Gruppi di Ricerca della Sezione di Farmaceutica e Nutraceutica

Personale afferente: Prof.ssa Daniela Catarzi, Prof.ssa Flavia Varano

Linee di ricerca

Progettazione e sintesi di piccole molecole come strumenti farmacologici e potenziali agenti terapeutici

L’attività di ricerca del gruppo di chimica farmaceutica è focalizzata sulla sintesi e caratterizzazione strutturale di nuove piccole molecole specificamente progettate per modulare bersagli biologici implicati in malattie ad alto impatto, con l’obiettivo di identificare strategie terapeutiche innovative. Particolare enfasi è posta sullo sviluppo di ligandi per i recettori dell’adenosina, modulatori delle anidrasi carboniche e inibitori della caseina chinasi 1δ (CK1δ) e della ecto-5′-nucleotidasi (CD73). Questi bersagli sono di notevole interesse come potenziali approcci terapeutici per tumori e malattie neurodegenerative, tra cui malattia di Alzheimer, malattia di Parkinson, sclerosi multipla e sclerosi laterale amiotrofica. Una componente significativa dell’attività di ricerca è dedicata alla progettazione e sintesi di ligandi multitarget, con l’obiettivo di esplorarne il potenziale come agenti polifarmacologici innovativi per il trattamento di malattie multifattoriali. Il gruppo adotta un approccio fortemente interdisciplinare, lavorando in stretta collaborazione con team di ricerca dedicati alla valutazione biologica e farmacologica dei composti sintetizzati, nonché al loro modellamento in silico e all’ottimizzazione strutturale. Parallelamente, il team implementa attivamente strategie finalizzate a migliorare la sostenibilità dei processi di sintesi e purificazione dei composti sviluppati.

Personale afferente: Dott.ssa Crocetti Letizia, Dott.ssa Guerrini Gabriella, Dott.ssa Vergelli Claudia.

Linee di ricerca

Sintesi di antagonisti dei recettori A₁/A₃ dell’adenosina

Progettazione e sintesi, valutazione dell’affinità per i recettori con la tecnica NanoBRET, studi su colture di cellule tumorali, sintesi di Optical Probe, studi di molecular modelling.

Studio di inibitori della Main Protease di SARS-CoV-2 (M^pro)

Progettazione e sintesi, test in vitro, studi di cinetica enzimatica, saggi su colture cellulari, studi di molecular modelling.

Sviluppo di bloccanti del canale Pannexina-1 (Panx1)

Progettazione e sintesi, studi elettrofisiologici con la tecnica del Voltage Clamp, studi in vivo sul dolore neuropatico, studi in vitro sulla crescita di cisti renali, studi di molecular modelling.

Sintesi di eterocicli a cinque termini come ligandi del Ferro (Fe) e del Gallio (Ga)

Progettazione e sintesi, test di chelazione, pet imaging.

Ricerca di agonisti selettivi del Recettore dei Peptidi Formilati 2 (FPR2) come antiinfiammatori

Progettazione e sintesi, test in vitro per valutare la mobilizzazione del calcio intracellulare, test su β-arrestina, test in vivo su modelli di osteoartrite.

Inibitori delle metallo β-lattamasi

Progettazione e sintesi, valutazione dell’attività enzimatica, studi su diversi ceppi batterici resistenti, studi di molecular modelling.

Inibitori della formazione di biofilm nei batteri

Progettazione e sintesi, valutazione dell'attività su ceppi di batteri Gram (-) resistenti.

Personale afferente: Dott. Alessio Nocentini, Dott. Alessandro Bonardi

Personale afferente: Prof.ssa Maria Novella Romanelli, Prof.ssa Elisabetta Teodori, Dott. Laura Braconi

Linee di ricerca

L’attività di ricerca riguarda la progettazione razionale, sintesi e ottimizzazione di piccole molecole bioattive mediante approcci di medicinal chemistry e studi di relazione struttura–attività (SAR). In particolare, sviluppo di ibogalogs azepinoindolici triciclici come ligandi serotoninergici selettivi, caratterizzati attraverso profiling recettoriale. L’attività comprende inoltre la progettazione di modulatori allosterici acrilammidici del recettore nicotinico α7 e di inibitori della protein tirosina fosfatasi 1B (PTP1B), con studi di interazione ligando–target, selettività e ottimizzazione farmacologica.

Un’altra linea di ricerca riguarda la progettazione, sintesi e ottimizzazione di modulatori delle pompe di efflusso (P-gp, MDR1 e BCRP) responsabili della resistenza crociata ai chemioterapici (multidrug resistance (MDR)) nelle cellule tumorali. Il gruppo si occupa anche di progettare e sintetizzare bloccanti dei canali ionici detti HCN (Hyperpolarization-activated Cyclic Nuceotide-gated) e sostanze a struttura piperazinica come modulatori di isoforme della Anidrasi Carbonica.

Il Laboratorio di Chimica e Biologia di Peptidi e Proteine (PeptLab, www.peptlab.unifi.it) è un'Unità di Ricerca Interdipartimentale tra NeuroFarBa e il Dipartimento di Chimica "Ugo Schiff". Costituisce una piattaforma tecnologica multidisciplinare attiva nel campo della scienza dei peptidi (progettazione, sintesi e caratterizzazione analitica, strutturale e biologica) con attenzione sia agli aspetti sintetici, inclusi gli aspetti legati alla sostenibilità ambientale, sia alle ricadute applicative e traslazionali, con riferimento in particolare agli ambiti farmaceutico, cosmetico e dei biomateriali. Accanto ad un forte impegno nella ricerca, il laboratorio è impegnato nell’alta formazione e soprattutto nel trasferimento tecnologico.

Personale afferente: Prof. Fabrizio Carta, Prof. Silvia Selleri, Dott. Andrea Angeli, Dott. Alessio Nocentini, Dott. Alessandro Bonardi

Linee di ricerca

L’attività di ricerca del laboratorio è prevalentemente incentrata sulla chimica farmaceutica e sulla drug discovery, con particolare riferimento allo studio delle anidrasi carboniche e allo sviluppo di nuovi composti bioattivi con potenziali applicazioni terapeutiche.

Progettazione e sintesi di modulatori delle anidrasi carboniche

Sviluppo di nuove classi di inibitori e attivatori delle anidrasi carboniche mediante approcci di progettazione razionale e metodologie avanzate di chimica farmaceutica. Esplorazione di nuovi scaffold chimici e ottimizzazione di famiglie di composti noti come modulatori delle anidrasi carboniche. Drug discovery e sviluppo di composti per diverse applicazioni terapeutiche

• oncologia
• glaucoma e patologie oculari
• epilessia
• obesità e patologie metaboliche
• infezioni batteriche, fungine e parassitarie
• malattie neurologiche e del dolore

Studi strutturali e cristallografici

Determinazione e analisi della struttura tridimensionale di complessi enzima–ligando mediante cristallografia a raggi X, al fine di comprendere i meccanismi molecolari di riconoscimento e guidare la progettazione di nuovi composti.

Modellistica molecolare e studi computazionali

Applicazione di tecniche di molecular modeling per lo studio delle interazioni ligando-target e per il supporto alla progettazione razionale di nuovi modulatori enzimatici.

Valutazione biochimica e farmacologica dei composti

Caratterizzazione dell’attività dei composti sintetizzati attraverso saggi enzimatici e studi farmacologici su diverse isoforme di anidrasi carbonica di interesse fisiopatologico.

Personale afferente: Prof.ssa Marzia Innocenti, Dott. Maria Bellumori

Linee di ricerca

Il gruppo di ricerca si dedica allo studio avanzato di materie prime e prodotti finiti di origine vegetale, con un approccio integrato che combina l’ottimizzazione dei processi estrattivi e lo sviluppo di metodologie analitiche innovative. Al centro delle attività vi è l’analisi dei composti bioattivi e la loro caratterizzazione chimica, con particolare attenzione a molecole fenoliche, polisaccaridi e al loro contributo alla qualità nutrizionale e funzionale degli alimenti.

Parallelamente, il gruppo sviluppa processi di frazionamento mirati all’ottenimento di estratti arricchiti in biomolecole, provenienti sia da matrici alimentari che da biomasse vegetali e marine.Un ambito strategico della ricerca riguarda la valorizzazione sostenibile delle produzioni agroalimentari. In quest’ottica, il gruppo lavora al recupero di composti ad alto valore aggiunto da co-prodotti di filiera e allo sviluppo di estratti innovativi, destinati alla valutazione del loro potenziale impatto sulla salute. Tra le principali linee di ricerca rientra lo studio dell’effetto dei processi tecnologici, quali fermentazione e germinazione, sulla composizione delle matrici alimentari, sulla biodisponibilità dei composti bioattivi e sulla riduzione di fattori antinutrizionali. Queste attività si inseriscono pienamente negli obiettivi dell’Agenda 2030, contribuendo alla promozione di modelli di produzione e consumo responsabili e alla valorizzazione efficiente delle risorse. Il gruppo partecipa attivamente a progetti interdisciplinari, integrando competenze chimiche, tecnologiche e biologiche, e pone grande attenzione al trasferimento tecnologico. Le collaborazioni con aziende del settore agroalimentare rappresentano un elemento chiave per promuovere innovazione, qualità e sostenibilità, valorizzando al contempo le proprietà nutraceutiche dei prodotti.