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PHENOtyping targeted single-cell via integrated digital microfluidics and optoelectronic tweezerS

Descrizione del progetto

Monitoraggio delle cellule tumorali ribelli per prevedere la progressione del tumore e la resistenza ai trattamenti

I tumori non sono masse omogenee, bensì ecosistemi caotici composti da cellule estremamente diverse tra loro. All’interno di un singolo tumore, specifiche sottopopolazioni cellulari possono spesso determinare la progressione del cancro, causare metastasi e resistere alle terapie. La loro identificazione risulta complessa poiché gli strumenti diagnostici tradizionali considerano il tumore nel suo insieme, nascondendo il comportamento delle singole cellule. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto PHENOS unirà le discipline dell’ingegneria, della biologia, della chimica e dell’informatica per isolare e analizzare queste singole cellule tumorali. I ricercatori hanno in programma di sviluppare la prima piattaforma ibrida che combinerà canali microfluidici per la manipolazione dei liquidi, pinzette optoelettroniche per la manipolazione non invasiva e algoritmi di analisi dei dati per la creazione di profili fenotipici ad alta risoluzione. Se avrà esito positivo, la piattaforma sarà in grado di rilevare e monitorare singole cellule con una precisione superiore al 95 %.

Obiettivo

Cellular populations are rich in diversity, and understanding this heterogeneity at the single-cell level is crucial in oncology, where specific subpopulations can drive tumour progression, metastasis, and therapy resistance. PHENOS (“PHENOtyping targeted single-cell via integrated digital microfluidics and optoelectronic tweezerS”) addresses this challenge by introducing the first hybrid platform for targeted single-cell analysis and manipulation. The system combines digital microfluidics (DMF) for precise liquid handling, aptamer-mediated cell surface functionalization for molecular targeting, optoelectronic tweezers (OET) for non-invasive manipulation, and advanced data analysis algorithms for high-resolution phenotypic profiling.
The project is structured in four phases: (1) design and validation of DMF and OET devices, (2) integration into a hybrid opto-microfluidic platform, (3) targeted cell functionalization and longitudinal phenotyping through time-lapse imaging, and (4) development of machine learning and deep learning algorithms for classification and phenotypic stratification.
Through a comprehensive and synergistic training programme bridging engineering, biology, chemistry, and computational science, PHENOS will: (1) establish a dynamic, high-precision workflow for single-cell measurement and sorting, and (2) enhance OET sensitivity and specificity, achieving ≥95% classification accuracy, in independent experiments, with an expected 20% gain from aptamer targeting. By overcoming current limitations, PHENOS will establish a novel framework for decoding cellular heterogeneity in cancer with a decision-making process, guiding personalised treatments and improving patient outcomes, while providing me a unique multidisciplinary environment to build scientific independence and long-term leadership.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA
Contributo netto dell'UE
€ 317 923,08
Indirizzo
VIA CRACOVIA 50
00133 Roma
Italia
Regione
Centro (IT) Lazio Roma
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)