CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE Silvia Scaglione Attività Progettuale Biotecnologie 26 e 27 Maggio, 2014 Conferenza Dipartimento DIITET Convegno del del Dipartimento di Ingegneria, 26 ee 27 maggioper 2014 ICT Tecnologie l’Energia e i Trasporti Silvia Scaglione Introduzione alle biotecnologie Le biotecnologie sono intrinsecamente multidisciplinari, coinvolgendo input da: Processi Biotecnologici • Biochimica Industriali • Ingegneria Medicina • Biologia traslazionale • Informatica • Genetica • Fisiologia • Matematica Ricerca biomedica di base High-dimensional “omics” data Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Strumenti di calcolo ed algoritmi ad alte prestazioni Modelli matematici, ottimizzazione di processi, statistica per l’analisi di sistemi biologici complessi Silvia Scaglione Il Programma di Ricerca H2020 e le Biotecnologie http://ec.europa.eu/research/horizon2020 Call: Biotech 1 Syntetic biology Call: Biotech 2 e Health PHC32 Nuovi approcci bioinformatici a supporto di esigenze cliniche, mediche e biotecnologie Call: Biotech 3,4 e LCE 15 Processi biotecnologici industriali Call: Health PHC16 Tools e tecnologie per terapie avanzate Call: ICT 26: Photonics KET Biofotonica Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Silvia Scaglione Synthetic biology Hypothesis Construct Logic Build Math Model Design e costruzione di nuove parti biologiche e reti sintetiche Simulazione qualitativa •Full range della dinamica di una rete in una singola simulazione •Individuazione di reti che esibiscono il comportamento desiderato Modulo Stocastico •Ottimizzazione della probabilità di ottenere il comportamento desiderato •Ranking delle strutture di rete plausibili Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Numerical Simulation Silvia Scaglione Nuovi approcci bioinformatici a supporto di esigenze cliniche, mediche e biotecnologie Metodi per l’analisi e l’integrazione di dati omici Metodi e strumenti computazionali per la System biology IMATI Applicazioni della bioinformatica a supporto ISTI della ricerca biomedica IIT Metodi e modelli matematici per l'analisi di dati biomedici IASI Sviluppo di tools open source per la bioinformatica Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 ISSI A IAC ICAR Silvia Scaglione Nuovi approcci bioinformatici a supporto di esigenze cliniche, mediche e biotecnologie Metodi e strumenti computazionali per la System Biology (individuazione pathway biologici) Esperimenti/raccolta dati Metodi per l’analisi e l’integrazione di dati omici Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Silvia Scaglione Nuovi approcci bioinformatici a supporto di esigenze cliniche, mediche e biotecnologie Applicazioni della bioinformatica a supporto della ricerca biomedica Identificazione marcatori, studio RNA regolatori, predizione di strutture proteiche e loro interazione Metodi e modelli matematici per l'analisi di dati biomedici Sviluppo di tools open source per la Metodi per il supporto della gestione di bioinformatica interventi e delle decisioni cliniche Database e piattaforme web per analisi dati. Algoritmi e HPC per big-data. Simulazione modelli biologici e patologie. Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Silvia Scaglione Processi biotecnologici industriali Sviluppo biocatalizzatori enzimatici per processi biomimetici CCS di postcombustione Cattura biomimetica della CO2 da fumi di combustione Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Immobilizzazione di anidrasi carbonica ricombinante su solidi granulari Progettazione e realizzazione di Unità di Assorbimento Biomimetico Selezione di configurazioni reattoristiche per l’assorbimento promosso da biocatalizzatori enzimatici Silvia Scaglione Processi biotecnologici industriali Prototipizzazione di sistemi hardware per l’ingegneria dei tessuti Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Silvia Scaglione Tools e tecnologie per terapie avanzate Bioreattori per l’Ingegneria dei Tessuti bone cartilage Scaffolds biomimetici Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Silvia Scaglione Tools e tecnologie per terapie avanzate Tecniche innovative per la modellazione ed analisi di sistemi per il drug design & delivery - Dinamica di rilascio/assorbimento di farmaci nella cornea - Analisi e sviluppo di metodologie geometrico/topologiche per la modellizzazione di superfici molecolari - Drug delivery attraverso la pelle (cerotto medicato) D e liv e r y o f t h e t h e r a p e u t ic m o le c u le t o t h e v e s s e l w a ll vessel s te n t Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 - Stent cardiovasculari a rilascio di farmaco (DES) Silvia Scaglione Tools e tecnologie per terapie avanzate Fabbricazione di protesi personalizzate Richiesta del medico di protesi personalizzate per l’analisi preopeatoria in vitro Protesi personalizzate Analisi di bioimmagini per la stima di informazioni patient-specific necessarie per costruire manufatti patient-specific Metodologie per simulazioni FEM e CFD stocastiche Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Componenti patient-specific per l’analisi in vitro Silvia Scaglione Biofotonica: diagnostica • Progettazione, realizzazione e caratterizzazione di strutture ottiche risonanti (biosensori) per la rivelazione di biomarker di interesse clinico • Tecniche di microscopia avanzata per diagnostica biomedicale (SHG) Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Silvia Scaglione Biofotonica: terapia • Riparazione laser-indotta di tessuti biologici (oculistica, microvascolare, neuro); • Emostasi indotta da blue-LED di alta potenza (dermatologia, vascolare) • Dispositivi biopolimerici impiantabili per il rilascio di farmaci con attivazione laser Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Silvia Scaglione Sinergie Nanotecnologie e materiali avanzati Health care and Wellbeing Matematica Applicata CNR AP: Biotecnologie Dipartimento di Scienze Mediche Università e Centri di ricerca DIITET Dipartimento di Scienze Bio-agro alimentari Industrie e PMI Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 Low Carbon Technologies Grandi Infrastrutture ricerca Silvia Scaglione Acknowledgements and contacts IMATI [email protected] IDASC [email protected] IEIIT [email protected] ISSIA [email protected] IIT [email protected] IRC [email protected] IFAC [email protected] IASI [email protected] [email protected] Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014 IAC [email protected] ICAR [email protected]