GENETICA CLINICA E MOLECOLARE DELLE MALATTIE RARE

L’attività di ricerca dell’unità, in stretta interazione con il laboratorio di diagnosi Citogenetica e genetica molecolare, si propone di caratterizzare le basi genetiche di malattie neurologiche rare, sia con esordio pediatrico che in età adulta. Questo approccio translazionale è centrato sul paziente, e si basa su attività consequenziali e concatenate tra loro: 1) fenotipizzazione dettagliata (clinica, neuroradiologica e strumentale) di pazienti con malattie neurologiche rare di sospetta origine genetica (monogenica); 2) identificazione delle basi genetiche della malattia, mediante la ricerca di mutazioni in geni noti e, se negative, di nuove cause genetiche, utilizzando strategie di sequenziamento dell’esome e del genoma e tecniche complementari (MLPA, SNP-array ecc); 3) valutazione dell’impatto delle varianti genetiche identificate utilizzando approcci bioinformatici e saggi funzionali in vitro; 4) identificazione e caratterizzazione funzionale di varianti non convenzionali “criptiche” in geni noti, comprendenti varianti all’interno di introni o regioni regolatorie che possano alterare lo splicing o l’espressione del gene; 5) caratterizzazione di nuovi geni-malattia mediante studi funzionali in vitro su linee cellulari ingegnerizzate e modelli cellulari derivati dal paziente (cellule staminali pluripotenti indotte differenziate poi in cellule staminali neurali e neuroni maturi), mediante tecnologie come l’immunofluorescenza, la microscopia confocale, real-time PCR, western blot, studi di trascrittomica, saggi di co-immunoprecipitazione ed AlphaLisa; 6) correlazioni gene-fenotipo e genotipo-fenotipo, descrizione della storia naturale ed identificazione di fattori prognostici per malattie neurogenetiche rare.

La stretta interazione con il laboratorio diagnostic consente la possibilità di studiare ampie casistiche di pazienti con malattie neurogenetiche rare, di definire lo spettro mutazionale ed i fenotipi associati a geni noti e selezionare popolazioni omogenee di pazienti negative per mutazioni in geni noti, al fine di identificare e caratterizzare nuovi geni-malattia. Le principali aree di ricerca pediatrica sono focalizzate sui disturbi del neurosviluppo, le malformazioni cerebrali congenite (con particolare interesse per le malformazioni cerebellari), le atassie congenite e pediatriche e le ciliopatie primarie; riguardo le malattie neurogenetiche ad esordio adulto, l’unità si occupa principalmente delle forme monogeniche di malattia di Parkinson, distonia e altri disturbi del movimento.

Queste attività sono portate avanti come parte di progetti di ricerca finanziati da vari enti, come il Ministero della Salute (Ricerca Corrente, Ricerca Finalizzata, progetto europeo ERANET), Fondazione CARIPLO, Fondazione Telethon e Fondazione Mariani per la neurologia pediatrica. Il coordinator dell’Unità è membro del Comitato Scientifico del “Global Parkinson’s Genetics Program (GP2)”, un programma quinquennale mondiale mirato a migliorare le conoscenze sull’architettura genetica della malattia di Parkinson, finanziato dalla Michael J Fox Foundation nell’ambito dell’iniziativa Aligning Science Across Parkinson’s (ASAP).