Botanica Farmaceutica. Coordinatore: Poli

Temi di ricerca del gruppo

1. Studio dei metaboliti secondari delle piante e delle loro attività biologiche
Tale linea di ricerca riguarda l’identificazione di metaboliti biologicamente attivi prodotti dalle piante. Oltre alle metodiche classiche della fitochimica che prevedono il frazionamento bioguidato, questi studi sono affrontati anche tramite approccio omico, basato, cioè, sul trattamento di metadata attraverso lo sviluppo di opportuni modelli di analisi multivariata. In questo modo dati fitochimici-metabolomici, relativi ad un cospicuo numero di campioni, sono messi in relazione alle rispettive attività biologiche. Questo approccio di tipo induttivo permette di estrapolare un ampio spettro di informazioni un tempo rapido e con un numero limitato di step preparativi, con conseguente basso consumo di materiali e solventi. Questo tipo di studi, pur partendo da analisi di metaboliti in miscela (metabolomica), non esclude la loro eventuale purificazione sia per confermare le ipotesi fornite dall’analisi multivariata che ai fini della caratterizzazione strutturale stessa dei metaboliti di interesse.

2. Controllo della qualità di spezie, aromi e 'botanicals'.
Questa linea di ricerca si occupa di mettere a punto protocolli per il controllo di qualità di prodotti naturali di diverso genere. Le analisi sviluppate si basano, in primis, su tecniche di microscopia per l'autenticazione del prodotto e l’identificazione di eventuali contaminanti. Tale controllo viene attuato anche mediante analisi quali-quantitativa di markers fitochimici svolta tramite HPLC, ma soprattutto attraverso l'analisi metabolomica in NMR che permette anche di sviluppare modelli chemometrici, in grado di predire la qualità di un prodotto erboristico sulla base del suo profilo fitochimico.

3. Studi di relazione pianta-ambiente

Lo studio dei metaboliti secondari delle piante confluisce anche in un'altra importante tematica di ricerca legata al significato biologico di tali metaboliti e alla variazione del loro contenuto nella pianta in base a fattori biotici e abiotici. Questo studio è affrontato prevalentemente con approccio metabolomico, correlando, appunto, i profili fitochimici-metabolomici delle piante alla variazione di diversi fattori monitorati, con applicazione nell'ambito della 'smart agriculture' e dell'ecologia chimica.

4. Valorizzazione di rifiuti e sottoprodotti derivati dalla lavorazione industriale di piante.

Questa linea di ricerca è connessa all'esigenza di implementare strategie di 'circular economy' nell'ottica di uno sviluppo sostenibile. Rifiuti e sottoprodotti provenienti da diversi settori industriali, come ad esempio l'industria agro-alimentare, profumiera ed erboristica, sono analizzati sia dal punto di vista fitochimico che di attività biologiche al fine di investigarne il potenziale utilizzo in diversi ambiti (es. cosmetico, veterinario, agronomico, ecc...) e la conseguente riqualificazione.

5. Ricerca etnofarmacobotanica su piante utilizzate nella medicina tradizionale e valorizzazione della biodiversità locale
La ricerca etnobotanica rappresenta una delle principali risorse per l’identificazione di piante di interesse farmaceutico e nutraceutico, supponendo anche che l'uso prolungato nei secoli possa dare maggiori garanzie sul profilo di sicurezza. Tale linea di ricerca si prefigge di ottenere informazioni circa l’uso di una determinata pianta nella medicina tradizionale ed interessa specialmente zone ad alta biodiversità, come alcune regioni del Mediterraneo (es. Sardegna), l’India, l’Africa. Al fine di valorizzare la biodiversità locale molti sudi etnobotanici sono anche condotti nell'area collinare di Bologna e provincia. Le piante selezionate sono quindi spesso sottoposte a più dettagliati studi concernenti la composizione fitochimica e le attività biologiche.

Parole chiave: piante medicinali, etnobotanica, fitochimica, metabolomica, attività biologiche, controllo qualità, economia circolare, smart agriculture.

Membri del Laboratorio

Ferruccio Poli, Professore Ordinario

Mandrone Manuela, RTDb

Ilaria Chiocchio, Assegnista 

Augusto Nosela , Dottorando

Simona Trincia, Dottoranda

Clarissa Tarozzi, Borsista

Progetti di internato

Disponibilità di due posizioni per studenti del corso di laurea in Farmacia e CTF e Scienze Farmaceutiche Applicate curriculum Tecniche Erboristiche (progetto da concordare).

Pubblicazioni significative

• Salomé-Abarca L. F., Mandrone M., Sanna C., Poli F., van der Hondel C.A., Klinkhamer P. G., Choi, Y. H. Metabolic variation in Cistus monspeliensis ecotypes correlated to their plant-fungal interactions. Phytochemistry 2020, 176: 112402.
• Chiocchio I., Prata C., Mandrone M., Ricciardiello F., Marrazzo P., Tomasi P., Angeloni C., Fiorentini D., Malaguti M., Poli F., Hrelia S. Leaves and spiny burs of Castanea sativa from an experimental chestnut grove: metabolomic analysis and anti-neuroinflammatory activity. Metabolites 2020, 10:1-14.
• Mandrone M., Marincich L., Chiocchio I., Petroli A., Gođevac D., Maresca I., Poli F. NMR-based metabolomic approach for frauds detection and quality control of oregano samples. Food Chemistry 2021, 127, 108141.

• Mandrone M., Chiocchio I., Barbanti L., Tomasi P., Tacchini M., Poli F. Metabolomic profile of sorghum (S. bicolor) to interpret plant behavior under variable field conditions in view of smart agriculture applications. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2021,69(3), 1132−1145.
• Sanna C.; Chiocchio I.; Mandrone M.; Bonvicini F.; Gentilomi G.A.; Trincia S.; Poli F., Metabolomic analysis and bioactivities of Arbutus unedo leaves harvested across the seasons in different natural habitats of Sardinia (Italy), BMC Plant Biology, 2023, 23, 490 - 505 .