Laboratorio di Neurobiologia Cellulare

Gli studi realizzati nel Laboratorio di Neurobiologia Cellulare utilizzano metodologie biochimiche e genetico-molecolari in aggiunta a test preclinici in modelli cellulari, murini e di Drosophila, per studiare i fenomeni di neurodegenerazione e neuroinfiammazione che caratterizzano alcune patologie del sistema nervoso, quali in particolare la sclerosi multipla (SM) e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Attraverso un'analisi di tipo farmacologico e molecolare, si studiano in particolare due classi di recettori, quelli per l’ATP extracellulare e quelli per l’istamina. 

Nello specifico, cerchiamo di comprendere la catena di eventi che, a partire dall’attivazione o inibizione di questi stessi recettori, innesca neuroinfiammazione, demielinizzazione delle fibre nervose, perdita delle giunzioni neuromuscolari, culminando infine nella morte dei neuroni e atrofia del muscolo. Lo scopo ultimo della nostra ricerca è quello di identificare alcuni modulatori dei recettori purinergici e istaminergici che potranno essere utilizzati quali farmaci per contrastare la progressione della sclerosi multipla e della SLA.

Recettori Purinergici: Funzione e Meccanismo d'Azione

L’attività di ricerca del Laboratorio si focalizza sullo studio dei recettori purinergici (distinti in ionotropici P2X e metabotropici P2Y) che sono presenti sulla membrana di tutte le cellule e sono attivati da molecole fra le quali soprattutto l’adenosina trifosfato (ATP), ossia la molecola universale che fornisce energia per le reazioni che avvengono all'interno di ogni cellula. Tuttavia, in seguito ad eventi che causano danno o morte cellulare, l’ATP intracellulare si riversa in abbondanza anche negli spazi extracellulari e attiva le cellule limitrofe proprio attraverso i recettori purinergici, divenendo pertanto responsabile anche della comunicazione fra cellule. L’attivazione dei recettori purinergici può avere conseguenze benefiche o dannose, a seconda del tipo cellulare e del tessuto interessato, della fase di sviluppo o invecchiamento, del contesto fisiopatologico in cui avviene tale attivazione. In particolare, nel nostro laboratorio analizziamo le funzioni e i meccanismi biologici che vengono innescati dall’attivazione di questi recettori nelle cellule del sistema nervoso, ossia nei neuroni e nelle cellule gliali (oligodendrociti, astrociti e microglia), in condizioni di neurodegenerazione e neuroinfiammazione.

Recettori Istaminergici: Funzione e Meccanismo d'Azione

I recettori per l'istamina (H1R-H4R) si distinguono per la loro affinità al ligando naturale, per la loro struttura, funzione e distribuzione. L'istamina è una molecola correlata a diverse funzioni apparentemente anche contrapposte fra loro, ad esempio pro-infiammatorie o anti-infiammatorie, che sono il risultato non solo del legame ai diversi recettori, ma anche dell'attività di enzimi e proteine coinvolte nel metabolismo (istamina decarbossilasi - HDC; histamina-N-metiltransferasi - HNMT; diamina ossidasi - DAO) e nel trasporto dell'istamina stessa (trasportatore di vescicole di monoamine 2 - VMAT2). Attraverso l'utilizzo di diversi modelli preclinici, nel nostro laboratorio abbiamo dimostrato il ruolo delle vie di segnalazione istaminergica nel sistema nervoso, in particolare sostanziando il chiaro beneficio che la modulazione farmacologica di questo sistema può apportare alla componente neuroinfiammatoria e neurodegenerativa della SLA.