A cross-scale multimodal imaging platform has been developed to assess nanoparticle (NP)-based therapeutic and diagnostic concepts. In vivo distribution, and intracellular trafficking of fluorescent NP are monitored by optical imaging and therapy response is evaluated by computer tomography (CT). Correlative micro-CT, light-sheet- and multiphoton microscopy of tissue have been optimized for disease subclassification.

L’impiego di mezzi di contrasto aggiunge importanti informazioni fisio-patologiche alla superba risoluzione anatomica delle immagini MRI. I più comuni sono complessi paramagnetici di Gd(III). La chimica ha contribuito allo sviluppo di altre modalità per creare contrasto. Un recente sviluppo sfrutta l’effetto paramagnetico su segnali di molecole endogene per conoscere la permeabilità delle membrane cellulari.

Le nanoparticelle molecolari (NpM), come fullereni e carborani, sono sistemi ben definiti con proprietà teranostiche avanzate ma limitate da scarsa solubilità e stabilità in ambiente fisiologico. L’utilizzo di proteine come “cavalli di Troia” ne migliora la biodisponibilità, il targeting e le proprietà farmacocinetiche e farmacodinamiche, offrendo una strategia promettente per applicazioni biomediche avanzate.

La diagnostica di precisione integra imaging molecolare, biologia e analisi computazionale per caratterizzare la malattia a livello subcellulare. I radiotraccianti, progettati bilanciando proprietà chimiche e biologiche, consentono la quantificazione in vivo dei processi patologici. Le applicazioni cliniche spaziano da oncologia a neurologia e cardiologia.

La chimica supramolecolare è stata impiegata per affrontare alcune delle principali sfide della scienza moderna, tra cui la terapia e la diagnosi del cancro. I recenti progressi nella progettazione di radiofarmaci su base supramolecolare evidenziano in modo specifico il loro potenziale come agenti teranostici multifunzionali di nuova generazione.

Le piccole molecole naturali e sintetiche stanno emergendo come modulatori selettivi del sistema immunitario. Agendo su cellule dell’immunità innata, come cellule dendritiche e microglia, sulfolipidi, come Sulfavant A, regolano la qualità della risposta immunitaria adattativa. Questo approccio configura una nuova immunoterapia, con vantaggi rispetto ai farmaci biologici in termini di accesso ai tessuti, sicurezza e scalabilità.

Le nanoparticelle lipidiche (LNP) sono i sistemi più impiegati nella veicolazione di farmaci nucleotidici. Il grado di caricamento e rilascio del farmaco dipendono dalla composizione lipidica mentre il coating con PEG, utilizzato per migliorarne la stabilità colloidale e la circolazione sistemica, riduce l’uptake cellulare e conseguentemente l’azione terapeutica, dando origine al cosiddetto “PEG dilemma”. Nuovi lipidi funzionali consentono di bilanciare stabilità e funzionalità biologiche di questi sistemi colloidali.

Lo sviluppo di nuovi farmaci richiede tempi lunghi, costi elevati e presenta un alto rischio di fallimento. Per ridurre il time-to-market servono nuovi modelli basati su piattaforme tecnologiche, digitalizzazione, strategie CMC e approcci risk-based, garantendo al contempo qualità, sicurezza ed efficacia.

L’intelligenza artificiale si rivela uno strumento chiave in radiologia per abilitare un cambio di paradigma verso una medicina sempre più personalizzata. Garantirne un’adozione efficace richiede il rispetto di principi quali trasparenza, equità e robustezza. Mitigare le correlazioni spurie e quantificare l’incertezza predittiva sono passi cruciali per realizzare sistemi affidabili e sicuri.

L’intelligenza artificiale rivoluziona la scoperta di farmaci rendendo accessibile uno spazio chimico infinito. Il contributo descrive PyRMD, tool automatizzato di screening virtuale basato sull’algoritmo Random Matrix Discriminant. Si illustrano l’integrazione con il docking (PyRMD2Dock), la suite PyRMD Studio e la scoperta di un modulatore per il recettore GPR183.

L’intelligenza artificiale sta trasformando la medicina di precisione, grazie alla capacità di analizzare grandi quantità di dati genomici e clinici. Dalle origini del machine learning ai modelli più avanzati, come reti neurali e deep learning, queste tecnologie stanno contribuendo in modo significativo alla diagnosi, alla predizione e allo sviluppo di terapie personalizzate, aprendo nuove prospettive per la ricerca e la pratica clinica.

La scoperta degli RNA non codificanti ha stravolto la visione della regolazione genica. Sebbene non codifichino proteine, questi RNA modulano l’espressione dei geni interagendo con DNA e RNA, contribuendo così all’organizzazione della cromatina. Il progetto FANTOM6 studia sistematicamente le loro funzioni e interazioni, aprendo nuove prospettive per biomarcatori e terapie basate su RNA.

Le nanotecnologie a DNA permettono di progettare sistemi biomolecolari programmabili capaci di elaborare e trasmettere informazione. Integrate con piattaforme CRISPR, queste architetture consentono di convertire il riconoscimento di biomarcatori in segnali amplificati e misurabili. Ne emergono nuove strategie per la diagnostica avanzata, rapide, sensibili e adattabili a molteplici contesti applicativi.

Natural-derived polymers have attracted considerable attention due their abundance in nature and intrinsic properties such as biodegradability and bioavailability. Their bioactivity and applications are strongly influenced by their chemical structure. However, inherent limitations can restrict broader use. Precise chemical modifications can introduce functional groups and tailor physicochemical, mechanical, and biological properties, enabling the development of multifunctional biomedical devices.

I tripeptidi eterochirali auto-organizzanti sono ottimi componenti per il design di idrogel intelligenti in cui la funzione è associata alla struttura supramolecolare, permettendo di essere accesa o spenta all’occorrenza, con cicli di assemblaggio e disassemblaggio, rispettivamente. Le potenziali applicazioni spaziano dalla mimesi enzimatica, ai biomateriali e rivestimenti antimicrobici di dispositivi medici

Quest’anno ricorre il 250° anniversario della nascita di Amedeo Avogadro. Nell’articolo viene tracciata una sintesi della sua carriera sulla base delle ricerche storiche più aggiornate e documentate degli ultimi anni, inclusa una recentissima biografia a lui dedicata.

Il chimico veneziano Giovanni Bizio (1823-1891), studiando nel 1865 iodio e bromo nelle urine di pazienti dell’ospedale di Venezia, riscontrò difficoltà nell’analisi del bromo con il metodo colorimetrico. Attribuì il problema alla matrice urinaria e, dopo varie prove, individuò nella dialisi un metodo più affidabile.

La transizione energetica è spesso interpretata come un problema di fonti e di emissioni. In realtà, è anche un problema di materiali. A partire dal paradigma del nesso materiali–energia proposto da Pasquali e Mesters e sviluppato nell’ambito del Carbon Hub, questo contributo illustra il ruolo degli idrocarburi come feedstock per la produzione congiunta di idrogeno pulito e materiali carboniosi, nonché le sfide associate alla loro scalabilità industriale.