Nel laboratorio, si sviluppano, standardizzano e applicano metodi sperimentali in vitro e in vivo, al fine di caratterizzare i rischi per la salute derivanti da esposizioni ambientali, occupazionali e terapeutiche. Tramite metodi citologici basati su microscopia e citometria a flusso, viene effettuata l’analisi quantitativa di bioindicatori di tossicità, accompagnata da tecniche di biologia molecolare per chiarire i meccanismi d’azione che ne sono alla base. Morte cellulare, danno al DNA, mutazioni, aberrazioni cromosomiche, cambiamenti epigenetici, attivazione di pathways di risposta al danno, e stress ossidativo vengono studiati dopo esposizione di colture cellulari e, quando strettamente necessario, roditori da esperimento. Simulazioni in silico di dinamica molecolare contribuiscono allo sviluppo di modelli previsionali dell’interazione tra molecole segnale, vettori, nanoparticelle e bersagli biologici.

Per numerosi agenti, quali radiazioni ionizzanti e non, tossine alimentari, composti tossici per il sistema endocrino, nanoparticelle, si definisce una relazione dose-effetto in diverse condizioni di trattamento, per contribuire alle relativa valutazione del rischio. In particolare ci si focalizza sul sistema riproduttivo, sui cambiamenti (epi)genetici nei gameti maschili e sui meccanismi di eredità epigenetica, anche  in collaborazione con laboratori in Europa ed extraeuropei pe ril bio-monitoraggio di popolazioni. Nell’ambito della nanotossicologia vengono misurati l’assorbimento cellulare di materiali nanodimensionati caratterizzandone i meccanismi, la distribuzione delle nanoparticelle all’interno dell’organismo, e i potenziali effetti tossici e genotossici, nell’ambito di reti progettuali europee e collaborazioni interne e nazionali.
Fattori ambientali di rischio per processi neurodegenerativi come quelli connessi alla malattia di Parkinson sono studiati in colture primarie, linee cellulari stabilizzate e modelli murini; il possibile impatto dei campi elettromagnetici sulla fisiologia delle cellule cerebrali viene valutato sia in termini di tossicità che di capacità modulatoria a fini terapeutici.

Allo scopo di caratterizzare lo stato di salute di popolazioni in aree inquinate, formulare ipotesi su specifici fattori di rischio, monitorare gli andamenti temporali di mortalità per causa e individuare siti con eccessi di malattie rare, vengono effettuati studi epidemiologici tramite la Banca Dati Epidemiologica dell’ENEA.
La collaborazione con le attività dipartimentali di modellistica atmosferica permette la valutazione dell’impatto dell’inquinamento dell’aria sulla salute. A tal fine vengono utilizzati sia indagini epidemiologiche, che studi sperimentali mediante sistemi portatili di esposizione “in campo” di cellule in coltura.

Danno genetico, infiammazione, tossicità, stress ossidativo indotti da radiazioni ionizzanti sono valutati,  anche al fine di mettere a punto bioindicatori precoci di esposizione per applicazioni in caso di emergenze radiologiche. Il Laboratorio fa parte di una rete europea di dosimetria biologica, creata appositamente per rinforzare la capacità di risposta alle emergenze nucleari e radiologiche su larga scala.

Una linea di ricerca si occupa in particolare della biologia molecolare e dell’epigenetica dei tumori solidi, studiando i meccanismi di proliferazione, differenziamento, apoptosi e metastasi, con particolare attenzione a specifici oncogeni e al ruolo dei miRNA.

Tecniche e modelli sviluppati per valutare i meccanismi e gli effetti dannosi di agenti fisici e chimici sono utilizzati anche per esplorare i potenziali effetti benefici di sostanze di origine alimentare, con particolare riguardo ai meccanismi di tipo epigenetico.