EMILIA CASELLI
Curriculum Vitae
FORMAZIONE
1990
Diploma di Maturità Scientifica, Liceo Scientifico “Formiggini” - Sassuolo con
votazione 60/60
1990-1997
Laurea in Chimica conseguita presso l’Università di Modena con votazione
110/110.
1994-1995
Mobilità Progetto Erasmus presso la University of Strathclyde - Glasgow (Agosto
‘94-Giugno’95)
1995
Bachelor of Science in Pure and Applied Chemistry, University of Strathclyde –
Glasgow- third class Honours
1997-2001
Dottorato di Ricerca in Scienze Chimiche, Università di Modena e Reggio Emilia
Titolo della Tesi: “Progettazione e sintesi di inibitori di β-lattamasi”.
1998-1999
Doctoral Fellow alla Northwestern University di Chicago, (13 mesi) presso il
laboratorio del Prof Brian Shoichet.
ATTIVITA’ ACCADEMICA E PROFESSIONALE
2001
Contrattista di Ricerca (CoCoCo, durata 12 mesi) presso il Dipartimento di Chimica
dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Titolo della Ricerca: “Sintesi di
potenziali inibitori di β-lattamasi”
Cultore della Materia A.A. 2000/01 per il settore scientifico disciplinare CHIM/06
(Chimica Organica) presso la Facoltà di Farmacia dell’Università di Modena e
Reggio Emilia
Docente del Corso di Sostegno di Esercitazioni alla Chimica Organica I per gli
studenti di Chimica e Tecnologie Farmaceutiche, A.A. 2000/01, 2001/02, ore annuali
20.
2002-2005
Assegnista di Ricerca (durata effettiva 24 mesi) presso il Dipartimento di Chimica
dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Titolo del Progetto: “Progettazione e
sintesi stereoselettiva di acidi boronici inibitori di β-lattamasi”
2005-2009
Contrattista di Ricerca (CoCoCo, durata effettiva 33 mesi) presso il Dipartimento di
Chimica dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Titolo dei progetti: “Sintesi
stereoselettiva di inibitori di β-lattamasi” e “Struttura, funzione e inibizione della β-
lattamasi SHV”
Cultore della Materia A.A. 2005/2006, 2006/2007, 2007/2008, 2008/2009 per il
settore scientifico disciplinare CHIM/06 (Chimica Organica) presso la Facoltà di
Farmacia dell’Università di Modena e Reggio Emilia
Docente del Corso di Sostegno di Esercitazioni alla Chimica Organica I presso la
Facoltà di Farmacia per gli A.A. 2008/2009 e 2009/2010, ore annuali 20
2009-2011
Assegnista di Ricerca (24 mesi) presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di
Modena e Reggio Emilia. Titolo del progetto: “Design e sintesi stereoselettiva di
inibitori di β-lattamasi”
Cultore della Materia A.A.2009/2010, 2010/2011 per il settore scientifico
disciplinare CHIM/06 (Chimica Organica).
2009-2014
Cofondatrice e Direttore della Ricerca dello Spin Off accademico "TheraBor
Pharmaceuticals" dedicato allo sviluppo di una piattaforma tecnologica di prodotti
farmacologicamente attivi contenenti il Boro.
2011-2012
Assegnista di Ricerca (durata effettiva 12 mesi) presso il Dipartimento di Scienze
della Vita dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Titolo del progetto: “Design e
sintesi stereoselettiva di inibitori di β-lattamasi”
Cultore della Materia A.A. 2013/2014 per il settore scientifico disciplinare
CHIM/06 (Chimica Organica)
2014-2015
Contrattista di Ricerca (CoCoCo, durata 12 mesi) presso il Dipartimento di Scienze
della Vita dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Titolo del Progetto:
“Challenges in β-Lactamase Mediated Resistance”
2014
Abilitazione Scientifica Nazionale a professore di seconda fascia, Settore
Concorsuale 03/C1-Chimica Organica.
2015
Abilitazione Scientifica Nazionale a professore di seconda fascia, Settore
Concorsuale 03/D1-Chimica e Tecnologie Farmaceutiche, Tossicologiche e
Nutraceutiche
PERIODI DI CONGEDO
2002-2003
Congedo obbligatorio di maternità (Dal 11/11/2002 al 21/04/2003, periodo
complessivo 5 mesi)
2004-2005
Congedo obbligatorio di maternità più periodo di sospensione non retribuita (dal
01/02/2004 al 05/03/2005, periodo complessivo 13 mesi)
2007
Congedo obbligatorio di maternità più periodo di sospensione non retribuita (dal
01/03/2007 al 10/12/2007, periodo complessivo 9 mesi)
20011-2012
Congedo obbligatorio di maternità più periodo di sospensione non retribuita (dal
24/09/2011 al 23/05/2012, periodo complessivo 8 mesi)
ATTIVITÀ SCIENTIFICA
La iniziale area di interesse della mia attività di ricerca ha riguardato la sintesi asimmetrica di
composti biologicamente attivi, anche attraverso processi biocatalitici. Ho quindi acquisito
competenze nell’ambito della sintesi stereoselettiva e delle tecniche di determinazione strutturale
dei composti (spettroscopia NMR, spettrometria di massa e IR). Un primo ambito applicativo in cui
ho potuto sfruttare queste competenze ha riguardato la sintesi di nuove classi di acidi boronici quali
inibitori di β-lattamasi, che mi ha permesso di acquisire familiarità con la chimica del boro e dei
suoi derivati, così come con lo studio della cinetiche enzimatiche mediante spettrofotometria e nello
studio dell’attività batterica mediante saggi cellulari. Allo stesso tempo ho messo a punto
applicazioni di acidi boronici quali agenti derivatizzanti per la determinazione via NMR della
composizione enantiomerica di 1,2-dioli.
Successivamente i miei interessi si sono rivolti alla sintesi di anelli eterociclici attraverso reazioni
pericicliche. In tale ambito mi sono occupata della sintesi di imidazoli attraverso reazione di
elettrociclizzazione e, più recentemente, della sintesi di triazoli recanti il gruppo boronico mediante
cicloaddizioni. Quest’ultima classe di composti sono attualmente il centro della mia ricerca grazie al
promettente profilo di attività biologica dimostrato.
In particolare quattro sono i principali argomenti sviluppati:
• Sintesi biocatalica di composti stericamente attivi.
All’interno di questo ambito, mi sono occupata della sintesi stereoselettiva di aspartati βsostituiti da reazione di apertura di aziridine carbossilate otticamente attive, preparate per
risoluzione enzimatica catalizzata da lipasi (JOC, 1997) e della risoluzione enzimatica di 2idrossimetilaziridine (J Chem Soc, Perkin Trans, 2002)
•
Progettazione e Sintesi di acidi acilamminoalcanboronici Le conoscenze acquisite nel
campo della chimica organica, mi hanno permesso di avviare un progetto di ricerca in
collaborazione con il Prof Shoichet della Northwestern University durante il mio dottorato
di ricerca. Tale progetto ha riguardato la sintesi di acidi boronici quali inibitori reversibili di
β-lattamasi, enzimi batterici che rappresentano la maggior causa di resistenza agli antibiotici
β-lattamici. Poiché gli acidi boronici si comportano come analoghi dello stato di transizione
del complesso enzima-substrato, la progettazione ha riguardato in un primo momento
l’inserimento in alfa al boro delle catene acilammidiche tipiche degli antibiotici β-lattamici.
Questa nuova classe di acidi boronici sono stati utilizzati come sonde molecolari per lo
studio del meccanismo di reazione delle β-lattamasi (tramite anche a studi di
cristallizzazione ai Raggi X dei complessi enzima-substrato), nonché per analisi dell’apporto
energetico al legame substrato-enzima di gruppi tipici degli antibiotici.(Chem Biol, 2001)
L’approccio biomimetico inibitore-substrato è stato ulteriormente ottimizzato, mediante
l’inserimento stereoselettivo sul carbonio in alfa al boro di un gruppo meta-carbossifenile
che mima il gruppo carbossitiazolidinico tipico delle cefalosporine. Per la sintesi di questi
composti ho utilizzato e ottimizzato la reazione di omologazione di Matteson che inserisce
stereoselettivamente un carbonio alogenato in alfa all’atomo di boro.(Biochem, 2001, JACS,
2003) Tali composti si sono rivelati ottimi inibitori delle β-lattamasi (con attività nel campo
nanomolare), tanto da attirare l’attenzione della comunità scientifica verso l’uso di queste
molecole come possibili nuovi farmaci in combinazione con antibiotici β-lattamici. A partire
dal 2008 una fruttuosa collaborazione con il microbiologo di fama internazionale Prof
Robert Bonomo (Case Western University, Cleveland), ha approfondito questo
aspetto.(Biochem, 2009,; Biochem, 2010; Prot Sci, 2011)
Un progetto parallelo, nato dalla sintesi di queste nuove classi di acidi boronici ha portato
all’ottenimento di agenti derivatizzanti chirali (CDA) per la determinazione enantiomerica
di 1,2 dioli tramite formazione di esteri ciclici con acidi boronici. Questa affascinante area di
ricerca mi ha permesso di mettere a punto un metodo affidabile per determinare la
composizione enantiomerica di 1,2-dioli.(Org Lett. 2003; Tet Asymm. 2005)
• Progettazione e Sintesi di acidi boronici attivi verso ceppi resistenti
Grazie al coinvolgimento del Prof Bonomo ho poi indirizzato i miei sforzi all’ottenimento
di acidi boronici ottimizzati per l’attività verso ceppi clinici resistenti, quali quelli che
esprimono le β-lattamasi ad ampio spettro di tipo SHV (J Med Chem, 2013), ADC-7
(Biochem, 2014), nonché verso ceppi resistenti del Mycobacterium tubercolosis (ACS Infec
Dis, 2015).
Inoltre ho rivolto la mia attenzione al processo di lead optimization in ambito farmaceutico.
Una prima scelta in tale direzione è stata quella della sostituzione del gruppo ammidico con
il gruppo solfonammidico. Tale studio di SAR (structure activity relationship) è risultato
sorprendente e grazie a ulteriori indagini in silico condotte presso il laboratorio del Prof
Shoichet (UCSF) è stato possibile dimostrare la capacità di questa nuova classe di inibitori
di ripristinare l’attività degli antibiotici in vivo con saggi sui topi (J Med Chem, 2010; PNAS,
2012)
• Progettazione e Sintesi di composti triazolici contenenti il gruppo boronico
Sempre nell’ambito della possibilità di ottenere nuove classi di acidi boronici con migliori
proprietà farmacologiche e con metodi di sintesi più flessibili, mi sono recentemente
interessata alla click chemistry. Ho infatti utilizzato la reazione di cicloaddizione azidealchino catalizzata dal Rame I (CuCAAC) per ottenere due nuove classi di acidi boronici: gli
α-triazolilmetanboronici, acidi metanboronici recanti in alfa al boro un anello triazolico, e
gli α-amido-β-triazoliletanboronici, acidi etanboronici recanti sul carbonio alfa il gruppo
ammidico e sul carbonio beta l’anello triazolico. L’estrema versatilità di tale reazione, e le
ottime proprietà delle molecole ottenute, aprono diversi campi di applicazione ancora
ampiamente inesplorati.(Eur J Org Chem, 2015; J Med Chem, 2015)
