Laboratorio di Chimica Farmaceutica (BOMedChem Lab). Coordinatrice: Bolognesi

Fig. 1: Rappresentazione schematica di come agisce un PROTAC

Temi di ricerca

Sviluppo di piccole molecole chimeriche come ligandi multi-target (MTDLs) per contrastare la natura multifattoriale delle malattie neurodegenerative (ad es. Malattia di Alzheimer, Sclerosi Laterale Amiotrofica, SLA)  ( https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0223523425006336) o come derivati bimodali per una simultanea azione terapeutica e di imaging in fluorescenza nella malattia da prioni.

Una classe innovativa di molecole chimeriche che recentemente ha attirato la nostra attenzione è quella dei degradatori. In particolare, ci concentriamo su due tipi di tali piccole molecole eterobifunzionali, vale a dire le chimere PRoteolysis TArgeting (PROTAC) e le chimere RIBOnuclease-TArgeting (RIBOTAC).

I PROTAC presentano un ligando per la proteina di interesse (POI) e un ligando che recluta un' ubiquitina ligasi E3 collegata tramite un linker appropriato; analogamente, i RIBOTAC sono composti da un composto legante l'RNA di interesse (ROI) coniugato a una seconda piccola molecola che recluta e attiva localmente la RNasi L. La formazione di un complesso ternario tra il POI (o ROI) e la ligasi E3 (o RNasi), provocano il degrado del bersaglio. In quanto tale, l’uso di degradatori binari è una modalità terapeutica rivoluzionaria, che sta portando ad un ripensamento radicale nella scoperta di farmaci. Abbiamo applicato questa nuova modalità alle infezioni da Leishmania e da Flavivirus (come West Nile Virus, Zika virus e Dengue virus). Inoltre, abbiamo recentemente perseguito la degradazione della glicogeno sintasi chinasi 3β indotta da PROTAC come potenziale strategia terapeutica per la malattia di Alzheimer (Fig. 1).

Fig. 2: Produzione sostenibile di molecole bioattive a partire dal CNSL (prodotto di scarto).

La nostra attenzione alla scoperta di farmaci sostenibili include l’uso di risorse rinnovabili e la concomitante applicazione di strategie green per lo sviluppo di farmaci, seguendo i principi del benign-by-design. Attualmente stiamo utilizzando il liquido dei gusci di anacardi (CNSL), un sottoprodotto della produzione degli anacardi, per generare nuovi composti bioattivi nel campo della ricerca di farmaci neurodegenerativi e antiparassitari (Fig. 2) (https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c01617).

Per ulteriori informazioni, visita il sito del nostro gruppo.

Membri del Laboratorio

Maria Laura Bolognesi, Professoressa Ordinaria

Andrea Milelli, Professore Associato

Elisa Uliassi,  RTD-b

Lorna Piazzi, Assegnista di ricerca (Project Manager of TClock4AD - Targeting Circadian Clock Dysfunction in Alzheimer’s Disease) 

Bianca Martinengo, Laureata frequentatrice

Viviana Mitarotonda, Dottoranda (in co-tutela con la Prof.ssa Bartolini) 

Federico Sdei, Dottorando

Ela Radosevic, Dottoranda

Alexandros Zantis, Dottorando

Dionysis Kampasis, Dottorando

Filippo Piazza, Dottorando

Aurora Gaza, Dottoranda

Alberto Pettinari, Dottorando

Patricia Garcia Lopez Izabella, Visiting PhD Student

Posizioni disponibili e progetti di internato

Per le attività sperimentali finalizzate allo svolgimento della tesi di laurea in Chimica Farmaceutica, visitare le pagine della Prof.ssa Bolognesi e del Prof. Milelli. 

Sono anche possibili scambi Erasmus e tesi all’estero in collaborazione con diversi gruppi internazionali, consultabili alle seguenti pagine: Accordi Erasmus + Prof.ssa Bolognesi e Accordi Erasmus + Prof. Milelli

Pubblicazioni significative

• Martinengo B, Baldassarri C, Ilbeigi K, Alkhalaf HE, Sarode A, Elmahallawy EK, Kwon BR, Agyei AS, Abdimanova A, de Almeida Fiuza LF, Azevedo R, da Conceição K, Meuser Batista M, Borges EN, Freitas E Silva KS, Cardoso ÉJS, Monteiro NC, Nunes Lemes LF, Soares Romeiro LA, Alonso A, Soeiro MNC, Caljon G, Brooks BW, De Koning HP, Bolognesi ML. Sustainable Antiparasitic Agents from an Agro-Industrial Waste: Mitochondria-Targeting Cashew Nutshell Liquid-Derived Phosphonium and Ammonium Salts. J Med Chem. 2025 Sep 25;68(18):19438-19462. doi: 10.1021/acs.jmedchem.5c01617
• Pinheiro PSM, de Chirico F, Loi M, Trazzi S, Ciani E, Rodrigues DA, Alves MA, Lima LM, Milelli A, Monti B, Manssour Fraga CA, Bolognesi ML. Design, synthesis and pharmacological evaluation of multitarget GPR40 agonists/HDAC6 inhibitors for Alzheimer's disease. Eur J Med Chem. 2025 Oct 15;296:117868. doi: 10.1016/j.ejmech.2025.117868.
• Exertier, C., Salerno, A., Antonelli, L., Fiorillo, A., Ocello, R., Seghetti, F., Caciolla, J., Uliassi, E., Masetti, M., Fiorentino, E., Orsini, S., Di Muccio, T., Ilari, A. and Bolognesi M. L. (2024). “Fragment Merging, Growing, and Linking Identify New Trypanothione Reductase Inhibitors for Leishmaniasis” Med. Chem.67: 402-419. https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jmedchem.3c01439
• Martinengo B, Diamanti E, Uliassi E, Bolognesi ML. Harnessing the 12 Green Chemistry Principles for Sustainable Antiparasitic Drugs: Toward the One Health Approach. ACS Infect Dis. 2024 Jun 14;10(6):1856-1870. doi: 10.1021/acsinfecdis.4c00172.
• Guardigni M, Pruccoli L, Santini A, Simone A, Bersani M, Spyrakis F, Frabetti F, Uliassi E, Andrisano V, Pagliarani B, Fernández-Gómez P, Palomo V, Bolognesi ML, Tarozzi A, Milelli A. PROTAC-Induced Glycogen Synthase Kinase 3β Degradation as a Potential Therapeutic Strategy for Alzheimer's Disease. ACS Chem Neurosci. 2023 Jun 7;14(11):1963-1970. doi: 10.1021/acschemneuro.3c00096