Scienze Mediche, Preventive E Della Nutrizione Per La Salute E La Longevità - 42 Ciclo

Le malattie neurodegenerative, tra cui la malattia di Alzheimer, sono caratterizzate da un progressivo deterioramento della funzione neuronale associato a stress ossidativo, disfunzione mitocondriale, neuroinfiammazione e alterazioni del metabolismo lipidico. In questo contesto le lipid droplets (LDs), tradizionalmente considerate semplici depositi intracellulari di lipidi neutri, stanno emergendo come organelli dinamici in grado di modulare la risposta allo stress cellulare, l'omeostasi energetica, la lipotossicita' e la comunicazione tra neuroni e cellule gliali. Nei sistemi nervosi sani, la formazione controllata di LDs puo' rappresentare un meccanismo protettivo per sequestrare acidi grassi ossidati o in eccesso; al contrario, un loro accumulo persistente o una composizione lipidica alterata possono contribuire alla vulnerabilita' neuronale, all'attivazione gliale e alla progressione del danno neurodegenerativo.
Comprendere se le LDs siano marcatori, mediatori o elementi compensatori della degenerazione e' quindi fondamentale per identificare nuovi stati metabolici associati alla vulnerabilita' e alla resilienza cellulare. Tecniche innovative e label-free, come la spettroscopia Raman, offrono un'opportunita' unica per studiare tali processi in situ, permettendo di ottenere impronte biochimiche ad alta risoluzione di lipidi, proteine e metaboliti senza alterare l'ambiente cellulare.
L'obiettivo di questo progetto e' indagare il ruolo funzionale delle LDs nei processi neurodegenerativi e definire, mediante spettroscopia Raman, le modificazioni della loro composizione biochimica in condizioni di stress neuronale e gliale.
Il progetto mira a monitorare dimensione, distribuzione, grado di insaturazione lipidica e segnali molecolari associati alle LDs in modelli cellulari fisiologicamente rilevanti, valutando come tali parametri si correlino con neuroinfiammazione, stress ossidativo, accumulo proteico patologico e perdita di vitalita' neuronale. Attraverso l'integrazione della spettroscopia Raman con microscopia confocale, analisi cellulare e molecolare, si intende costruire una mappa funzionale delle LDs durante le diverse fasi del danno neurodegenerativo.
In ultima analisi, il progetto punta a identificare segnali Raman delle LDs utili come marcatori precoci di alterazione metabolica e come possibili indicatori di vulnerabilita' terapeuticamente modulabile.
Il progetto adottera' un approccio multidisciplinare che combina biologia cellulare, spettroscopia Raman, microscopia avanzata e tecniche di biologia cellulare e molecolare. Saranno utilizzati modelli in vitro di neuroni e cellule gliali, inclusi co-colture neurone-astroglia e neurone-microglia, sottoposti a stimoli in grado di riprodurre componenti chiave della neurodegenerazione, quali stress ossidativo, neuroinfiammazione e accumulo di proteine patologiche.
La spettroscopia Raman verra' impiegata per acquisire mappe biochimiche a livello di singola cellula e per caratterizzare le LDs in termini di contenuto lipidico, rapporto tra catene sature e insature, contributo proteico e segnali associati a perossidazione lipidica. L'analisi verra' supportata da algoritmi multivariati e di machine learning, come PCA, clustering e modelli di classificazione, per identificare pattern spettrali associati a stati cellulari sani, stressati o degenerativi. La microscopia confocale a fluorescenza sara'
utilizzata in parallelo per validare distribuzione e abbondanza delle LDs, mentre saggi di vitalita', marcatori di attivazione gliale e analisi dell'autofagia/lipofagia permetteranno di collegare le firme Raman ai meccanismi funzionali.
Questo approccio fornira' informazioni fondamentali sul ruolo delle LDs nella
progressione neurodegenerativa e potra' contribuire all'identificazione di nuovi biomarcatori metabolici e potenziali vulnerabilita' terapeutiche.