempo reale controllati da remoto, con monitoraggio costante delle acque domestiche, industriali e agroalimentari, apportando benefici in termini di qualità della vita e dell’ambiente.
Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, Missione 4 Istruzione e ricerca -Componente 2 Dalla ricerca all'impresa - Investimento 1.5, finanziato dall'Unione europea - NextGenerationEU
PNRR - Missione 4, Componente 2, Investimento 1.5 - D.D. 3277 del 30.12.2021- Avviso pubblico per la presentazione di Proposte di intervento per la creazione e il rafforzamento di “ecosistemi dell’innovazione”, costruzione di “leader territoriali di R&S” – Ecosistemi dell’Innovazione Progetto SAMOTHRACE - Sicilian MicronanoTech Research And Innovation Center CUP J43C22000310006. Responsabile Scientifico: Prof. Giovanni Neri. Responsabile WP5: Prof. Luigi Calabrese

L’Ecosistema SAMOTHRACE mira a realizzare la visione di un ambiente di collaborazione globale tra i principali attori nel settore della microelettronica, dei microsistemi, dei materiali e delle microtecnologie che operano con base nella regione siciliana ma con una prospettiva globale. SAMOTHRACE si concentra sulla sfida globale della Commissione Europea “Digitale, industria e spazio”, ma affronta anche altre sfide come “Salute”, “Energia e mobilità”, “Agricoltura e ambiente”. SAMOTHRACE opererà in conformità con la maggior parte degli “Obiettivi globali di sviluppo sostenibile”: migliorare l’agricoltura sostenibile, garantire una vita sana, raggiungere l’uguaglianza e l’inclusione di genere, fornire energia moderna a tutti, promuovere la crescita sostenibile, sostenere la crescita industriale sostenibile.


Al giorno d’oggi la catena agroalimentare necessita di nuovi approcci per sostenere la produzione agricola e ridurne l’impatto economico e ambientale. Nell’ambito del Pillar individuato dall’Ecosistema Samothrace come Agricoltura di Precisione il consorzio svilupperà sensori e materiali intelligenti, sostenuti da una gestione innovativa delle risorse. Questo sforzo consentirà di applicare i 3 punti chiave per un’agricoltura precisa e sostenibile, ovvero agire esattamente dove, quando e come la coltura lo richiede. Questo obiettivo sarà perseguito lavorando su attività “champions” ben definite:
- Gestione sostenibile delle risorse idriche naturali in agricoltura; Rilevamento intelligente dell’acqua di irrigazione;
- Nanotecnologie per la nutrizione e la protezione delle piante;
- Monitoraggio della salute delle piante;
- Raccolta, analisi e gestione computerizzata dei dati per l’agricoltura di precisione.
Le attività iniziali del pillar si sono concentrate sulla revisione e l’aggiornamento dello stato dell’arte, sulla progettazione di esperimenti preliminari e sull’esecuzione della sintesi dei primi materiali e sulla definizione dei sistemi di rilevamento.
Mnesys è un Partenariato Esteso per la tematica Neuroscienze e Neurofarmacologia, concepito dall’Università degli Studi di Genova che ne è il soggetto proponente. Il progetto è stato selezionato insieme ad altri 14 progetti dal MUR a seguito del bando competitivo (Avviso n. 341 del 15.03.2022 Partenariati Estesi), emanato con Decreto Direttoriale 15 marzo 2022 per la presentazione di proposte di intervento per la creazione di “Partenariati estesi alle università, ai centri di ricerca, alle aziende per il finanziamento di progetti di ricerca di base” nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, Missione 4 “Istruzione e ricerca” – Componente 2 “Dalla ricerca all’impresa” – Investimento 1.3, finanziato dall’Unione europea – NextGenerationEU.
EVALUATION SHEETS FOR CASCADE CALLS OF THE MNESYS PROJECT – SPOKE 3: B4 In silico and in vitro characterization of small molecules targeting potassium channels for the treatment of brain pathologies: Small Molecules Acting on K+ Channels: design and characterization of new compound libraries (SMACK). Responsabile Scientifico: Prof. Francesco Cimino. Co-Responsabile Scientifico: Prof. Nunzio Iraci

Il progetto “A multiscale integrated approach to the study of the nervous system in health and disease” (MNESYS), si pone l’obiettivo di sviluppare nuovi approcci per le neuroscienze sperimentali e cliniche in una prospettiva di medicina di precisione, personalizzata e predittiva con un impatto trasformativo sulla cura delle patologie del sistema nervoso e del comportamento.
Il paradigma sottostante al progetto MNESYS prevede l’integrazione di competenze mediche, biologiche, tecnologiche e computazionali con l’obiettivo finale di comprendere a 360 gradi alcuni degli aspetti chiave del funzionamento del sistema nervoso in condizioni fisiologiche e nell’ambito delle sue patologie epidemiologicamente più rilevanti.


Le mutazioni gain-of-function del canale ionico Slack spesso provocano gravi patologie legate all’epilessia e la disponibilità limitata di farmaci come opzioni terapeutiche per il trattamento di queste condizioni richiede l’urgenza di identificare nuovi chemiotipi, potenti e sicuri di inibitori Slack. Gli obiettivi del progetto SMAKC mirano alla progettazione e caratterizzazione di piccole molecole come nuovi potenziali inibitori dei canali SLACK umani. Sfruttando le tecniche di molecular modeling, costruiremo diverse librerie combinatoriali in silico che includono composti da noi sintetizzati che commerciali, progettati per il target Slack e privi di attività di blocco dell’hERG. La progettazione terrà conto anche delle proprietà fisico-chimiche dei composti studiati, evitando così insidie dovute a proprietà sfavorevoli (ad esempio scarsa solubilità o equilibrio idrofilo/lipofilo inappropriato). Le molecole più promettenti verranno selezionate attraverso studi in vitro, compresi esperimenti su specifiche linee cellulari verificando la tossicità sia a livello periferico e centrale che su monostrati cellulari mimando lebarriere intestinali ed ematoencefaliche e attraverso studi in vivo di tossicità acuta su embrioni di pesce zebra, permettendo così di ottenere librerie “pulite”, poiché i composti in esse contenute saranno già caratterizzate per molte delle proprietà che solitamente portano a insidie in fase avanzata, in un approccio innovativo alla scoperta di farmaci, ovvero individuare e affrontare le questioni critiche nelle prime fasi della scoperta di farmaci.
PROGETTI CONCLUSI
- Il Prof. Salvatore Giofrè ha partecipato al Bando MISE, finanziato, per la realizzazione di programmi di valorizzazione dei brevetti tramite il finanziamento di progetti di Proof of Concept (PoC) delle Università italiane, degli Enti Pubblici di Ricerca (EPR) italiani e degli Istituti di ricovero e cura a carattere scientifico (IRCCS)” con un programma di valorizzazione dal titolo “PARMA – PoC PAtent and Research results valorisation and MAnagement through PoC projects”, nato dalla collaborazione tra le Università di Messina, Parma, Calabria, TorVergata e CNR di Roma. Responsabile Scientifico: Prof. Nicola Della Ca, Università di Parma. (da Febbraio 2020 a Giugno 2022)
- Il Prof. Salvatore Giofrè ha partecipato al Progetto PON Ricerca e Competitività dal titolo “Drug delivery: veicoli per un’innovazione sostenibile (PON_03 PE_00216_1). (da Settembre 2021 a Dicembre 2022)
- Il Prof. Salvatore Giofrè ha partecipato al Progetto FISR2019 (D.D. 1179 del 18.06.2019) ammesso al finanziamento con D.D. n. 1987 del 25.11.2020 dal Titolo: “Uso di Graphene Quantum Dots come carrier di agenti teranostici per tumori solidi “.