Vincitori Bando 2008

In questo progetto, usando differenti approcci sperimentali, mirati al raggiungimento dei principali scopi preposti, è stato dimostrato che:
1) È stata identificata una nuova classe di modulatori del sistema GABAergico effettuando esperimenti in voltage clamp in ovociti iniettati con membrane estratte da tessuti di pazienti pediatrici affetti da displasia corticale (FCD). In precedenza era stato dimostrato che l’adenosina riduce la desensibilizzazione del recettore GABAA, e ne modula la stabilità. Recentemente, una nuova classe di antagonisti dei recettori A2A dell’adenosina, sintetizzati dall’Università di Camerino (prof.ssa Gloria Cristalli), ha mostrato ridurre l’instabilità dei recettori GABAA. I dati del progetto sono stati confermati attraverso registrazioni in patch-clamp su fettine di corteccia umane, confermando il fatto che gli agonisti e antagonisti dell’adenosina possono essere considerati una nuova classe di neuro modulatori GABAergici, potenzialmente utilizzati come farmaci antiepilettici nell’epilessia pediatrica (Roseti et al., PNAS,2009). In linea con gli scopi di questo progetto si stanno studiando gli effetti antiepilettogenici della fractalchina, CX3CL1, sulle displasie pediatriche (FCD). Si stanno svolgendo tuttora esperimenti per dimostrare che CX3CL1 può essere protettiva nello sviluppo della malattia.
2) Per chiarire il meccanismo molecolare del rundown del GABA sono stati effettuati esperimenti utilizzando ratti resi cronicamente epilettici con l’utilizzo della pilocarpina. Questo modello di epilessia è in grado di riprodurre alcune delle principali caratteristiche dell’epilessia umana (1): un episodio di stato epilettico (SE) produce un intenso danno neuronale e, dopo un periodo di latenza di circa 2 settimane, si verificano crisi spontanee ricorrenti. È stato deciso di utilizzare questo modello per identificare in maniera precisa quando e in che zona del cervello si osserva l’incremento di rundown del GABA durante l’epilettogenesi, correlando il danno cellulare e la severità degli attacchi con il rundown delle correnti del GABA nell’ippocampo e nella corteccia. L’intento del progetto è comprendere il ruolo del rundown del GABA nella progressione dell’epilessia, in modo da permettere lo sviluppo di alternative farmacologiche agli interventi chirurgici in pazienti affetti da epilessia pediatrica (Mazzuferi et al., PNAS, 2010).
3) Per la comprensione dei meccanismi molecolari alla base delle epilessie indotte da tumore è stato trovato un potenziale di inversione della corrente del GABA (EGABA) più depolarizzato nella corteccia peritumorale epilettica rispetto a corteccia umana di controllo. È stato dimostrato che questa variazione è dovuta a una diversa espressione dei due trasportatori del cloro NKCC1 e KCC2 che induce una alterata omeostasi del cloro e quindi una conseguente riduzione della trasmissione GABAergica. Questi dati suggeriscono un ruolo chiave di questi trasportatori nella genesi delle epilessie indotte da tumore. Sono tuttora in atto esperimenti svolti a dimostrare un meccanismo simile alla base, almeno in parte, della suscettibilità neuronale nelle FCD pediatriche (Conti et al., submitted to Epilepsia, 2011).
La ricerca ha generato la pubblicazione di articoli su importanti riviste scientifiche.

È stato individuato un meccanismo coinvolto nella formazione del medulloblastoma, il più comune tumore cerebrale maligno dell’età infantile. Una delle cause più frequenti di questo tipo di neoplasia è l’aumento di attività della proteina cellulare Gli1. È stato scoperto che normalmente Gli1 è in equilibrio tra due forme: “spenta” e “accesa”.
L’accensione o lo spegnimento di Gli1 è determinata dalla sua acetilazione che agisce come un vero e proprio interruttore. A regolare tale interruttore sono a loro volta due proteine: la deacetilasi HDAC1, che rimuove l’acetilazione da Gli1 accendendolo e l’oncosoppressore REN, che invece determina un aumento dell’acetilazione e inattivazione di Gli1. La rottura di questo equilibrio a favore dell’accensione cronica di Gli1 rappresenterebbe quindi un passaggio fondamentale nello sviluppo del medulloblastoma. Dalle osservazioni della ricerca è anche risultato che alcuni farmaci, gli inibitori delle deacetilasi, sono in grado di agire sull’interruttore molecolare, inattivando Gli1. Ciò potrebbe rappresentare una valida strategia terapeutica per contrastare il medulloblastoma. È stato anche svelato il meccanismo attraverso il quale Hedgehog controlla le cellule staminali del medulloblastoma. Hedgehog promuove la replicazione delle cellule staminali neoplastiche attraverso l’attivazione del gene Nanog, che determina le caratteristiche di staminalità.
È stato infine caratterizzato il ruolo di un altro oncosoppressore, Numb, nell’inattivazione di Itch e conseguentemente della proteina Gli1 e nell’inibizione della capacità autoreplicante delle cellule staminali neoplastiche del medulloblastoma.
La ricerca ha generato la pubblicazione di articoli su importanti riviste scientifiche.

Scopo di questo progetto è stato di studiare il ruolo, nella struttura e nella funzione cerebrale, di un gene,TM4SF2, le cui mutazioni sono responsabili di forme di ritardo mentale legate al cromosoma X (XLMR). Nel corso degli ultimi anni sono stati clonati più di 80 geni coinvolti in XLMR. Molti di essi sono criticamente coinvolti nei meccanismi di formazione delle reti neuronali e nella plasticità e funzionalità delle sinapsi, tuttavia il ruolo specifico che essi rivestono nella patogenesi del ritardo mentale resta ancora ampiamente sconosciuto. TM4SF2 è un gene altamente espresso nel cervello e codifica per una proteina transmembrana la quale, come i dati del progetto suggeriscono, sembra essere implicata nei fenomeni di sinaptogenesi e trasmissione sinaptica. Nel corso del lavoro è stato visto che il ritardo mentale dovuto a mutazioni in TM4SF2 deriva da un difetto di connessione a livello della rete sinaptica. In particolare è stato studiato il ruolo di TM4SF2 nello sviluppo e nella funzionalità della sinapsi. La creazione di un modello animale che riproduca la mutazione di TM4SF2 e il relativo fenotipo ha fornito uno strumento per l’analisi dei deficit cognitivi e comportamentali e la loro correlazione con la morfologia e funzionalità delle sinapsi. Si auspica che lo studio della funzione di questo gene non solo possa aiutare nella comprensione dei meccanismi molecolari alla base della formazione della sinapsi e dei processi di memoria e di apprendimento, ma possa inoltre fornire le basi per un futuro approccio terapeutico, volto a far fronte a tale invalidante patologia del sistema nervoso centrale. La ricerca ha generato la pubblicazione di un articolo su una importante rivista scientifica.

Nel corso del presente progetto sono stati raggiunti i seguenti obiettivi:
1) Reclutamento di 399 pazienti con possibile diagnosi di CCM e raccolta di dati clinici, neuroimmagini e campioni biologici (sangue o DNA);
2) Registrazione di tutte le famiglie nel database dedicato;
3) Creazione di un database Access che conterrà i dati clinici, strumentali e genetici di ciascun paziente, e che sarà compilabile online;
4) Analisi dettagliata delle RMN cerebrali di 140 pazienti da parte di un panel di esperti (neuroradiologi pediatri, neurologi pediatri e neuropsichiatri infantili), e analisi comparativa delle diagnosi fornite per evidenziare aree di confusione e incertezza nella classificazione utilizzata;
5) Discussione dei 130 casi nel corso di tre riunioni con il panel di esperti, tenutesi a Roma in data 8 maggio 2009, 25 gennaio 2010 e 29 aprile 2011, in cui è stata raggiunta una diagnosi di consenso per ciascun paziente e sono state apposte modifiche alla classificazione neuroradiologica utilizzata sulla base della discussione sulle aree di scarso consenso.
6) Analisi microarray ad alta risoluzione (array-CGH o SNP-array) effettuata in 101 probandi con diagnosi di CCM, ed identificazione di 15 pazienti portatori di anomalie cromosomiche de novo o derivate da riarrangiamenti parentali bilanciati;
7) Analisi mutazionale dei geni OPHN1, CASK, FGF17, SIL1, TSEN54 e TSEN34 in 45 pazienti ed identificazione di 7 pazienti mutati.
8) Identificazione di un nuovo gene (TSGA14) causativo della CCM con “segno del dente molare” mutato in 1 paziente di questo studio.