Svolge la sua ricerca scientifica principalmente presso l'Istituto Pasteur di Roma, Fondazione Cenci Bolognetti - Dipartimento di Medicina Interna e Specialità Mediche, Sapienza Università di Roma, come associato e poi come professore ordinario di Medicina Interna dal 1990 al 2018.

Dal 2014 in poi è senior research fellow della Scuola Superiore di Studi Avanzati della Sapienza Università di Roma. Dal 2011 al 2014 è stato presidente della SIICA, e dal 2017 presidente dell'Accademia Medica di Roma.

Dal 1980 ha concentrato le sue ricerche sull'immunologia e sulla patogenesi delle malattie immunomediate, tra cui le malattie autoimmuni e virali (virus dell'epatite, HIV) e l'immunità tumorale. In particolare, il suo lavoro di ricerca mira a stabilire il ruolo di HBV, HIV e HCV nell'induzione di infezioni croniche, il ruolo dei virus nell'induzione dell'autoimmunità e i meccanismi attraverso i quali le risposte delle cellule T contro gli antigeni tumorali sono disfunzionali, e come possono essere scatenate per combattere i tumori

Per indagare questi aspetti, studia: la dinamica delle risposte delle cellule T CD8 contro gli antigeni virali e tumorali; i meccanismi di presentazione incrociata di antigeni esogeni (patogeni o associati a tumori); i meccanismi che influenzano la differenziazione della memoria o delle cellule T effettori durante l'immunopatologia (infezioni virali croniche, tumori); i meccanismi che controllano le risposte delle cellule T nelle infezioni croniche, autoimmunità e tumori; la proteomica delle cellule tumorali per identificare nuovi antigeni immunogenici o antigeni tumorali; i segretomi tumorali per identificare nuovi punti di controllo immunitari. I risultati ottenuti da queste ricerche sono stati pubblicati sulle più importanti riviste scientifiche (Nature, Nature Medicine, J. Exp. Med., J. Clin. Invest., ecc).