Progetti

Comunicazione tra fattori intrinseci ed estrinseci nel modello di topo di importin alpha3 knock-out. Investigazione della crescita neuritica dei neuroni embrionali e controllo di regolazione genica nei topi importin alpha3 knock-out.
2022-2025 | Programma Rita Levi Montalcini, Ministero Università e Ricerca, Italia 

Letizia Marvaldi, responsabile delle ricerca

Le importine sono proteine che trasportano informazioni dall'assone di un neurone al nucleo cellulare. Le importine sono i cancelli del nucleo e fanno parte del sistema intrinsico di una cellula. Obiettivo del progetto è studiare la relazione tra i fattori intrinseci (importine) e quelli estrinseci (le neurotrofine). Recentemente abbiamo studiato che le importine controllano diverse funzioni, come l’importina alpha5 che regola l’ansietà e l’importina alpha 3 regola il dolore acuto e cronico. Crediamo esistano diversi programmi trascrizionali che sono responsabili di fasi distinte del dolore neuropatico. I topi Importin alpha3 knockout sentono meno dolore acuto e cronico e questo è dovuto al mancato trasporto di cFOS nel nucleo. Siamo stati capaci di mimare l’effetto della riduzione di importin alpha 3 con due farmaci sulmazole e sulfamethizole.

• Sappiamo che il dolore neuropatico è causato da una eccessiva ramificazione assonale e/o mancata innervazione periferica. Vogliamo studiare se il fenotipo osservato da una mancata espressione di importina alpha3 causa una migliore rigenerazione nervosa e una re-innervazione ai tessuti periferici. Studieremo il network trascrizionale e genico della crescita neuronale e potenziali vie terapeutiche. Alla fine, compareremo i nostri geni di interesse con tessuti di pazienti con dolore neuropatico in modo da verificare se abbiano funzioni similari nell’uomo.
• Studieremo il ruolo di importina alpha 3 durante lo sviluppo. Noi determineremo l’interazione dei fattori intrinseci (importine) e fattori estrinseci (neurotrofine) durante lo sviluppo dei neuroni sensoriali.

Braccio di ferro con la demenza: ferro e mitocondri come nuovi target contro la Malattia di Alzheimer  
2022-2024 | Fondazione Cassa di Risparmio di Torino (CRT)

Serena Stanga, responsabile della ricerca

Con l’innalzamento delle aspettative di vita della popolazione, la prevalenza delle malattie neurodegenerative è destinata ad aumentare drammaticamente; l’età è infatti il principale fattore di rischio associato alle demenze. In questo progetto ci proponiamo di scoprire nuovi meccanismi neurobiologici alla base della neurodegenerazione, di identificare nuovi marcatori in grado di predire il declino cognitivo e nuovi target per lo sviluppo di farmaci per la cura della malattia di Alzheimer. Studieremo in particolare i meccanismi legati al metabolismo del ferro nella corteccia cerebrale e nell’ippocampo, le aree più colpite durante l’invecchiamento cerebrale, in modelli murini di Alzheimer che analizzeremo con approcci di biologia cellulare, molecolare, biochimica e di imaging avanzato.   

La bio-stampa 3D: neurobiologia e ingegneria unite per studiare e curare le lesioni al midollo spinale
2021-2023 | Fondazione CRT 

Marina Boido,responsabile della ricerca
co-PI Chiara Tonda-Turo (Politecnico di Torino)

Quattromilacinquecento sono i pazienti para- e tetraplegici nel solo Piemonte. Una patologia invalidante, che stravolge completamente la vita di chi ne è colpito. Il midollo spinale è infatti quella parte di sistema nervoso centrale che connette l’encefalo con la periferia: se a causa di una lesione le fibre nervose che lo compongono vengono danneggiate, si interrompe questa comunicazione e gli esiti sono drammatici (paralisi, perdita di sensibilità, alterate funzioni fisiologiche). A oggi non vi è una cura ed i pazienti sono costretti in carrozzina o immobilizzati in un letto, a seconda della gravità del danno. Grande speranza è riposta quindi nel campo della ricerca, per individuare nuove strategie terapeutiche.

In questo scenario, il nostro ambizioso progetto nasce dalla stretta collaborazione tra neurobiologi e ingegneri: intendiamo utilizzare la bio-stampa 3D per costruire un modello cellulare tridimensionale di midollo spinale. Questo ci permetterà di replicare in vitro l’anatomia del midollo spinale (sano e lesionato), consentendoci di studiare se e come le fibre nervose degenerano e/o rigenerano e testare preliminarmente strategie terapeutiche promettenti (come l’uso di cellule staminali mesenchimali) per ristabilire i circuiti nervosi. Il progetto avrà quindi il duplice scopo di creare un funzionale modello cellulare 3D di midollo spinale che permetta di fare un primo screening di farmaci e terapie, e consenta anche di ridurre l’uso di animali da esperimento e gli errori spesso associati all’utilizzo di modelli in vivo.

Il ruolo della proteina SMN nella traduzione: implicazioni per l’Atrofia Muscolare Spinale
2019-2022 | Fondazione Telethon

Marina Boido, responsabile dell'unità di ricerca
Network di ricerca: coordinatore Gabriella Viero, CNR, Trento

Lo scopo del progetto è comprendere come le alterazioni dell'espressione di SMN influenzino la traduzione (cioè la sintesi proteica) in caso di SMA. Lo studio sarà importante non solo per comprendere più a fondo il ruolo di SMN (le cui funzioni sono solamente in parte note) e la patogenesi della malattia, ma anche per progettare terapie sempre più efficaci per contrastare la SMA.

Salute Mentale e Verde/Blu urbano
2018-2022 | MIUR Dipartimenti di Eccellenza  

Responsabile: Alessandro Vercelli

Tra i metodi non farmacologici per la prevenzione e la cura delle malattie, emerge sempre più l’importanza dell’interazione tra uomo e natura. Stare nella natura ha un impatto positivo sulla pressione sanguigna, sul colesterolo, sulla riduzione dello stress ed è in grado di stimolare la sensazione di benessere e l’attenzione. Alcuni di questi effetti positivi sembrano essere dovuti a molecole rilasciate dalle piante nelle aree verdi: tra queste, i terpeni, metaboliti vegetali secondari lipofili a basso peso molecolare, sono in grado di influenzare un'ampia gamma di attività biologiche in vari modelli di malattie umane.
In questo progetto valutiamo quanto il vivere in un ambiente urbano in prossimità di aree verdi (“green”) e la loro frequentazione possa ridurre il quadro depressivo e ridurre la necessità dell’assunzione di farmaci da parte del paziente depresso.

In collaborazione con la Clinica Psichiatrica (Azienda Ospedaliera Universitaria Città della Salute e della Scienza di Torino - Presidio Molinette) diretta dalla Prof.ssa Rocca, utilizziamo un approccio multimodale: studiamo le variazioni di marker bioumorali ed epigenetici di infiammazione e di risposta allo stress, prima e dopo l’esposizione cronica al “green”. Con la risonanza funzionale valutiamogli effetti dell’esposizione al verde urbano sulla connettività cerebrale.

In parallelo, studiamo l’effetto biologico dell’esposizione al verde urbano sul sistema nervoso, per identificare le fito-molecole mediatrici di tali effetti positivi e i loro meccanismi di azione in colture cellulari.
Immergersi nella natura potrebbe rivelarsi un’indicazione terapeutica, facile da seguire, complementare alle terapie farmacologiche tradizionali.

Sviluppo di terapie combinate per la SMA
2019-2020 | AFM Telethon

Marina Boido, responsabile dell'unità di ricerca
Network di ricerca: coordinatore Ruben Artero, Università di Valencia, Spagna; Cécile Martinat, I-STEM, Corbeil-Essonnes, Francia

In questo progetto selezioneremo e testeremo in vitro e in vivo alcuni farmaci già approvati dalla FDA (da soli o in associazione), per identificare la combinazione più efficace di sostanze in grado di aumentare a livello sistematico i livelli di SMN: lo scopo è di individuare un farmaco che non solo aumenterà l’espressione di SMN nei motoneuroni, ma anche in altri distretti periferici colpiti.

I mitocondri nell’Atrofia Muscolare Spinale: disfunzioni e mitofagia
2018-2020 | Fondazione CRT - Richieste Ordinarie 2017

Marina Boido

Lo scopo del progetto è studiare approfonditamente nella SMA la disfunzione dei mitocondri e la mitofagia. Intendiamo comprendere come la patogenesi della SMA sia legata alle alterazioni dei mitocondri. L’approfondita analisi di tali aspetti contribuirà sia a far luce sui complessi meccanismi che causano la SMA, ma anche a identificare nuovi bersagli terapeutici.

Identificazione di nuovi bersagli e potenziali composti terapeutici per l'Atrofia Muscolare Spinale, utilizzando un modello C.elegans di neurodegenerazione
2017-2020 | Fondazione Telethon

Alessandro Vercelli, responsabile dell'unità di ricerca
Network di ricerca: coordinatore Elia Di Schiavi, CNR, Napoli

Il progetto ci aiuterà a identificare nuovi partner genetici che interagiscono con SMN e a capire in che modo questi influenzino i fenotipi dipendenti da smn-1; inoltre intendiamo identificare nuove molecole per prevenire la neurodegenerazione causata dalla mancanza di SMN.

My-AHA - My Active and Healthy Ageing
gennaio 2016-2019 | Horizon 2020

Coordinatore Alessandro Vercelli, NICO - Università of Torino
Il consorzio è composto da: Istituto Mario Boella (Torino), the Universities of Siegen and Koln (D), Loughborough (GB), Instituto de Biomecanica Valencia (E), Fraunhofer Portugal, Johanniter Austerreich (A), Kasa Solution (D), VitalinQ (N), GESMED (E).
Partecipano come partner Extra-EU: Seul National University (South Korea), Tohoku University (Japan), University of the Sunshine Coast (Australia), e JIN company (Japan).

Finalità e Rilevanza
Lo scopo principale di my-AHA è ridurre il rischio di fragilità, migliorando l'attività fisica e la funzione cognitiva, lo stato psicologico, le risorse sociali, la nutrizione, il sonno e il benessere generale. Il progetto consentirà ai cittadini più anziani di gestire al meglio la propria salute, con conseguente riduzione dei costi di assistenza sanitaria. My-AHA utilizzerà concetti analitici all’avanguardia per offrire nuove modalità di monitoraggio della salute e prevenzione delle malattie, il tutto mediante profilazione e consigli personalizzati, feedback e supporto.

Approccio
Una piattaforma basata sulle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) sarà in grado di rilevare, precocemente e con precisione, i rischi di fragilità tramite sensori e la raccolta di dati immediatamente disponibili nell'ambiente di vita quotidiana degli anziani. Quando verrà rilevato il rischio, my-AHA fornirà interventi mirati basati sulle TIC, con efficacia scientificamente provata, tra cui offerte controllate da presidi stabiliti di sostegno medico e di invecchiamento in salute. Questi interventi seguiranno un approccio integrato per motivare gli utenti a partecipare all’esercizio fisico e cognitivo, stimolare giochi e interazioni sociali per ottenere cambiamenti del comportamento a lungo termine, sostenuti dal costante coinvolgimento dell'utente finale con my-AHA.
 > scopri di più: www.activeageing.unito.it

Neurostemcellrepair - Consorzio europeo cellule staminali per la sostituzione delle cellule neurali, la riprogrammazione e la riparazione funzionale del cervello
2013-2017 | FP7 Unione europea

E Fucà, A Buffo, D Carulli fanno parte dell'unità di ricerca guidata da A Vercelli
Coordinatore: Elena Cattaneo, Università di Milano; Ernest Arenas, Karoliska Institute, vice coordinatore; Parmar Malin, University of Lund, Stephen Dunnet, University of Cardiff, Oliver Brustle, University of Bonn, Roger Barker, University of Cambridge, Charles ffrench-Constant, University of Edimburgh, Andreas Bosio, Milteny, Ida Biunno, Isenet.

Questo progetto si propone di sviluppare terapie basate sulle cellule staminali per la corea di Hungtington e il morbo di Parkinson. Studiamo il differenziamento delle cellule trapiantate in modelli di Hungtington ed esaminiamo come specifici protocolli di training possano migliorare il differenziamento e l’integrazione degli elementi trapiantati.
 > scopri di più: www.neurostemcellrepair.org

La morte dei motoneuroni nell’Atrofia Muscolare Spinale (SMA): nuovi modelli animali e strategie terapeutiche innovative
2011-2015 | Ministero della Salute RF-2009-1475235

Il progetto di ricerca proposto coinvolge: i) l’Unità di Neuroanatomia Molecolare e Patogenesi (G. Battaglia), presso l'Istituto Neurologico Fondazione IRCCS "C. Besta" di Milano; ii) il laboratorio di Biologia Molecolare e Computazionale (F. Di Cunto) presso il Centro di Biotecnologie Molecolari di Torino; iii) il laboratorio di Neurobiologia C.elegans (E. Di Schiavi) presso l'Istituto di Genetica e Biofisica del CNR di Napoli; e iv) il laboratorio di Neuroanatomia dello Sviluppo (A. Vercelli) al NICO.

L’Atrofia Muscolare Spinale o SMA è una malattia autosomica recessiva caratterizzata da una grave degenerazione selettiva dei motoneuroni. La SMA è la maggiore causa genetica di mortalità infantile, con un'incidenza di 1: 10.000 nati vivi e una frequenza stimata di 1:35. Il gene che determina la SMA è stato scoperto nel 1995, e denominato surviving motor neuron (SMN). Il prodotto principale proteina del gene SMN1, la proteina FL-SMN, ha il suo ruolo primario e più importante negli spliceosomi e nella maturazione dei pre-mRNA.

Tuttavia, non si sa come ridotti livelli FL-SMN portino alla degenerazione selettiva dei motoneuroni nella SMA. Di conseguenza, nessuna terapia efficace è fino ad ora disponibile per i bambini colpiti. Una nuova forma troncata della proteina FL-SMN, a-SMN o SMN assonale, con espressione selettiva negli assoni dei motoneuroni del midollo spinale, è stata recentemente scoperta dal gruppo Battaglia. Intendiamo verificare la funzione in vivo e le proprietà terapeutiche di FL-SMN e a-SMN sia in invertebrati e in modelli sperimentali.

Generazione di neuroni umani striatali autentici da cellule staminali pluripotenti per il trapianto nell'Huntington
2013-gennaio 2016 | PRIN - Ministero dell'Istruzione, Università e Ricerca

Coordinatore: Elena Cattaneo; Responsabile locale: Alessandro Vercelli
Network di ricerca: Biella Gerardo Rosario, University of Pavia; Biunno Ida, Cnr; Moresco Rosa Maria, University Milano-Bicocca

L'anatomia dello striato nei mammiferi è caratterizzata dalla presenza di neuroni di proiezione spinosi di medie-dimensioni GABAergici e di un 5% di  interneuroni. Sulla base di criteri immunoistochimici e istochimici, lo striato può essere suddiviso in striosomi debolmente marcati e una matrice intensamente colorata, in cui  i neuroni sono organizzati differentemente. Lo striato fa parte dei circuiti neurali che svolgono un ruolo fondamentale nel comportamento motorio e nei meccanismi  di ricompensa. Nel caso di malattia di Huntington l'organizzazione anatomica è completamente distrutta, infatti i neuroni di proiezione degenerano  massicciamente, determinando la morte neuronale secondaria nella sostanza nera, con cui lo striato è fortemente interconnesso.

Lo scopo del consorzio è quello di studiare il  potenziale espresso da uno specifico set di cellule staminali, i progenitori striatali ventrali umani derivati da cellule staminali embrionali, nel rimpiazzare i neuroni di  proiezione perduti in un modello sperimentale di ratto affetto da malattia di Huntington.
Nella struttura di questo progetto, UNITO si occuperà di studiare l'integrazione anatomica delle cellule staminali nello striato. I risultati ottenuti dalla nostra unità saranno confrontati con quelli ottenuti negli stessi animali riguardanti la funzionalità motoria, per correlare il miglioramento motorio al differenziamento delle cellule staminali e alla loro integrazione nei circuiti  neurali.

Uso di scaffold biomimetici e cellule staminali per sostenere la rigenerazione del midollo spinale danneggiato
2014-2016 | Fondazione CRT

Marina Boido, NICO co-PI con Gianluca Ciardelli e Chiara Tonda-Turo del Politecnico di Torino

Il progetto nasce da una collaborazione tra UNITO e POLITO. Nel presente progetto sono utilizzati idrogeli (poliuretani biomimetici, idrosolubili e termosensibili) nei quali vengono inserite cellule staminali (embrionali o adulte).
Gli scaffold sono testati in vitro, al fine di valutare la loro capacità di incapsulare le cellule e di mantenerle vitali. Nella seconda parte del progetto si intende iniettare scaffold e cellule staminali in vivo, in un modello murino di lesione spinale da contusione.
 Per valutare l’efficacia del trattamento, vengono studiate le prestazioni sensorimotorie degli animali, la sopravvivenza/integrazione delle cellule, e l’espressione di molecole coinvolte nella rigenerazione e nella neuroinfiammazione.