Studio degli errori congeniti del metabolismo
Margherita Ruoppolo si è laureata in Chimica e ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Chimica presso l’Università degli Studi di Napoli “Federico II”.
Dal 1993 al 1994 ha svolto attività di ricerca presso il Laboratorio di Biologia dell’Università del Kent, a Canterbury (Regno Unito), dove si è occupata dello studio del ripiegamento delle proteine contenenti ponti disolfuro, sia in vitro che in vivo.
Ha intrapreso la carriera accademica nel 1996 come Ricercatore nel settore scientifico-disciplinare BIO/10 (Biochimica) presso l’Università di Salerno. Nel 2001 è stata nominata Professore Associato presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, dove dal 2007 è Professore Ordinario di Biochimica.
Dal 2003 è responsabile del Programma Interdipartimentale per lo sviluppo di tecnologie spettroscopiche innovative applicate allo screening e alla diagnosi di patologie, presso il Dipartimento di Medicina di Laboratorio del Policlinico Universitario Federico II.
La sua attività scientifica si concentra sullo screening neonatale delle malattie metaboliche ereditarie, ambito in cui vanta una consolidata esperienza. Dal 2017 è responsabile del Laboratorio di Screening Neonatale della Regione Campania, dedicandosi alla validazione di nuovi biomarcatori e all’ottimizzazione dei cut-off diagnostici. La sua ricerca mira a migliorare la sensibilità e la specificità dei programmi di screening attraverso l’integrazione di dati multi-omici.
Ha partecipato a numerosi progetti nazionali e internazionali per l’armonizzazione dei protocolli diagnostici, ed è autrice di numerose pubblicazioni peer-reviewed nel campo della metabolomica e delle malattie ereditarie del metabolismo. La sua attività comprende anche lo sviluppo di metodologie di proteomica differenziale e funzionale in medicina molecolare. Analizza e interpreta dati di spettrometria di massa (MS) attraverso software come MaxQuant, Proteome Discoverer e Skyline, e integra strumenti bioinformatici per l’analisi funzionale, tra cui GO classification, Perseus e Ingenuity Pathway Analysis.
Impegnata attivamente nella formazione di studenti, dottorandi e specializzandi, promuove la diffusione delle buone pratiche nei laboratori clinici, con l’obiettivo di coniugare la ricerca di base con l’applicazione clinica.
Collabora con numerosi gruppi di ricerca su studi dedicati a patologie come l’acidemia metilmalonica (isolata e combinata) e le glicogenosi. Il suo team ha sviluppato diversi modelli cellulari di malattia mediante ingegneria genetica. I sistemi cellulari vengono utilizzati per studiare la segnalazione cellulare che media l'alterazione metabolica. Il suo team ha accesso a diversi modelli animali grazie a una fitta rete di collaborazioni.
Gli errori congeniti del metabolismo (IEM) sono disturbi genetici che sono causati da alterazioni di una specifica reazione enzimatica. Gli IEM possono essere pleiotropici e possono coinvolgere praticamente qualsiasi organo o sistema. La presentazione clinica iniziale può avvenire in qualsiasi momento dallo sviluppo prenatale fino all'età adulta, e specifici trigger ambientali sono cruciali per determinare un fenotipo individuale del paziente. La base genetica degli IEM è estremamente eterogenea e può coinvolgere qualsiasi tipo di tare genetiche. La diagnosi di IEM dipende dal disturbo specifico o dalla presentazione del fenotipo. Recentemente, la spettrometria di massa tandem ha facilitato la valutazione rapida ed economica di un ampio spettro di metaboliti, consentendo la diagnosi tempestiva di molti disturbi, facilitando così l'istituzione precoce della terapia da parte del programma nazionale di screening neonatale.
Questo progetto mira ad utilizzare una combinazione di metodologie "omiche" all'avanguardia per lo screening completo di proteine e metaboliti che possono svelare i meccanismi fisiopatologici in una classe di IEM denominata acidemie organiche (OA), causate da mutazioni nei geni che codificano gli enzimi coinvolti nel catabolismo degli aminoacidi. Gli OA sono biochimicamente caratterizzati da un accumulo tissutale di acidi organici ed dei loro esteri di CoA, L-carnitina e glicina a monte del blocco enzimatico. I segni neurologici sono prominenti in OA, il che implica un'elevata vulnerabilità del sistema nervoso centrale (SNC), che ha dimostrato di essere dipendente dall'età e dalla regione specifica.
Il trattamento generalmente riduce i livelli tossici dei metaboliti nel sangue, ma rimane insufficiente a prevenire molte delle complicazioni neurologiche e sistemiche a lungo termine. La terapia non arresta le disfunzioni multiorgano progressive, che portano a gravi disabilità e persino alla morte. Pertanto, è obbligatorio chiarire le basi molecolari delle acidemie organiche per migliorare le strategie diagnostiche e il follow-up del trattamento e per svelare i percorsi alterati che potrebbero essere mirati a scopi terapeutici. Questo progetto ha come obiettivo:
(i) definire la signature OMICA delle OA al fine di caratterizzare il patomeccanismo sconosciuto, legato alla progressione della malattia
(ii) identificare le vie metaboliche alterate al fine di migliorare le strategie diagnostiche, implementare protocolli terapeutici e ottimizzare il follow-up per prevenire una prognosi negativa.
(iii) sviluppare strategie terapeutiche innovative attraverso l'uso della nanomedicina, come l'uso di nanovettori per: a) migliorare la somministrazione di agenti terapeutici già in uso clinico o ancora sperimentali e b) valutare nuovi farmaci diretti contro nuovi bersagli molecolari identificati nel presente studio.
Le malattie metaboliche ereditarie (IME) sono condizioni genetiche rare causate da alterazioni di specifici enzimi, fondamentali per il corretto funzionamento del nostro metabolismo. Possono colpire qualunque organo o sistema del corpo e manifestarsi in qualsiasi momento della vita, anche nei primi giorni dopo la nascita. Alcuni fattori ambientali, come l’alimentazione o le infezioni, possono far emergere o aggravare i sintomi.
La diagnosi precoce è essenziale per poter intervenire tempestivamente con terapie adeguate. In questo contesto, la spettrometria di massa tandem, una tecnica analitica moderna e molto sensibile, ha rivoluzionato lo screening neonatale, permettendo di individuare precocemente molte di queste malattie.
Il gruppo di ricerca guidato dalla Professoressa Margherita Ruoppolo lavora da anni per migliorare la diagnosi e il trattamento di queste patologie, concentrandosi in particolare su:
- acidemie organiche, un gruppo di malattie causate da difetti nel metabolismo degli amminoacidi
- glicogenosi, legate a un’alterazione del metabolismo del glicogeno, la principale riserva di zuccheri dell’organismo
Queste patologie possono causare un accumulo di sostanze tossiche nel sangue e nei tessuti, con effetti gravi soprattutto sul sistema nervoso centrale. Anche se le terapie attuali aiutano a ridurre i livelli di queste sostanze, non sempre riescono a prevenire danni a lungo termine.
Per questo motivo, il progetto di ricerca della Professoressa Ruoppolo ha tre obiettivi principali:
- scoprire nuove “firme molecolari” della malattia, utilizzando approcci innovativi detti “omici”, che analizzano in modo integrato proteine e metaboliti.
- identificare i meccanismi alterati alla base della progressione della malattia, per migliorare la diagnosi e il monitoraggio dei pazienti nel tempo.
Questa ricerca, profondamente orientata alla traslazione clinica, punta a migliorare la qualità della vita delle persone affette da malattie metaboliche rare, offrendo loro diagnosi più precise e terapie sempre più personalizzate.
- Sabrina Bianco, assegnista di ricerca
- Marianna Caterino, PA
- Dino Cevenini, PA
- Michele Costanzo, RtdA
- Marica Cozzolino, Dottoranda
Digital microfluidic platform for dried blood spot newborn screening of lysosomal storage diseases in Campania region (Italy): Findings from the first year pilot project-Melania Scarcella, Simona Fecarotta, Marianna Alagia, Ferdinando Barretta, Fabiana Uomo, Valeria De Pasquale, Hari S. Patel, Pietro Strisciuglio, Giancarlo Parenti, Giulia Frisso, Luigi Michele Pavone, Margherita Ruoppolo -Mol Genet Metab. 2024 Dec 31:109008. doi: 10.1016/j.ymgme.2024.109008.
Methylmalonic acidemia triggers lysosomal-autophagy dysfunctions -Costanzo M, Cevenini A, Kollipara L, Caterino M, Bianco S, Pirozzi F, Scerra G, D'Agostino M, Pavone LM, Sickmann A, Ruoppolo M.-Cell Biosci. 2024 May 17;14(1):63. doi: 10.1186/s13578-024-01245-1. PMID: 38760822; PMCID: PMC11102240
Expanded Newborn Screening in Italy Using Tandem Mass Spectrometry: Two Years of National Experience - Ruoppolo, Margherita, Malvagia, Sabrina, Boenzi, Sara, Carducci, Carla, Dionisi-Vici, Carlo, Teofoli, Francesca, Burlina, Alberto, Angeloni, Antonio, Aronica,Tommaso, Bordugo, Andrea, Bucci, Ines, Camilot, Marta, Carbone, Maria Teresa, Cardinali, Roberta, Carducci, Claudia, Cassanello, Michela, Castana, Cinzia, Cazzorla, Chiara, Ciatti, Renzo, Ferrari, Simona, Frisso, Giulia, Funghini, Silvia, Furlan, Francesca, Gasperini, Serena, Gragnaniello, Vincenza, Guzzetti, Chiara, La Marca, Giancarlo, La Spina, Luisa, Lorè, Tania, Meli, Concetta, Messina, MariaAnna, Morrone, Amelia, Nardecchia, Francesca, Ortolano, Rita, Parenti, Giancarlo, Pavanello, Enza, Pieragostino, Damiana, Pillai, Sara, Porta, Francesco, Righetti, Francesca, Rossi, Claudia, Rovelli, Valentina, Salina, Alessandro, Santoro, Laura, Sauro, Pina, Schiaffino, Maria Cristina, Simonetti, Simonetta, Vincenzi, Monica, Tarsi, Elisabetta, Uccheddu, Anna Paola -(2022). INTERNATIONAL JOURNAL OF NEONATAL SCREENING, vol. 8,ISSN: 2409-515X, doi: 10.3390/ijns8030047
Galactosemia: Biochemistry, Molecular Genetics, Newborn Screening, and Treatment - Succoio Mariangela, Sacchettini Rosa, Rossi Alessandro, Parenti Giancarlo, Ruoppolo Margherita -(2022). BIOMOLECULES, vol. 12, ISSN: 2218-273X, doi: 10.3390/biom12070968.
Proteomics Reveals that Methylmalonyl-CoA Mutase Modulates Cell Architecture and Increases Susceptibility to Stress -Michele Costanzo, Marianna Caterino, Armando Cevenini, Vincent Jung, Cerina Chhuon, Joanna Lipecka, Roberta Fedele, Ida Chiara Guerrera and Margherita Ruoppolo - Int. J. Mol. Sci. 2020, July 21(14), 4998; doi:10.3390/ijms21144998.
Lista completa delle pubblicazioni in Pubmed
Dati Bibliometrici (Scopus, maggio 2025)
- Numero di pubblicazioni: 132
- H index: 32
- Numero totale di citazioni: 3307