Il contributo percepito dalla Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta nell’ambito del contributo 5XMILLE 2020 è utilizzato per supportare l’attività di ricerca dei progetti a valenza traslazionale sotto riportati:

 

PIATTAFORMA DI MICROSCOPIA CORRELATIVA INTEGRATA TRIDIMENSIONALE

Responsabile Scientifico: Prof. Giuseppe Lauria Pinter

Una delle maggiori sfide della microscopia moderna è l’analisi dettagliata delle strutture tridimensionali e la microscopia di volume, sia essa ottica o elettronica, sta diventando un elemento imprescindibile di qualsiasi progetto di ricerca di alto livello. Un’altra necessità di molti studi è l’integrazione di informazioni derivanti da tecniche di microscopia con finalità e potenzialità diverse; questo è reso possibile dalla microscopia correlativa che permette l’analisi dello stesso identico oggetto, e non di pezzi diversi derivanti dallo stesso campione, mediante approcci microscopici differenti. Lo stato dell’arte è rappresentato dalla microscopia correlativa tridimensionale, che permette l’analisi dei dettagli ultrastrutturali in una o più regioni di interesse di campioni anche piuttosto voluminosi, e la loro localizzazione nel contesto tissutale tridimensionale.

Questo progetto intende creare una piattaforma di microscopia correlativa integrata tridimensionale costituita da microscopio confocale spettrale in super risoluzione, microscopio elettronico a scansione ad emissione di campo, stazione di calcolo dedicata.

L’impiego di questa stazione aiuterà a comprendere la reale distribuzione di alcuni canali ionici all’interno delle fibre nervose cutanee o i meccanismi di disorganizzazione dei nodi di Ranvier (ricostruiti mediante microscopia elettronica) all’interno di particolari popolazioni di fibre dermiche (identificate con particolari marcatori e osservate con microscopia confocale), un fenomeno associato a patologie demielinizzanti. Lo stesso tipo di approccio permetterà di analizzare la plasticità e la disfunzione sinaptica associata a diverse patologie (es. malattia di Alzheimer, epilessia), identificando in quali aree e in quali popolazioni neuronali (microscopia confocale) l’alterazione morfologica ultrastrutturale sinaptica (microscopia elettronica) si manifesti prima e in maniera più grave, e permettendo di correlare i dati i ottenuti in modelli preclinici con quelli già presenti e ottenuti da tessuti umani. Questa piattaforma favorirà, inoltre, l’analisi dettagliata dell’interazione di diverse popolazioni cellulari come neuroni e glia o neuroni e cellule muscolari (es. giunzione neuromuscolare), inserendo i dettagli ultrastrutturali dei siti di contatto in un contesto tissutale tridimensionale. L’impiego non è limitato allo studio dei tessuti, ma questi microscopi saranno di supporto anche a tutti i progetti di ricerca che prevedano colture cellulari, permettendo l’analisi dettagliata dei diversi organelli cellulari e correlando l’ultrastruttura con approcci funzionali. Il potenziale applicativo di questa stazione è molto vasto, idealmente ogni problema clinico-biologico che possa richiedere un’osservazione che sia al contempo d’insieme, diretta verso molteplici marcatori e più dettagliata, che contenga, quindi, la risoluzione delle informazioni ultrastrutturali.

Questa piattaforma, infine, farà parte di un progetto di formazione applicativa continua che, con l’ausilio di team altamente specializzati, porterà alla strutturazione di un nucleo di ricercatori e personale di ricerca che svilupperà specifici workflow di microscopia correlativa tridimensionale, con focus nel campo delle neuroscienze. Questa stazione pone le basi per una facility di imaging con capacità di attrazione e networking nazionale e internazionale, sia per gli aspetti attinenti all’instaurazione di proficue collaborazioni scientifiche tra gruppi di ricerca appartenenti a diversi IRCCS o altri centri di ricerca, sia per il potenziale ritorno economico che deriverebbe dai servizi resi a terze parti.

 

 

VALUTAZIONE DI NUOVI BIOMARCATORI PERIFERICI PER MIGLIORARE LA DIAGNOSI CLINICA E PER MONITORARE LA PROGRESSIONE DELLA MALATTIA NELLA DEMENZA FRONTOTEMPORALE (FDT) E SCLEROSI LATERALE AMIOTROFICA (ALS) SPORADICA E GENETICA

Responsabili Scientifici: Dott.ssa Eleonora Dalla bella e Dott.ssa Paola Caroppo

La demenza frontotemporale (FTD) e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) rappresentano un continuum clinico, genetico e neuropatologico. Fino al 50% dei pazienti affetti da SLA, infatti, può presentare deficit cognitivi, con un chiaro pattern di demenza in una percentuale minore e un coinvolgimento del motoneurone può comparire nel 5-10% dei pazienti FTD nel corso della malattia (FTD-SLA). La maggior parte delle FTD e FTD-SLA sono proteinopatie caratterizzate dall'accumulo neuronale della proteina TDP-43. Inoltre, mutazioni in determinati geni (il più frequente il C9orf72) possono causare entrambe le patologie, isolate o associate. Lo scopo del progetto è quello di valutare nuovi marcatori di patologia in tessuti biologici periferici, alcuni facilmente accessibili come il plasma e la mucosa olfattiva, confrontandoli con altri come la cute e il liquor, di pazienti affetti da FTD e FTD-SLA sporadica e genetica e di soggetti presintomatici. I soggetti reclutati durante i 3 anni del progetto verranno sottoposti a valutazione clinica e cognitiva estesa e a studio di neuroimaging. Verranno raccolti campioni biologici (DNA, plasma, mucosa olfattiva, CSF e cute) e dosati i marcatori di neurodegenerazione su CSF e plasma. Verranno inoltre utilizzate tecniche di aggregazione proteica (seed amplification assays) per studiare in vitro l’aggregazione di TDP-43 e di altre proteine correlate alla patologia. I risultati ottenuti verranno confrontati con quelli di un gruppo di controllo di soggetti sani o affetti da altre patologie neurodegenerative. Tutti i soggetti verranno sottoposti ad uno screening genetico con pannello NGS per i geni FTD/SLA. Una fenotipizzazione approfondita di queste patologie, l’identificazione di marcatori di malattia e della sua progressione è essenziale per una diagnosi precoce e per monitorarne l’andamento anche alla luce di futuri approcci terapeutici sperimentali.  

 

Vedi i progetti finanziati nel 2018 e 2019