Creato nel 1979, l’obiettivo principale del Laboratorio di Tossicologia è l’identificazione del meccanismo d'azione delle sostanze tossiche a livello molecolare e la sua rilevanza per la valutazione del rischio sull’uomo. Dalla sua creazione, la sua attività si è articolata in diverse aree di rilevanza tossicologica: metodi alternativi all’uso dell’animale, tossicità cutanea, immunotossicologia, neurotossicità, sicurezza alimentare, genotossicità. 

Obiettivi della ricerca

- Identificazione e caratterizzazione del pericolo
L'attività è focalizzata all’identificazione e caratterizzazione del pericolo, associato ad agenti biologici, chimici e fisici attraverso l'identificazione e la caratterizzazione dei meccanismi biochimici coinvolti nella risposta cellulare ad agenti tossici, esplorando vie molecolari quali l’omeostasi del calcio, la generazione di specie reattive dell'ossigeno e di mediatori dell’infiammazione, l'attivazione della trascrizione genica nell'insorgenza e mantenimento del danno.
- Immunotossicologia
Attualmente, l'obiettivo principale del laboratorio è la messa a punto di metodi in vitro alternativi all'uso dell'animale per identificare e discriminare allergeni da contatto, irritanti e allergeni respiratori, basato sull'utilizzo di cellule dendritiche, cheratinociti e epidermide umana ricostituita e la classificazione degli allergeni secondo la loro potenza.
- Chimica e Tossicologia degli Alimenti
Il principale interesse scientifico del laboratorio è rivolto alla sicurezza alimentare, che include lo sviluppo di prodotti dietetici per specifici gruppi di consumatori quali coloro che sono affetti da allergie ed intolleranze alimentari. Un’altra importante area di ricerca riguarda il controllo di qualità di integratori alimentari a base erboristica, lo sviluppo di metodi analitici per la determinazione di composti attivi e xenobiotici presenti in alimenti e integratori alimentari a base vegetale.
- Neurotossicologia
La linea di ricerca del laboratorio sviluppa la caratterizzazione funzionale e molecolare di proteine e meccanismi coinvolti nella risposta neuroinfiammatoria valutandone la rilevanza nella modulazione dell’attività e della sopravvivenza neuronale, in contesti patologici e di tossicità. Il laboratorio ha una solida esperienza nello studio dei meccanismi di attivazione gliale, di morte neuronale, di comunicazione tra glia e neuroni in condizioni di tossicità o che mimano una situazione patologica. Particolare attenzione è focalizzata sullo studio di: canali ionici, omeostasi del calcio intracellulare, trasduzione del segnale (vie fosforilative, fattori di trascrizione), citochine pro- ed anti-infiammatorie (Interleuchina-1b, Fattore di necrosi tumorale-a, Eritropoietina). Al momento il gruppo di ricerca è impegnato nello studio della neurotossicità dello sviluppo indotta da contaminanti ambientali e dell’effetto neuroprotettivo di micronutrienti, focalizzandosi in particolare sui meccanismi coinvolti nella regolazione della plasticità sinaptica e l’influenza dei mediatori della neuroinfiammazione. Parte del progetto è finalizzato anche all’identificazione di nuove molecole ad azione farmacologica.
- Genotossicologia
L’attività di ricerca è essenzialmente dedicata a studi di genotossicità in vitro su varie linee cellulari (comet test alcalino/neutro e con enzimi, micronucleo e γ-H2AX) e ai meccanismi molecolari che determinano il danno al DNA (es. miscele di PCB, raggi UV, nano particelle, composti alkenil benzenici ecc). Un’altra parte del nostro lavoro riguarda la comprensione a livello molecolare del danno al DNA e la valutazione dei sistemi di riparo, es. NER, a seguito di trattamento con vari estratti vegetali potenzialmente protettivi.

Metodologie utilizzate

• Integrazione delle informazioni sul meccanismo d'azione nella valutazione del rischi
• Identificazione del meccanismo d'azione delle sostanze tossiche a livello cellulare e molecolare, principalmente di contaminanti ambientali (pesticidi, metalli, solventi, ecc ...) e loro rilevanza nella valutazione del rischio per gli esseri umani
• Utilizzo di modelli computazionali previsionali (Toxtree, Vega, ecc..)
• Definizione di Health based guidance values.
• purificazione di leucociti da uomo
• test di funzionalità immunitaria, es. risposta proliferativa ai mitogeni, produzione di citochine, citotossicità, produzione anticorpale
• test di funzionalità cellulare, es. citotossicità, sintesi di macromolecole, produzione di specie radicaliche
• valutazione dell'espressione genica
• analisi citofluorimetrica
• tecniche di Western blot
• tecniche immunoenzimatiche
• Chromatografia (HPTLC, HPLC, LC-MS, cromatografia di affinità, a scambio ionico, di gel permeazione)
• Tecniche elettroforetiche (PAGE, SDS-PAGE, Isoelettrofocalizzazione)
• Techiche immunochimiche (ELISA, immunoblotting)
• Analisi su alimenti tramite kit enzimatici
• Metodi chimici
• Colture cellulari
• Misurazione dell’omeostasi del calcio
• Morte cellulare: necrosi e apoptosi
• Misurazione del danno ossidativo
• Analisi Western blot
• Saggi immunoenzimatici, es. ELISA
• Real-time polymerase chain reaction
• Microscopia confocale
• Evidenziazione del danno genotossico con metodiche di citofluorimetria (micronucleo), elettroforesi /microscopia a fluorescenza (comet test), microscopia a fluorescenza (istoni fosforilati)
• Test di funzionalità cellulare (citotossicità, apoptosi, necrosi con tecniche spettrofotometriche e citofluorimetriche e analisi biochimiche enzimatiche)
• Evidenziazione del danno ossidativo LPO, ROS, CAT, SOD, GSH/GSSG) con tecniche spettro-fluorimetriche
• Valutazione dell’espressione di geni implicati nel signalling e riparo del danno al DNA e geni coinvolti nell’induzione dell’apoptosi

Selezione pubblicazioni

1: Berardesca E, Zuberbier T, Sanchez Viera M, Marinovich M. Review of the safety of octocrylene used as an ultraviolet filter in cosmetics. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2019 Nov;33 Suppl 7:25-33.
doi: 10.1111/jdv.15945. Review. PubMed PMID: 31588614.

2: Galbiati V, Cornaghi L, Papale A, Donetti E, Marinovich M, Corsini E. Study on the inflammasome nlrp3 and blimp-1/nlrp12 after keratinocyte exposure to contact allergens. Toxicol Lett. 2019 Oct 1;313:130-136.
doi: 10.1016/j.toxlet.2019.07.003. Epub 2019 Jul 2. PubMed PMID: 31276767.

3: Marabini L, Galli CL, La Fauci P, Marinovich M. Effect of plant extracts on the genotoxicity of 1'-hydroxy alkenylbenzenes. Regul Toxicol Pharmacol. 2019 Jul;105:36-41.
doi: 10.1016/j.yrtph.2019.03.017. Epub 2019 Mar 29. PubMed PMID: 30935955.

4: Corsini E, Ozgen S, Papale A, Galbiati V, Lonati G, Fermo P, Corbella L, Valli G, Bernardoni V, Dell'Acqua M, Becagli S, Caruso D, Vecchi R, Galli CL, Marinovich M. Insights on wood combustion generated proinflammatory ultrafine particles (UFP). Toxicol Lett. 2017 Jan 15;266:74-84.
doi: 10.1016/j.toxlet.2016.12.005. Epub 2016 Dec 15. PubMed PMID: 27988394.

5: Bal-Price A, Hogberg HT, Crofton KM, Daneshian M, FitzGerald RE, Fritsche E, Heinonen T, Hougaard Bennekou S, Klima S, Piersma AH, Sachana M, Shafer TJ, Terron A, Monnet-Tschudi F, Viviani B, Waldmann T, Westerink RHS, Wilks MF, Witters H, Zurich MG, Leist M. Recommendation on test readiness criteria for new approach methods in toxicology: Exemplified for developmental neurotoxicity. ALTEX. 2018;35(3):306-352.
doi: 10.14573/altex.1712081. Epub 2018 Feb 23. Erratum in: ALTEX. 2019;36(3):506. PubMed PMID: 29485663; PubMed Central PMCID: PMC6545888.