Il laboratorio studia i meccanismi alla base delle malattie da prioni, un gruppo di patologie degenerative del sistema nervoso centrale che colpiscono l’uomo e altri mammiferi.
Queste malattie dipendono dall’alterazione della struttura di una particolare proteina cellulare, chiamata proteina prionica o PrP. La PrP alterata (detta prione) ha la capacità di indurre il cambiamento della struttura della PrP normale. Questo può accadere anche tra specie diverse, per esempio da animale a uomo: è quanto accaduto nel caso del cosiddetto morbo della mucca pazza (encefalopatia spongiforme bovina), che si è trasmesso ad alcuni esseri umani provocando una variante della CJD.
Meccanismi di neurodegenerazione nelle malattie da prioni di origine genetica
Le malattie da prioni di origine genetica sono causate da mutazioni nel gene della PrP. A seconda della mutazione possono avere manifestazioni cliniche molto diverse che vanno dalla perdita di memoria e del controllo dei movimenti, a disturbi psichiatrici e all’insonnia. Nel laboratorio cerchiamo di rispondere a due domande fondamentali: 1) Che cosa causa la disfunzione e la morte dei neuroni in queste malattie? 2) Perché mutazioni PrP diverse causano malattie con manifestazioni cliniche differenti? Per rispondere a queste domande utilizziamo vari modelli sperimentali, tra cui cellule e topi transgenici in cui sono state inserite alcune varianti mutate della PrP.
Ricerca di biomarcatori delle malattie da prioni genetiche
L'obiettivo di questo progetto è identificare indicatori di un processo patologico in corso (biomarcatori) in individui a rischio di malattie da prioni genetiche. Queste malattie si manifestano in modo imprevedibile durante l'età adulta, portando invariabilmente alla morte. Stiamo conducendo studi volti a identificare cambiamenti precoci in fluidi corporei facilmente accessibili dei portatori di mutazioni, che possano aiutare a prevedere l'esordio e il decorso clinico della malattia. Ciò è essenziale per valutare l’efficacia di potenziali farmaci, perché la misura dei livelli di biomarcatori permetterà di decidere quando iniziare il trattamento e di monitorarne l’efficacia.
Malattie da prioni: ricerca di molecole ad attività anti-prionica
Il laboratorio si occupa anche di sviluppare potenziali terapie; in particolare di identificare molecole che riducano i livelli di espressione di PrP o che ne impediscano la trasformazione nella forma patologica. Per questi studi utilizziamo simulazioni al computer, analisi biochimiche in provetta e colture cellulari. La potenziale efficacia terapeutica delle molecole identificate con questi sistemi viene poi valutata nei modelli murini della malattia.
Studio di proteine con meccanismi di propagazione prione-simili
Alcune proteine che si accumulano nel cervello dei pazienti affetti da malattie neurodegenerative, come ad esempio la proteina beta-amiloide nella malattia di Alzheimer, l'alfa-sinucleina nella malattia di Parkinson e la tau nelle taupatie, sono in grado di propagarsi nel tessuto nervoso in modo simile ai prioni. Siamo interessati a sviluppare modelli sperimentali che permettano di studiare il meccanismo di propagazione e neurotossicità di queste proteine. A tal riguardo abbiamo dimostrato che il trauma cranico induce la formazione di una forma prionica della proteina tau che si propaga nel cervello inducendo danni ai neuroni e deficit cognitivi.
Sindrome di Marinesco-Sjögren: meccanismi di neurodegenerazione
La sindrome di Marinesco-Sjögren (MSS) è una rarissima patologia causata da mutazioni nel gene SIL1. Si manifesta nella prima infanzia con difficoltà nel coordinare i movimenti e nell’articolare le parole, debolezza muscolare e disabilità intellettiva. SIL1 è importante per il corretto ripiegamento e trasporto delle proteine. Nella MSS SIL1 è difettoso e le proteine si accumulano all’interno della cellula, scatenando risposte di stress, simili a quelle causate dai prioni, che portano a degenerazione di alcuni neuroni del cervelletto. Nel laboratorio studiamo i meccanismi che causano la neurodegenerazione e sperimentiamo potenziali terapie.
International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation.
