MODELLI CELLULARI E NEUROEPIGENETICA

L’attività di ricerca dell’Unità si occupa dell’allestimento e della caratterizzazione di modelli cellulari e tissutali per lo studio dei meccanismi di base delle malattie neurologiche/neurodegenerative, quali sclerosi laterale amiotrofica e demenze. A questo scopo vengono utilizzate sia linee cellulari primarie (cellule mononucleate da sangue periferico e linee cellulari linfoblastoidi) sia linee cellulari riprogrammate quali cellule staminali pluripotenti indotte (iPSCs), ottenute da pazienti e controlli. Le iPSCs vengono successivamente differenziate in diversi tipi neuronali e gliali. Attualmente, si stanno sviluppando nuovi modelli cellulari tridimensionali mediante l’utilizzo della 3D bio-printer e, in particolare, si stanno generando organoidi cerebrali per lo studio di malattie neurodegenerative e del neurosviluppo. Questi modelli sono caratterizzati mediante l’utilizzo di tecniche base (immunofluorescenza, real-time PCR e western blot) e tecniche innovative (RNA-seq, analisi in single cell e microscopia confocale).

I modelli cellulari così ottenuti vengono utilizzati per lo studio di alcuni dei principali meccanismi patogenetici (alterazione del mitocondrio e pathway autofagico/mitofagico, HDAC6 e HSP90) sia per lo studio delle variazioni epigenetiche ovvero dei cambiamenti ereditabili nell’espressione genica che, tuttavia, non comportano modifiche alla sequenza del DNA. Nell’ambito degli studi epigenetici, vengono indagate le principali modificazioni istoniche: acetilazione/deacetilazione, metilazione, ubiquitinazione, sumoilazione, e fosforilazione mediante tecniche di biologia cellulare ed ELISA di nuova generazione (AlphaLisa). Oltre a studi sulle modificazioni istoniche, l’Unità si occupa anche di studi di metilazione del DNA mediante pirosequenziamento gene-specifico e dello studio di molecole che interagiscono con i G-quadruplex che sono alla base delle modificazioni strutturali della cromatina e della variabilità trascrittomica.

Grazie a questi diversi approcci sarà possibile chiarire i principali meccanismi di base coinvolti e i processi epigenetici nelle malattie neurodegenerative e del neurosviluppo. Queste conoscenze potranno essere trasferite al contesto clinico per migliorare i futuri approcci terapeutici.

Tali attività sono svolte nell’ambito di progetti di ricerca finanziati da diversi enti, quali il Ministero della Salute (Ricerca Corrente), Fondazione Cariplo, MIUR, ARISLA e Fondazioni Bancarie.