Biotecnologie Per La Medicina Molecolare - 39 Ciclo

La paralisi sopranucleare progressiva (PSP) è una malattia rara neurodegenerativa a esordio tardivo con paralisi sopranucleare dello sguardo, instabilità posturale, rigidità progressiva e demenza moderata. Sono state descritte 5 varianti cliniche, con correlazioni clinico-patologiche: la PSP classica (sindrome di Richardson) e 4 varianti atipiche di PSP, ovvero la PSP-parkinsonismo (PSP-P), la PSP-acinesia pura con congelamento della marcia (PSP-PAGF), la PSP-sindrome corticobasale (PSP-CBS) e la PSP-afasia non fluente progressiva (PSP-PNFA). La sindrome di Richardson è la variante clinica più comune. La PSP è caratterizzata dal punto di vista neuropatologico dalla perdita neuronale, dalla gliosi con placche astrocitiche e dal deposito di grovigli neurofibrillari tau-immunoreattivi in specifiche aree cerebrali. L'entità e la localizzazione delle aree d'accumulo delle proteine tau-fosforilate variano a seconda delle cinque varianti cliniche. La PSP è una taupatia 4R caratterizzata da una preponderanza di isoforme tau a quattro ripetizioni (esone 10 positivo) e da un quadro biochimico caratteristico (doppietto di tau 64 e tau 69) soprattutto a carico dei neuroni, degli astrociti e degli oligodendrociti. La PSP è anche caratterizzata dal deficit di diversi neurotrasmettitori (ad es. quelli dopaminergico, colinergico, gabaergico). Non sono noti i fattori che danno origine alla tau-neurodegenerazione. Le diagnosi differenziali si pongono con la malattia di Parkinson e con gli altri disturbi parkinsoniani atipici (APD), come l'atrofia sistemica multipla e la degenerazione corticobasale. La proteina tau è codificata del gene MAPT e nel cervello umano adulto sono espresse diverse isoforme di tau associate ai microtubuli e dunque coinvolte nel mantenimento della struttura del citoscheletro. Ad oggi, le taupatie sono ancora malattie incurabili e ciò rende necessari ulteriori studi non solo clinici ma anche molecolari per comprendere le caratteristiche patologiche e identificare biomarcatori specifici al fine di consentire una diagnosi precoce e sviluppare strategie terapeutiche mirate. L’obiettivo di questo studio è quello di ricapitolare le principali caratteristiche patologiche che sottendono la PSP e studiare i meccanismi molecolari e cellulari caratterizzanti la neurodegenerazione, quale la distribuzione sequenziale della tau-4R. A tal fine, il progetto si propone di creare un sistema di organoidi cerebrali a partire da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSCs) generate da tre pazienti affetti da PSP-RS. Tali sistemi 3D consentono di ricreare le caratteristiche anatomiche salienti e le funzionalità di specifiche strutture del cervello umano, rappresentando dunque un modello valido per lo studio dei meccanismi molecolari alla base della malattia. Durante il progetto, saranno misurati la massa e il metabolismo degli organoidi cerebrali e saranno condotte analisi di immunofluorescenza con anticorpi contro specifiche modificazioni post-traduzionali della proteina tau (fosforilazione, troncamento e cambiamenti conformazionali) per identificare fenotipi molecolari rilevanti per lo sviluppo e la progressione della PSP. Il progetto prevede inoltre studi di trascrittomica comparativa (organoidi PSP vs. organoidi generati da soggetti sani) a livello di cellula singola mediante analisi di single cell RNA-seqencing (scRNA-seq) a tre diversi stadi di maturazione (30 gg, 60 gg e 90 gg) al fine di studiare la traiettoria di sviluppo dalle cellule progenitrici ai neuroni maturi e quindi identificare specifici sottotipi, molecolarmente distinti, di neuroni e i processi biologi ad essi associati. Nel suo insieme il progetto si pone quindi l’obiettivo di far luce sugli eventi precoci e tardivi associati alla patogenesi e degenerazione neuronale nella taupatia PSP.

Progetto

Caratterizzazione molecolare e funzionale del network di non-coding RNA che regola il sistema di “controllo di qualità mitocondriale” nei tumori umani

Descrizione

L’omeostasi cellulare è finemente regolata dai mitocondri, non più considerati organelli statici esclusivamente deputati alla produzione di energia, bensì strutture altamente dinamiche che cambiano forma, numero e localizzazione subcellulare attraverso meccanismi altamente regolati che definiscono il cosiddetto “sistema di controllo di qualità mitocondriale”.

Difetti in tale sistema sono stati implicati nei meccanismi di tumorigenesi. In questo progetto, intendiamo caratterizzare il network di non-coding RNA che promuove nuove vulnerabilità nel sistema di qualità mitocondriale nei tumori umani.