I Laboratori di ricerca pre-clinica si avvalgono delle tecnologie più avanzate per lo studio dei meccanismi patogenetici e fisiopatologici delle principali malattie neurologiche e per l’identificazione di nuovi approcci diagnostici e terapeutici.

Denominazione Target
Neurochimica Funzionale Studio dei meccanismi biologici implicati nella patogenesi delle malattie neurodegenerative
Neurofisiologia dei Riflessi tronco-encefalici e spinali Studio elettrofisiologico dei circuiti riflessi estero e propriocettivi a livello cranico e spinale
Neurofisiologia dei Sistemi Autonomici Integrativi Studio dei meccanismi fisiopatogenetici del dolore cronico neurogeno
Psicofisiologia Nocicettiva Esplorazione neurofisiologica dei meccanismi di controllo del dolore

Dove: seconda torre – terzo piano
Responsabile: Dott. Fabio Blandini
Tel: 0382-380333

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Collaboratori:

  • 1 neurobiologo senior (contrattista): Dott.ssa Cerri Silvia
  • 1 neurobiologo (contrattista): Dott.ssa Francesca Siani
  • 1 tecnico di laboratorio (contrattista): Sig.ra Cristina Ghezzi
  • 1 neurobiologo (studente del Master in Biostatistica e Metodologie Epidemiologiche  dell’Università di Pavia): Dott.ssa Veralice Lanaia

Questo laboratorio è stato istituito nel 1994 con l’obiettivo iniziale di apportare nella neurologia clinica “markers” periferici di funzionalità del sistema nervoso. A tale scopo l’attività scientifica del laboratorio si è estesa dalla ricerca di disfunzioni neurochimiche su modelli sperimentali animali e cellulari, all’analisi delle stesse alterazioni o di loro correlati a livello periferico attraverso l’utilizzo di cellule circolanti, siero e fibroblasti ottenuti da pazienti affetti da specifiche patologie neurologiche. Ciò al fine di individuare parametri e potenziali biomarcatori di valore diagnostico/prognostico da impiegare nella pratica clinica e quindi di possibile utilizzo per l’ottimizzazione e la personalizzazione della terapia.

Attualmente, le attività del laboratorio si concentrano sulla malattia di Parkinson; in particolare, la ricerca in corso si pone come obiettivo generale quello di identificare parametri neurochimici correlabili all’insorgenza e/o alla progressione della malattia e legati alla presenza di fattori di rischio (es. mutazioni a carico del gene GBA1). A tal fine il laboratorio percorre strade complementari utilizzando sia modelli sperimentali animali, sia analisi nel paziente, nell’ambito di progetti di ricerca finanziati da diversi enti, quali il Ministero della Salute (ricerca corrente e finalizzata), il MIUR, la Commissione Europea, le iniziative COEN (Centers of Excellence in Neurodegeneration) e JNPD (Joint Programme – Neurodegenerative Disease Research) e le fondazioni bancarie.

Un obiettivo specifico del laboratorio riguarda l’analisi del ruolo di processi di stress ossidativo, proteo-tossicità e processi fosforilativi nei fenomeni bio-molecolari e neurochimici che sottendono il processo neurodegenerativo alla base della malattia di Parkinson. Tali indagini sono state estese anche a pazienti affetti da malattia di Alzheimer. Il laboratorio fornisce inoltre ampia collaborazione a gruppi di ricerca clinica della Fondazione Mondino su altre patologie.

Per quanto riguarda la ricerca animale, il Laboratorio di Neurochimica Funzionale ha avviato una serie di studi per la valutazione di nuove strategie terapeutiche – di tipo farmacologico e nonfarmacologico – volte a modificare la progressione del processo neurodegenerativo della malattia di Parkinson. Tali studi si basano su modelli animali “lesionali” ottenuti somministrando per via intracerebrale (stereotassica) una neurotossina – la 6-idrossidopamina – in grado di replicare la lesione anatomica della malattia di Parkinson. Questo modello è stato impiegato anche per studiare alcuni sintomi non motori associati alla lesione dopaminergica centrale (ad esempio le disfunzioni gastro-intestinali), e per valutare il potenziale neuroprotettivo/neurorigenerativo del trapianto di cellule staminali di diversi tipi. Il Laboratorio impiega inoltre anche altri modelli tossici di malattia di Parkinson, quali quello basato sulla somministrazione sistemica di MPTP. Tali attività si inseriscono nel quadro di collaborazioni di ricerca stabili con strutture dell’Università di Pavia e altri IRCCS italiani.

Questo laboratorio partecipa alle attività coordinate dai Centri di Ricerca Integrata dedicati alle malattie neurodegenerative (CRND).

Apparecchiature qualificanti:

  • Sistema per imaging immunochimico Odyssey Infrared Imaging System (Li-Cor)
  • Sistema e software d’analisi stereologico (MicroBrightField)
  • Lettore micropiastre in fluorescenza/luminescenza Spectra-Max Gemini XS (Molecular Devices)
  • Apparato stereotassico per piccoli animali (Stoelting)
  • Microscopio luce diretta/fluorescenza Axioscop 2-plus (Zeiss) con software per analisi d’immagine
  • Microscopio luce diretta/fluorescenza motorizzato M2- (Zeiss) con software per analisi d’immagine
  • Sistema ApoTome Zeiss per ricostruzione immagini microscopia in alta definizione
  • Nanosight NS300 dotato di tecnologia NTA per l’analisi di nanoparticelle
Dove: seconda torre – secondo piano
Responsabile: Dott. Enrico Alfonsi
Tel: 0382-380434
E-Mail: enrico.alfonsi@mondino.it

 

Collaboratori:

  • 1 neurofisiologo: Dott. Alessandro Lozza
  • 1 tecnico di NFP: Dott. Mauro Fresia

 Il laboratorio esegue indagini elettrofisiologiche che esplorano l’integrità dei circuiti riflessi esterocettivi e propriocettivi a livello cranico e spinale. Vengono anche studiati i sistemi responsabili della modulazione in senso facilitatorio ed inibitorio di tali riflessi. Queste valutazioni offrono la possibilità di individuare le alterazioni di differenziati circuiti riflessi sia monosinaptici sia polisinaptici, in numerose patologie di interesse neurologico, neuroriabilitativo, neurochirurgico, ortopedico, otorinolaringoiatrico, odontoiatrico, urologico ecc.

Le metodiche eseguibili sono rappresentate dallo studio dei seguenti riflessi:

  1. riflesso H e suoi meccanismi d’inibizione (presinaptica, ricorrente, reciproca, autogena)
  2. riflessi esterocettivi: di flessione dell’arto inferiore, riflessi cutaneo-muscolari all’arto superiore ed inferiore, riflesso corneale – blink reflex, riflessi di soppressione esterocettiva dei muscoli masticatori, riflessi sacrali anale e bulbo-cavernoso
  3. riflesso propriocettivo masseterino e tempo silente propriocettivo dei muscoli massetere e temporale.

Il laboratorio esegue inoltre:

  1. tests di studio della fatica neuromuscolare centrale e periferica mediante tecniche di analisi delle variazioni del meccanogramma della forza e delle risposta contrattile del muscolo striato, come pure mediante analisi elettromiografiche del segnale EMG di superficie (analisi dell’area rettificata del segnale EMG ed analisi del segnale EMG mediante l’algoritmo della “fast Fourier transform”).
    Infine, in tale laboratorio sono eseguiti
  2. studi di cinesiologia mediante analisi poligrafica EMG, che riguardano l’analisi di differenti tipi di movimento degli arti (“ramp”, “ballistici” ecc.), lo studio delle fasi orale e faringea della deglutizione di solidi e liquidi (esame simultaneo dell’attività dei muscoli sopraioidei, dell’attività dello sfintere esofageo superiore e del meccanigramma delle strutture laringo-faringee durante la deglutizione).

Tutti questi studi possono venire applicati sia nel monitoraggio delle modificazioni indotte da differenti patologie del movimento sia di quelle indotte dall’azione di differenti farmaci.

Questo laboratorio partecipa alle attività coordinate dai Centri di Ricerca Integrata dedicati alle malattie neurodegenerative (CRIND) e alla sclerosi multipla (CRISM) e dal Brain Connectivity Center (BCC).

Apparecchiature qualificanti:

  • Elettromiografo Medelec Mystro ed unità di stimolazione BTS
  • Apparecchio stimolazione vibratoria-accelerometro con amplificatore Bruel and Kjaer
  • Cella di carico GA101R; strain-gauge per deglutizione
  • Lettore cella di carico DS Europe
  • Registratore RACAL

Dove: seconda torre – terzo piano
Responsabile: Prof.ssa Cristina Tassorelli
Tel: 0382-380330 0382-380328
E-mail: cristina.tassorelli@mondino.it

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Collaboratori:

  • 1 biologo senior (contrattista): Dott.ssa Rosaria Greco
  • 1 biologo junior (Dottoranda UniPV): Dott.ssa Chiara Demartini
  • 1 tecnico di laboratorio (UniPV): Dott.ssa Annamaria Zanaboni

 Attività:

Il Laboratorio si occupa dello studio dei meccanismi fisiopatogenetici e della ricerca di nuove, potenziali strategie terapeutiche in alcune patologie neurologiche come le cefalee, il dolore cronico, le malattie neurodegenerative e lo stroke, attraverso l’applicazione di modelli animali di malattia.

Per quanto riguarda il dolore, il Laboratorio si occupa degli aspetti neurochimici e neurofunzionali a livello centrale di diversi tipi di dolore (fisiologico, infiammatorio, emicranico). In questi ultimi anni è stato realizzato un modello animale di emicrania basato sull’induzione di iperalgesia mediante la somministrazione sistemica di nitroglicerina (NTG) e la successiva valutazione comportamentale al formalin orofacciale, strumento è in grado di  di fornire ulteriori informazioni sui meccanismi alla base della nocicezione trigeminale. In parallelo sono in corso di realizzazione e di standardizzazione altri modelli di dolore sperimentale, tra cui quello di dolore neuropatico trigeminale e quello di emicrania cronica, basato sulla somministrazione cronica ed intermittente di NTG.

Il team del Laboratorio negli ultimi anni ha focalizzato una parte del suo interesse sull’influenza del sistema endocannabinoide nel dolore emicranico e nell’iperalgesia trigeminale, attraverso un approccio di tipo farmacologico-comportamentale e biomolecolare, con lo scopo di chiarire gli aspetti fisiopatologici del dolore emicranico e di individuare nuovi bersagli terapeutici. Al momento è in corso un progetto finanziato dal Ministero della Salute (Ricerca Finalizzata) mirato a valutare gli effetti degli inibitori idrolasici dell’amidasi degli acidi grassi (FAAH), enzima convolto nel catabolismo degli endocannabinoidi sull’attivazione neuronale indotta dalla NTG e i potenziali mediatori implicati attraverso metodiche di immunoistochimica e biologia molecolare. L’utilizzo di queste molecole sarebbe in grado di potenziare l’attività biologica degli endocannabinoidi, riducendo almeno in parte, gli effetti secondari legati all’interazione con il recettore CB1, altamente rappresentato nel sistema nervoso centrale. Grazie alla collaborazione con il Dipartimento di Drug Discovery and Development dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, è altresì in corso la valutazione delle variazioni degli endocannabinoidi indotte dalla NTG, a livello periferico e centrale nel modello animale. Gli effetti di tali inibitori saranno valutati anche in modelli di dolore cronico.

Avvalendosi del modello di emicrania basato sulla somministrazione di NTG associato al formalin orofacciale, il team del Laboratorio sta anche studiando il coinvolgimento di alcuni canali appartenenti alla famiglia dei TRP (transient receptor potential); in particolare si sta focalizzando sul ruolo dei canali anchirinici di tipo 1 (TRPA1) nel dolore emicranico e nell’iperalgesia trigeminale. L’attivazione di questi canali, a livello dei neuroni sensitivi primari, determina il rilascio di neuropeptidi coinvolti nel processo dolorifico. Pertanto, l’inibizione di tali canali può modulare l’attivazione del sistema trigeminovascolare.

Un filone di ricerca sul dolore si estende inoltre a valutare i meccanismi molecolari del processing nocicettivo nella neurodegenerazione e nell’invecchiamento attraverso lo studio dei processi autofagici in modelli animali di dolore associato all’invecchiamento in collaborazione con l’Università Magna Grecia di Catanzaro (Dipartimento di Scienza della Salute) e con l’Università della Calabria (Dipartimento Farmacobiologico).

Per quanto riguarda le patologie neurodegenerative, in collaborazione con il Centro di Ricerca Integrata Malattie Neurodegenerative (CRIND), il Laboratorio sta valutando i potenziali effetti neuroprotettivi degli estrogeni e di molecole estrogen-like di origine naturale, in animali con lesione nigro-striatale, focalizzando l’interesse sulla valutazione della polarizzazione microgliale.

In relazione allo stroke, l’attività di ricerca utilizza un modello animale di ischemia cerebrale, messo a punto in collaborazione con l’Università della Calabria, (Dipartimento Farmaco Biologico)  e l’Università “Magna Grecia” di  Catanzaro (Dipartimento di Scienza della Salute). Il Laboratorio ha standardizzato una metodica in citofluorimetria per la valutazione del fenotipo infiammatorio ed antiinfiammatorio degli infiltrati periferici (microglia/macrofagi) dopo ictus ischemico, indotto in un modello animale. Tale metodica è utile per la valutazione dell’attività anti-infiammatoria di molecole potenzialmente terapeutiche.

Oltre alla ricerca di base, il Laboratorio conduce anche indagini su materiale biologico umano, come nel caso dello studio dell’espressione del sistema endocannabinoide in cellule periferiche di pazienti emicranici episodici e cronici, al fine di identificare possibili biomarcatori di cronicizzazione della malattia. Il laboratorio sta inoltre conducendo, in collaborazione con l’Unità Stroke dell’istituto, un progetto per la valutazione mediante metodica di citofluorimetria il fenotipo (infiammatorio, M1) dei monociti circolanti in soggetti con ictus cerebrale e le potenziali proprietà anti-infiammatorie e protettive del sistema endocannabinode in vitro.

 Apparecchiature qualificanti:

  • Microtomo congelatore a slitta
  • Apparecchiatura per corsa elettroforetica e Trans Blot turbo Blotting System
  • Termociclatore
  • Laser Doppler Oxi FLO 2000
  • Misuratore in vivo e in vitro di nitriti, nitrati e ossido nitrico
  • Misuratore non invasivo della pressione arteriosa in piccoli animali di laboratorio
  • Tail flick test, Hot Plate, Von Frey filaments Incapacitance tester
  • Stereomicroscopio per microchirurgia, fibre ottiche, tappetino termoriscaldante
  • Apparato stereotassico

Dove: seconda torre – secondo piano
Responsabile: Prof. Giorgio Sandrini
Corresponsabile: Dott.ssa Marta Allena
Tel: 0382-380435
E-mail: giorgio.sandrini@unipv.it

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Collaboratori:

  • 1 neurologo: Dott.ssa Eliana Berra
  • 1 tecnico di NFP: Dott. Mauro Fresia
  • 2 specializzandi in NFP UniPV: Dott.ssa Mariangela Berlangieri e Dott.ssa Micol Avenali

Il laboratorio ha iniziato la sua attività sviluppando metodiche per lo studio dei riflessi nocicettivi spinali (riflesso Nocicettivo di Flessione – RIII – in particolare). Successivamente sono state impiegate altre tecniche per lo studio dei riflessi polisinaptici a livello trigemino-facciale (ad es. il r. corneale). Tali metodiche sono state principalmente utilizzate per lo studio dei meccanismi di controllo del dolore in varie patologie (cefalee primarie, in particolare), nonché del meccanismo d’azione di terapie, farmacologiche e non, impiegate nel trattamento del dolore. Successivamente nel laboratorio sono stati utilizzate altre metodiche di valutazione del dolore (algometria) e della contrattura muscolare (miomonitor), in particolare delle cefalee primarie.

Altro campo di ricerca ha riguardato i meccanismi integrativi tra sistema antinocicettivo ed autonomico (riflesso psicogalvanico, evaporimetria), nonchè lo studio dei potenziali evocati da stimoli olfattori.
Si sono inoltre sviluppati studi sui meccanismi di plasticità di sistemi di controllo del dolore (sommazione temporale) e su sistemi di controllo inibitorio discendente. Tali studi hanno riguardato soggetti volontari normali, pazienti affetti da vari tipi di dolore cronico (incluse le cefalee), malattie extrapiramidali e sclerosi multipla.

Più recentemente è stata inoltre valutata l’efficacia di un trattamento non invasivo basato sulla stimolazione a corrente continua, ad elevate potenzialità di neuromodulazione. L’efficacia di tale trattamento è stata valutata indagando il suo effetto su riflessi nocicettivi spinali per le forme di dolore cronico.

 Apparecchiature qualificanti:

  • Elettromiografo Mystro Medelec
  • CED1401
  • Sistema Elite 3D 50HZ
  • Algometro Somedic completo di unità di controllo
  • Stimolatore AUDIOSTIM con modulo per audiostimolazione
  • 4 apparecchi per stimolazioni elettriche a corrente continua