Ricerca Scientifica

ANAT RESEARCH GRANT 2024

Di seguito si pubblicano le istruzioni per la partecipazione al nuovo bando di concorso 2024 per l’assegnazione di due(2) borse di studio ANAT.

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ANAT RESEARCH GRANT 2023

“Verso una terapia genica personalizzata in A-T: Ruolo delle varianti ATM 4-53 e ATM sintetica.”

Prof. Michele Menotta Ph.D., University of Urbino “Carlo Bo

Area di intervento: Prevention of Disease and Conditions, and Promotion of Well-Being – Studies to identify new treatments for A-T

Obiettivi del Progetto: Il nostro gruppo di ricerca da alcuni anni si occupa di comprendere i meccanismi di azione del desametasone nella patologia A-T. Questo poiché l’unità operativa di Urbino è stata coinvolta nei trial clinici Erydex. Durante le investigazioni è emerso che esistono altre forme di ATM molto più piccole della nativa e poco espresse nella cellula. Recentemente abbiamo caratterizzato alcune di queste varianti di ATM da un punto di vista biochimico (miniATM, ATM 3-52, ATM 4-53 ed ATM SINT), ed è emerso che alcune complementano il fenotipo A-T. Scopo del progetto è verificare se la complementazione funzionale delle varianti di ATM (la 4-53 ed ATM SINT in questo caso) dipende dalla ATM endogena residua (benché mutata) e quindi possa essere un evento genotipo dipendente. In questo modo sarà possibile stabilire se e in quali pazienti sara possibile l’utilizzo delle varianti di ATM per una potenziale terapia di gene delivery tramite vettori AAV, gli unici attualmente approvati ed utilizzati in terapia genica.

Regolazione di SIRT1 e SIRT7 in linee cellulari umane con mutazione ATM KD e KO: esplorazione di nuovi bersagli terapeutici”

Dr. Sabrina Putti, IBBC-CNR Roma

Area di intervento: Prevenzione della Malattia, delle Condizioni e Promozione del Benessere – Studi per identificare nuovi trattamenti per l’A-T

Obiettivi del Progetto: Sirt1 e Sirt7 sono deacetilasi dipendenti da NAD+ che partecipano alla riparazione del DNA interagendo direttamente con ATM. La mancanza di Sirt7, che blocca la deacetilazione di ATM, porta a una fosforilazione persistente di ATM, critica per la riparazione del DNA (DDR) e la sopravvivenza cellulare. Sirt7 è associata alla ricombinazione non omologa (NHEJ), infatti la sua assenza inibisce l’efficienza della NHEJ. Anche la Sirt1 è coinvolta nel DDR ed è reclutata nei siti di rottura in maniera ATM dipendente. Sirt1 è coinvolta nella regolazione delle due principali vie di riparo del danno al DNA sia omologa (HR) che non omologa (NHEJ). Poichè ATM KD porta ad un peggioramento del processo di ricombinazione omologa, rispetto alla completa assenza della proteina, ipotizziamo ci sia una correlazione negativa di ATM KD sulle deacetilasi Sirt1 e Sirt7. La nostra idea è quella di modulare l’espressione di Sir1 e Sir7 nei topi mutanti KD e nelle linee cellulari KD di pazienti A-T ai fini di ottenere un miglioramento del processo di riparazione del danno al DNA e della stabilità cromosomica, poiché regolano il DDR modulando altri bersagli oltre ad ATM.


ANAT RESEARCH GRANT 2022

La fluoxetina induce il recupero dei difetti cognitivi nel modello sperimentale AT: studio preclinico per identificare il preciso meccanismo d’azione.

Prof. Flavia Antonucci – Università degli Studi di Milano

Area di intervento: Evaluation of Treatments and Therapeutic Interventions – Studies to prove how new treatments work and understand how to use them

Obiettivi del Progetto: I nostri risultati pubblicati dimostrano come in neuroni con ridotti livelli di espressione di ATM o con ridotta attività chinasica di ATM ci sia un’accelerazione dello sviluppo del sistema GABAergico dell’ippocampo con conseguente alterazione dell’equilibrio eccitazione/inibizione. Alterazioni funzionali di questa natura possono essere causa di difetti cognitivi come quelli descritti nei pazienti con AT. Coerentemente, abbiamo riscontrato in vivo i difetti di apprendimento e memoria nel modello sperimentale AT. Sorprendentemente, la somministrazione di Fluoxetina, un farmaco antidepressivo capace anche di modulare la funzionalità del recettore GABA-A, riesce a normalizzare i difetti cognitivi. In questo progetto aspiriamo a identificare il preciso meccanismo molecolare attraverso cui ciò avviene al fine di garantire un uso sicuro e consapevole della Fluox in pazienti AT con eventuali difetti cognitivi.

“Atassia Telangiectasia: nuovo modello murino per scoprire il collegamento tra alterazione dell’omeostasi del Ca2+ nella cellula di Purkinje e la patogenesi della malattia

Prof. Eriola Hoxha, Dipartimento di Neuroscienze, Università di Torino

Area di intervento: Aetiology-Understanding the causes of A-T

Obiettivi del Progetto: L’atassia cerebellare progressiva nella A-T è dovuta alla perdita delle cellule dei granuli e Purkinje (PC) nel cervelletto. I meccanismi e la causa della degenerazione cerebellare sono ancora sconosciuti. Inoltre, non è chiaro come la circuiteria cerebellare è modificata con la progressione della malattia. Di recente, abbiamo generato un nuovo modello murino della A-T che esprime una proteina Atm inattiva. Sfruttando questo modello murino, il progetto mira a trovare alterazioni funzionali delle PC in fasi precoci e sintomatiche della malattia. In particolare, le PC dei topi A-T con sintomi motori saranno studiate per scoprire alterazioni dei segnali di glutammato e di calcio. Il nostro progetto fornirà, per la prima volta, uno studio completo del processamento del segnale nella circuiteria cerebellare in un modello murino sintomatico. Capire i meccanismi funzionali che avvengono nel cervelletto durante la A-T è una via promettente per fornire idee per trattare l’atassia nella A-T.


ANAT RESEARCH GRANT 2021

Nuove Prospettive di management a distanza: strategie d’interventi multipli in contesti casalinghi nell’Atassia Telangiectasia

Prof. Agata Polizzi, Department of Educational Science, University of Catania, Catania

Area di intervento

Applicazioni cliniche di rallentamento della progressione dell’AT ed attività finalizzate alla riabilitazione, cura e supporto delle persone con AT.

Obiettivi del progetto

L’impiego della Telemedicina è oggi divenuto comune in molte malattie neurologiche, ma ancora diverse malattie rare del sistema nervoso sono carenti in questo campo. Il management delle persone con Atassia Telangiectasia (AT) si basa attualmente su programmi specifici e dedicati di supporto e riabilitazione. Le difficoltà di accesso a centri specialistici per AT però impongono la necessità di strategie alternative. Questo progetto si propone di esplorare in maniera virtuale e nell’ambiente casalingo il movimento, le capacità d’immaginazione cognitiva del movimento, le abilità cognitive e l’affettività in persone affette da AT al fine di migliorare ed approfondire le conoscenze di queste aree d’investigazione proposte e di sperimentare un modello di cura a distanza volto al fine di migliorare la qualità della vita nelle persone con AT.

Zebrafish come modello-malattia per l’Atassia Telangiectasia: uno strumento per identificare potenziali nuove opportunità terapeutiche

Dr. Chiara Gabellini, Institution and address: Department of Biology, University of Pisa, Unit of Cellular and Developmental Biology

Area di intervento

Patofisiologia della AT ed approcci farmacologici disegnati per correggere il gene difettivo o per compensare le sue funzioni mancanti.

Obiettivi del progetto

La difettiva risposta al danno al DNA potrebbe non essere l’unica responsabile del fenotipo neurodegenerativo dei pazienti AT. Dato che la protein-chinasi ATM mantiene l’omeostasi redox attraverso la modulazione dell’autofagia, verrà investigato il ruolo di questo processo nella patogenesi dell’AT, attraverso la caratterizzazione di una linea mutante nel gene ATM in zebrafish. Questo modello-malattia potrebbe supportare l’identificazione di nuove terapie mirate per il trattamento dell’AT.

La localizzazione di p53 al centrosoma come test funzionale per predire la patogenicità di varianti missenso di ATM

Dr. Giulia Federici, IRCCS Regina Elena National Cancer Institute, UOSD of Cellular Networks and Molecular Therapeutic Targets

Area di intervento

Il gene ATM, la cui mutazione è responsabile dell’Atassia-Telangiectasia (A-T), può andare incontro a migliaia di eventi mutazionali diversi. Le mutazioni meglio conosciute sono le nonsenso troncanti che portano alla distruzione della proteina ATM e causano l’A-T (definite quindi varianti patogenetiche). Meno caratterizzate ma più frequenti sono invece le varianti missenso le quali non distruggono direttamente la proteina, inducono effetti meno evidenti sulle funzioni di ATM e la sua stabilità e il loro contributo alla malattia (patogenicità) non è chiaro. Questo pone una sostanziale limitazione all’impatto clinico dell’informazione proveniente dal sequenziamento del gene.

Obiettivi del progetto

Scopo del progetto è validare geneticamente la possibilità di predire la patogenicità delle varianti missenso di ATM attraverso l’utilizzo di un test funzionale da noi sviluppato. Il test misura la localizzazione di p53 ai centrosomi in mitosi (p53-MCL) che dipende da ATM e ne riconosce le varianti patogenetiche. Mediante CRISPR/Cas9 creeremo una collezione di cloni cellulari con diverse varianti missenso di ATM e li useremo per validare le predizioni del test p53-MCL.



ANAT RESEARCH GRANT 2020

Confronto del profilo immunologico, biochimico e genomico tra pazienti con A-T che rispondono agli steroidi e non

Dr. Emilia Cirillo, MD, PhD, Pediatra in servizio presso il Programma di I Livello di Immunologia Pediatrica Diretto dal Prof. Claudio Pignata presso il Dipartimento Materno-Infantile dell’AOU Policlinico Federico II (Napoli)

Diversi studi hanno documentato un effetto benefico del betametasone, un farmaco della famiglia degli steroidi, sui sintomi neurologici e immunologici dei pazienti affetti da Atassia-Telangiectasia. Tuttavia, alcuni pazienti rispondono al trattamento mentre altri non ne hanno beneficio. Lo scopo di questo progetto è quello di studiare in vitro le funzioni e alcuni meccanismi biochimici dei linfociti dei pazienti con Atassia-Telangiectasia, al fine di comprendere meglio la variabilità della risposta al betametasone. In particolare, lo studio si propone di valutare se la variabilità della risposta neurologica agli steroidi è simile al comportamento del linfocita. Inoltre, l’uso di nuove tecnologie “omiche” consentirà una migliore conoscenza dei meccanismi molecolari alla base del diverso effetto del cortisone sui linfociti periferici.

Pubblicati i risultati scientifici dello studio al seguente link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35257272/

La modulazione dell’autofagia come potenziale approccio terapeutico per l’Atassia Telangiectasia

Dr. Venturina Stagni, PhD, Istituto di Biologia e Patologia Molecolari, CNR Via Degli Apuli 4 (Roma)

Il futuro sviluppo di terapie a bersaglio molecolare per i pazienti con Atassia-Telangiectasia (AT) dipende fortemente dall’approfondire la conoscenza delle vie di segnalazione cellulare regolate dalla chinasi ATM. L’autofagia è una via di segnalazione cellulare fortemente deregolata nelle malattie neurodegenerative e la riattivazione di una normale funzionalità di questa via sembra alleviare fortemente il fenotipo neurodegenerativo in diverse patologie. Lo scopo di questo progetto è quello di studiare il ruolo della regolazione della via autofagica da parte di ATM nella patogenesi di AT, basandosi sulla letteratura recente che individua un ruolo di tale chinasi nella modulazione di tale via di segnalazione cellulare in risposta allo stress ossidativo. Verrà, inoltre, sviluppato un nuovo modello AT nell’organismo modello Zebrafish (D. rerio) che permetterà futuri esperimenti di ‘drug screening’ di nuovi farmaci per AT in vivo.

I deficit della circuiteria cerebellare precedono la neurodegenerazione nell’Atassia Telangiectasia?

Dr. Eriola Hoxha PhD, Istituto di Neuroscienze Cavalieri Ottolenghi, Regione Gonzole, 10 – 10043 Orbassano (Torino)

La scoperta di fattori legati all’atassia cerebellare di un modello murino della A-T, in una fase precoce della malattia, evidenzia l’importanza di un intervento precoce. Miriamo a trovare deficit cerebellari funzionali che precedono la degenerazione, nel modello murino, responsabili dell’atassia. Ci focalizzeremo nel trovare alterazioni di segnali elettrici, alla base della funzione cerebellare. Forniremo informazioni per affrontare il problema della morte cellulare che è causa dell’atassia.


 

ANAT RESEARCH GRANT 2019

Progetto “Terapia genica nella-A-T”

Dr. Manuela Pellegrini, IBCN-CNR, Monterotondo, RM

L’Atassia Telangiectasia (A-T) è una malattia genetica rara causata da mutazioni nel gene ATM. Lo scopo del progetto è di inserire una versione corretta del gene ATM mediante strategia lentivirale in cellule umane di pazienti A-T e in cellule progenitrici ematopoietiche di modelli murini che mancano della proteina. Recuperando l’attività di ATM si prevede la reversione dei fenotipi ematopoietici della malattia, aprendo la rotta per una terapia genica nei pazienti A-T.

 

Progetto “Metabolismo della glutammina nelle cellule A-T”

Dr. Michele Menotta, Dip. Scienze Biomolecolari, Università degli Studi di Urbino

Recenti studi hanno ipotizzato un possibile ruolo della glutammina nella fisiopatologia della malattia ed un eventuale effetto del desametasone a livello metabolico. Il presente progetto si propone di indagare il ruolo del metabolismo della glutammina nelle cellule AT, a livello basale e in risposta al farmaco. I risultati permetteranno di proporre una terapia a base di desametasone per curare i sintomi neurologici e metabolici.