Sezione di Farmacologia e Tossicologia
Coordinatrice
Sede
CUBO 2 - Viale Gaetano Pieraccini n° 6, 50139 Firenze, Italia
Descrizione generale della Sezione
La Sezione di Farmacologia e Tossicologia accorpa docenti afferenti al Settore Scientifico Disciplinare BIOS-11/A e svolge attività integrate di ricerca di base, traslazionale e clinica nel campo dello sviluppo, della valutazione e della sicurezza dei farmaci. La Sezione è strettamente collegata alle Strutture Organizzative Dipartimentali dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria Careggi, in particolare alla SOD di Farmacologia Applicata e alla SOD di Tossicologia Clinica, configurandosi come un contesto altamente integrato in cui le attività sperimentali si affiancano e si intrecciano con quelle assistenziali e regolatorie.
L’attività scientifica della Sezione è caratterizzata da un approccio multidisciplinare e multilivello, che si estende dallo studio dei meccanismi molecolari e cellulari fino alla valutazione clinica e alla sorveglianza post-marketing dei farmaci. Tale approccio si avvale dell’impiego combinato di modelli in vitro, ex vivo e in vivo, dell’analisi di campioni biologici umani e dell’utilizzo di dati sanitari su larga scala (real-world evidence), con l’obiettivo di identificare nuovi bersagli terapeutici, sviluppare strategie farmacologiche innovative e definire il profilo di efficacia e sicurezza dei trattamenti lungo l’intero percorso di sviluppo del farmaco.
In questo contesto si inserisce l’attività di farmacologia cardiovascolare (Prof.ssa Elisabetta Cerbai, Prof.ssa Laura Sartiani, Prof. Raffaele Coppini), che rappresenta uno dei principali ambiti di ricerca della Sezione ed è focalizzata sullo studio dei meccanismi fisiopatologici delle cardiomiopatie congenite e acquisite, nonché sull’identificazione di nuovi target terapeutici. Le ricerche approfondiscono le alterazioni eccito-contrattili degli atri, dei ventricoli e del sistema di conduzione cardiaco e si sviluppano attraverso un approccio integrato che include studi ex vivo su tessuti cardiaci umani e animali, modelli in vivo in roditori e zebrafish e sistemi in vitro basati su colture cellulari e organoidi cardiaci derivati da cellule staminali pluripotenti. L’utilizzo di tecniche avanzate, quali elettrofisiologia, optogenetica, imaging in fluorescenza e analisi molecolari e genetiche, consente di ottenere una visione integrata dei processi fisiopatologici e di valutare l’efficacia di nuove molecole farmacologicamente attive.
Un ulteriore ambito di rilievo è rappresentato dalla farmacologia antitumorale (Prof.ssa Stefania Nobili), che si concentra sullo studio dei meccanismi molecolari di sensibilità e resistenza ai farmaci antitumorali e sullo sviluppo di approcci terapeutici personalizzati. Le attività di ricerca comprendono studi traslazionali di farmacogenetica e farmacogenomica finalizzati all’identificazione e validazione di determinanti molecolari responsabili della risposta o della tossicità ai trattamenti nelle principali neoplasie solide ed ematologiche. Tali studi sono condotti mediante tecniche avanzate di biologia cellulare e molecolare, utilizzando linee cellulari tumorali, modelli derivati da pazienti ed espianti tumorali, con l’obiettivo di sviluppare strategie terapeutiche più efficaci e mirate.
Particolare rilevanza assume anche la linea di ricerca dedicata alla neuroinfiammazione e alla senescenza cellulare (Prof.ssa Nicoletta Galeotti), che affronta lo studio dei meccanismi patogenetici alla base delle patologie neurodegenerative associate a dolore neuropatico. Le ricerche, condotte mediante modelli in vitro su cellule neuronali e gliali e modelli in vivo di neuropatie centrali e periferiche, consentono di analizzare i processi di neuroinfiammazione, accumulo di cellule senescenti e progressione della malattia. In questo ambito vengono studiati specifici pathway intracellulari, quali RNA binding proteins, recettori CB2 e TREM e meccanismi epigenetici, al fine di individuare nuovi target terapeutici e sviluppare strategie innovative, incluse molecole di sintesi, composti naturali e approcci di medicina di precisione.
L’attività nell’ambito della farmacologia del dolore (Prof.ssa Carla Ghelardini, Prof. Lorenzo Di Cesare Mannelli, Dr.ssa laura Micheli, Dr.ssa Elena Lucarini) è rivolta allo studio dei meccanismi fisiopatologici del dolore cronico, nelle sue componenti nocicettive, infiammatorie, neuropatiche e nociplastiche, e allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. Le ricerche integrano modelli cellulari avanzati, colture organotipiche e organoidi, inclusi modelli innovativi derivati da cellule staminali pluripotenti, con modelli animali di patologie algiche. Particolare attenzione è rivolta all’identificazione di nuovi bersagli molecolari, alla modulazione di sistemi regolatori complessi, quali il sistema glinfatico, e allo studio delle interazioni tra microbiota intestinale e sistema nervoso, anche attraverso approcci innovativi come il trapianto di microbiota fecale.
Le attività di tossicologia sperimentale e traslazionale (Prof.ssa Cristina Luceri, Dott.ssa Elisabetta Bigagli) si concentrano sullo studio dei fattori di rischio e dei meccanismi molecolari alla base di patologie cronico-degenerative, quali tumori, malattie metaboliche e gastrointestinali, e sull’identificazione di biomarcatori di suscettibilità, prognosi e risposta terapeutica. Le ricerche comprendono studi clinici su pazienti e popolazioni esposte, analisi omiche avanzate (trascrittomica e miRNoma) e valutazioni precliniche di sicurezza e tossicità di farmaci e composti naturali secondo linee guida internazionali. Tali attività sono condotte in stretta collaborazione con numerose unità cliniche dell’AOU Careggi e dell’Ospedale Meyer e includono anche il monitoraggio degli studi clinici e delle reazioni avverse ai farmaci.
Le attività di ricerca del Bræye Lab (Dott. Gustavo Provensi, Dr.ssa Laura Lucarini, Dr.ssa Alessia Costa) si svolgono nell’ambito della neuropsicofarmacologia e della farmacologia oculare, adottando un approccio integrato finalizzato alla comprensione dei meccanismi fisiopatologici e farmacologici alla base di rilevanti patologie del sistema nervoso centrale e dell’occhio. In particolare, le linee di ricerca in neuropsicofarmacologia sono orientate allo studio dei processi correlati allo stress, dei disturbi del comportamento alimentare, dei meccanismi di memoria e apprendimento e dei fenomeni di neurodegenerazione. Parallelamente, l’attività in farmacologia oculare è rivolta all’analisi dei meccanismi patogenetici del glaucoma e delle degenerazioni retiniche, con specifico interesse per gli approcci di neuroprotezione e lo sviluppo di strategie terapeutiche innovative. Le attività sperimentali si avvalgono di metodologie avanzate e multidisciplinari, comprendenti tecniche chemogenetiche, farmacologiche, biochimiche, cellulari e diversi modelli comportamentali, con l’obiettivo di contribuire all’identificazione di nuovi bersagli terapeutici e al miglioramento delle opzioni farmacologiche disponibili.
Nella sezione è attiva una linea di ricerca focalizzata sui disturbi del neurosviluppo (Prof. Guido Mannaioni, Dott. Alessio Masi e Dott.ssa Elisabetta Gerace). Questa si articola in due linee d'indagine parallele e distinte sui disturbi del neurosviluppo: la prima focalizzata sulla componente genetica spontanea e la seconda sugli insulti tossici ambientali. Sul versante genetico, l'attività si concentra sul gene Shank3, utilizzando modelli cellulari e animali knockout per studiare come i deficit di questa proteina impalcatura alterino la densità post-sinaptica e la connettività neuronale tipica dello spettro autistico. Contemporaneamente, il gruppo analizza l'impatto neurotossico dell'alcol attraverso modelli di esposizione prenatale, investigando i meccanismi molecolari che portano alla Sindrome Feto-Alcolica, come l'alterazione della migrazione cellulare e la ridotta complessità dendritica. L'integrazione di queste due direttrici, seppur indipendenti, mira a fornire una comprensione esaustiva delle diverse eziologie che compromettono la corretta maturazione del sistema nervoso centrale, identificando biomarcatori specifici e bersagli terapeutici per ciascuna condizione.
Infine, la farmacovigilanza e la farmacoepidemiologia (Prof. Alfredo Vannacci, Dott.ssa Giada Crescioli, Dott.ssa Costanza Cacini, Ing. Roberto Bonaiuti) rappresentano un ambito strategico della Sezione, finalizzato alla valutazione del profilo beneficio/rischio dei farmaci, dei vaccini e dei prodotti della medicina integrativa nella pratica clinica reale. Le attività si basano su studi osservazionali e sull’analisi di grandi database sanitari e comprendono farmacovigilanza e vaccinovigilanza, studi di appropriatezza prescrittiva e farmacoutilizzazione, con particolare attenzione alle popolazioni vulnerabili e ai contesti clinici ad alto rischio. In questo ambito si inseriscono anche lo sviluppo di soluzioni informatiche innovative per la sanità e le attività di ricerca perinatale del laboratorio PeaRL, dedicate allo studio della sicurezza dei farmaci in gravidanza e all’impatto dei fattori ambientali e degli stili di vita sullo sviluppo precoce.
Nel complesso, la Sezione si configura come un centro di eccellenza per la ricerca farmacologica e tossicologica, in grado di coniugare competenze sperimentali, cliniche ed epidemiologiche e di contribuire allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche e al miglioramento della sicurezza dei trattamenti farmacologici.
Ultimo aggiornamento
21.05.2026