Guido Papa

Le cellule non sono semplicemente contenitori di molecole, ma sistemi altamente organizzati in cui le proteine si assemblano dinamicamente per svolgere funzioni specifiche. Comprendere come questi assemblaggi si formano, si regolano e si disgregano rappresenta una delle sfide centrali della biologia moderna e una nuova frontiera per lo sviluppo di terapie innovative.
Il laboratorio di Targeted Protein Degradation (“TPD Lab” per gli amici) studia i principi fondamentali che regolano l’organizzazione dello spazio intracellulare e il controllo della funzione proteica, con un focus particolare sui condensati biomolecolari e sulle tecnologie di degradazione che possano modulare queste strutture. L’obiettivo è comprendere come questi processi contribuiscano alla fisiologia cellulare e come la loro alterazione sia alla base di numerose patologie.
I condensati biomolecolari sono compartimenti cellulari dinamici, privi di membrana, che si formano attraverso interazioni tra proteine e acidi nucleici, dando origine a microambienti specializzati con proprietà fisiche distinte dal resto del citoplasma o del nucleo. Queste strutture permettono di concentrare, organizzare e regolare reazioni biochimiche in modo rapido e reversibile, coordinando processi essenziali come l’espressione genica, la risposta allo stress e la replicazione. Alterazioni nella loro formazione, composizione o dinamica sono sempre più riconosciute come fattori chiave nello sviluppo di diverse malattie, tra cui infezioni virali, tumori, disordini neurodegenerativi e malattie genetiche.
In parallelo, la targeted protein degradation (TPD) sta ridefinendo il modo in cui è possibile intervenire sulla funzione proteica. Queste tecnologie permettono di eliminare selettivamente proteine specifiche, incluse quelle tradizionalmente considerate “undruggable”, offrendo nuove opportunità rispetto agli approcci basati sull’inibizione.
Utilizziamo i virus come modelli sperimentali per studiare la formazione e la funzione di questi assemblaggi e per sviluppare strategie di degradazione proteica in grado di colpirli selettivamente. Rimodellando profondamente l’ambiente cellulare, i virus generano strutture altamente organizzate che rappresentano sistemi ideali per analizzare questi processi a livello biochimico, cellulare e molecolare. Questo approccio ci permette di definire principi generali che governano l’assemblaggio e la regolazione delle strutture proteiche, trasferibili a numerose patologie caratterizzate da assemblaggi proteici disfunzionali.
Combinando biologia cellulare, biochimica e drug discovery, puntiamo a definire i meccanismi che governano l’assemblaggio e la regolazione dei condensati e a sviluppare strategie per disassemblarli o rimodellarli attraverso la degradazione proteica.
L’obiettivo finale è tradurre questi principi in nuove strategie terapeutiche, capaci di intervenire sull’organizzazione molecolare della cellula e di avere un impatto trasversale su molteplici malattie umane.

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