Unità di Neurologia Molecolare - MNU

Descrizione attività di ricerca:

Il Laboratorio di Neurologia Molecolare si impegna attivamente nella ricerca di avanzate soluzioni per comprendere e affrontare le complesse sfide legate alle patologie neurodegenerative. L’attività di ricerca si focalizza primariamente sui meccanismi molecolari sottostanti a tali processi. Il nostro gruppo impiega una vasta gamma di approcci di ricerca, con particolare enfasi su tecniche di biologia cellulare e di imaging ottico avanzato (imaging ionico, super-risoluzione, dinamiche di motilità cellulare) che vengono accoppiate ad approcci omici d’avanguardia (metabolomica, proteomica, trascrittomica). Su un versante più traslazionale, stiamo attualmente adoperando modelli cellulari derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) modello che riassume più fedelmente la complessità delle patologie umane. Parallelamente, le attività di ricerca preclinica si avvalgono dell'utilizzo di metodiche in silico e di modellizzazione molecolare, sfruttando database pubblici per approfondire la comprensione delle basi molecolari delle malattie neurodegenerative.

In una parallela area di ricerca, il laboratorio utilizza tecniche di neuroimaging, tra cui MRI, fMRI e spettroscopia, per investigare gli aspetti morfofunzionali correlati allo sviluppo di Alzheimer, Parkinson, Lewy body Dementia, e la loro progressione da stadi subclinici (MCI). Recentemente, siamo anche impegnati nello studio degli effetti cognitivi e morfofunzionali derivanti dall'uso di psichedelici, considerandoli potenziali interventi farmacologici in disturbi psichiatrici e patologie neurologiche. Inoltre, il laboratorio dedica una parte significativa della ricerca all'analisi di interventi farmacologici e non farmacologici volti a ritardare, se non impedire, l'insorgenza di patologie neurodegenerative.

L’approccio multidisciplinare messo in campo mira a fornire una comprensione approfondita di queste patologie complesse, aprendo la strada a nuove prospettive terapeutiche e preventive.

Responsabile:

Prof. Stefano L. Sensi

Membri del Gruppo di Ricerca:

Dr.ssa Manuela Bomba, Dr.ssa Giovanna Bubbico, Dr. Stefano Delli Pizzi, Claudia Di Marzio, Dr. Alberto Granzotto, Dr.ssa Miriam Punzi, Dr. Matteo Santilli

Collaborazioni esterne:

Prof. Elias Aizenman (USA); Prof. Anne K. Brem (Germania); Prof. Mathew Blurton-Jones (USA); Prof. Ashley Bush (Australia); Prof. Carlo Caltagirone (Fondazione S. Lucia); Prof. Lorella M.T. Canzoniero (UniSannio); Prof. Robin Carhart-Harris (USA); Dr. Valerio Frazzini (Francia); Prof. Pierre Paoletti (Francia); Prof. Daniele Piomelli (USA); Prof. Israel Sekler (Israele); Prof. Ian F. Smith (USA); Dott.ssa Rosanna Squitti (Ospedale Fatebenefratelli); Prof. Bryce Vissel (Australia).

Pubblicazioni rilevanti:

1. Kepp, Kasper P, Nikolaos K Robakis, Poul F Høilund-Carlsen, Stefano L Sensi, and Bryce Vissel. “The Amyloid Cascade Hypothesis: An Updated Critical Review.” Brain, May 15, 2023, awad159. https://doi.org/10.1093/brain/awad159.
2. Massetti, Noemi, Mirella Russo, Raffaella Franciotti, Davide Nardini, Giorgio Maria Mandolini, Alberto Granzotto, Manuela Bomba, et al. “A Machine Learning-Based Holistic Approach to Predict the Clinical Course of Patients within the Alzheimer’s Disease Spectrum.” Journal of Alzheimer’s Disease: JAD 85, no. 4 (2022): 1639–55. https://doi.org/10.3233/JAD-210573.
3. Onofrj, Marco, Mirella Russo, Stefano Delli Pizzi, Danilo De Gregorio, Antonio Inserra, Gabriella Gobbi, and Stefano L. Sensi. “The Central Role of the Thalamus in Psychosis, Lessons from Neurodegenerative Diseases and Psychedelics.” Translational Psychiatry 13, no. 1 (December 13, 2023): 384. https://doi.org/10.1038/s41398-023-02691-0.
4. Granzotto, Alberto, Lorella M. T. Canzoniero, and Stefano L. Sensi. “A Neurotoxic Ménage-à-Trois: Glutamate, Calcium, and Zinc in the Excitotoxic Cascade.” Frontiers in Molecular Neuroscience 13 (November 2020). https://doi.org/10.3389/FNMOL.2020.600089.
5. Delli Pizzi, Stefano, Piero Chiacchiaretta, Carlo Sestieri, Antonio Ferretti, Maria Giulia Tullo, Stefania Della Penna, Giovanni Martinotti, et al. “LSD-Induced Changes in the Functional Connectivity of Distinct Thalamic Nuclei.” NeuroImage 283 (December 1, 2023): 120414. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2023.120414.

Strumentazione/attrezzatura caratterizzante l'attività di ricerca:

Nell’ambito della ricerca preclinica l’Unità di Neurologia Molecolare opera presso il Center for Advanced Studies and Technologies (CAST) dove ha accesso esclusivo a oltre >100 mq di laboratori dotati di tutte le strumentazioni per colture cellulari e analisi di routine. Ha inoltre accesso esclusivo a microscopi a fluorescenza custom-made per imaging cellulare ad alta velocità ed alta risoluzione accoppiati a setup per analisi elettrofisiologiche (2 microscopi Zeiss e 1 microscopio Nikon dotati di camere EMCCD o CCD e impianti di illuminazione a luce trasmessa e fluorescenza a varie lunghezze d’onda tramite filter-wheels o monocromatori).

La MNU ha inoltre accesso a facilities comuni messe a disposizione dal CAST. Tra queste: una facility di microscopia ottica (3 microscopi confocali: Zeiss LSM Meta, Zeiss LSM Pascal, Zeiss LSM 800 Airyscan; 1 microscopio a 2 fotoni Zeiss LSM 7 MP), una facility di citometria a flusso (FACS Canto II, FACS Verse, FACS Calibur, FACS Aria III Cell Sorter, Amnis ImageStreamX II, CytoFLEX), una facility di proteomica e metabolomica (Orbitrap Fusion Tribrid Mass Spectrometer, MALDI TOF/TOF autoflex speed Bruker Daltonics, GC-MS, ICP-MS, HPLC-ESI Triple Quadrupole MS), una facility di genomica (QuantStudio 7 Flex Real-Time PCR System, StepOne Real Time PCR System, 7900HT Real-Time PCR System, Applied Biosystems 3130 Genetic Analyzer, ThermoFisher Microarray Scanning), una facility per la crioconservazione di campioni biologici.

La MNU svolge attività di ricerca presso l'Istituto di Tecnologie Avanzate Biomediche (ITAB) nel quale sono presenti due risonanze magnetiche a 3 tesla (uno Philips e uno Siemens). Nell'istituto sono anche in disponibili workstations per analisi di dati strutturali, funzionali e spettroscopici.

Link esterno: https://sites.google.com/view/molecularneurologylab/home