Il danno cerebrale acuto di origine traumatica o emorragica si associa a grave disabilità cronica cognitiva e/o motoria in un’alta percentuale di pazienti.

Sviluppare strategie terapeutiche per questi pazienti è, dunque, una priorità.

Obiettivo del laboratorio è quello di intensificare l’interazione e il confronto tra attività di laboratorio e cliniche, al fine di:

comprendere meglio i meccanismi di danno
migliorare la predittività dei modelli sperimentali
identificare target terapeutici ad alta rilevanza traslazionale

Linee di ricerca

I meccanismi che trasformano un danno traumatico in processo neurodegenerativo

Il trauma cranico rappresenta un importante fattore di rischio per l’insorgenza di demenze come l’Alzheimer e l’encefalopatia cronica post-traumatica. Analizzando il cervello di individui deceduti anni dopo un trauma cranico, abbiamo documentato la formazione di aggregati della proteina tau, tipica di alcune demenze. Nel modello animale abbiamo osservato che il trauma cranico induce processi neuroinfiammatori e neurodegenerativi che si propagano nel cervello coinvolgendo in fase cronica aree cerebrali remote rispetto alla sede iniziale del danno. In collaborazione con il Laboratorio di Neurobiologia dei Prioni, abbiamo osservato che il trauma genera una forma di proteina tau in grado di auto-propagarsi e di indurre un danno cognitivo progressivo, spiegando come un trauma biomeccanico possa evolvere in una malattia neurodegenerativa. Obiettivo degli studi in corso è testare strategie terapeutiche che interferiscano con la propagazione di tau.

Marcatori di danno cerebrale acuto e di epilessia post-traumatica

Non siamo in grado di predire il decorso clinico dei pazienti con trauma cranico con sufficiente precisione. Questo è attribuibile a un’imperfetta conoscenza della patofisiologia del danno cerebrale post-traumatico. Obiettivo del nostro programma è quello di sviluppare/testare strumenti di monitoraggio cerebrale in vivo, che integrino approcci di imaging avanzato e componenti diagnostiche ottiche, fluidiche ed elettriche per misurare simultaneamente l’attività neuronale, le alterazioni bioenergetiche e gli eventi molecolari conseguenti al danno. Con il Laboratorio di Neurologia Sperimentale, stiamo conducendo una serie di studi nei modelli animali e nei pazienti per identificare una combinazione di biomarcatori predittivi di epilessia post-traumatica (condizione che rappresenta il 10% di tutte le epilessie), utilizzando un approccio combinato che include studi di imaging MRI e la ricerca di proteine circolanti. Sapere in anticipo quali siano i pazienti traumatizzati che andranno incontro ad epilessia potrebbe avere implicazioni enormi per interventi atti a prevenire l’insorgenza o a rallentare/attenuare il decorso della malattia.

Trauma cranico: cellule staminali per la protezione cerebrale

Accanto a fenomeni neurotossici, il danno cerebrale acuto induce anche eventi riparativi che includono neurogenesi, angiogenesi, modificazioni infiammatorie e plasticità sinaptica. Questi eventi spontanei sono inefficaci nel contrastare l’evoluzione del danno post-traumatico e la loro stimolazione e amplificazione risulta cruciale al fine di mitigare/riparare il danno cerebrale. Abbiamo dimostrato che le cellule stromali mesenchimali proteggono il cervello traumatizzato ed esplicano la loro funzione protettiva attraverso la secrezione di molecole/fattori solubili (secretoma) che stimolano eventi riparativi. Studi in corso sono volti a: i) identificare i fattori protettivi presenti nel secretoma; ii) caratterizzare il potenziale terapeutico del secretoma in modelli in vivo; iii) definire aspetti preclinici che potrebbero influenzare la risposta terapeutica come l’eterogeneità del TBI, il sesso e l’età.