Fondazione CARIPLO
Bandi 2006
PRE-PROPOSTA PER IL BANDO
“PROMUOVERE LA RICERCA SCIENTIFICA E TECNOLOGICA
IN TEMA DI SALUTE E SCIENZE DELLA VITA”
TEMA DI RICERCA:
genomica e proteomica per la prevenzione e la diagnosi precoce delle
malattie
X
studi sperimentali basati su metodologie che prevedano l’utilizzo delle
cellule staminali, escluse quelle staminali embrionali umane, in relazione
alla riparazione tessutale
.
TITOLO DEL PROGETTO:
identificazione e caratterizzazione, mediante analisi in proteomica e genomica, di
nuovi geni relati a forme di SLA idiopatica espressi in motoneurone, muscolo
scheletrico ed endotelio. Validazione del loro utilizzo per la diagnostica precoce e
come marcatori prognostici di una terapia preventiva
AREE DISCIPLINARE DEL PROGETTO:
Area 5, Scienze biologiche
Area 10, Scienze farmaceutiche e farmacologiche
RESPONSABILE SCIENTIFICO:
Prof. Emilio Giuseppe Ignazio Clementi, Dip. Scienze Precliniche, LITA-Vialba,
Facoltà di Medicina e Chirurgia
ALTRI PARTECIPANTI UNIMI:
Prof. Elisabetta Dejana, Dip. Biologia, Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e
Naturali
Prof. Giulio Cossu, Dip. Biologia, Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali
PARTECIPANTI DI ALTRI ENTI:
Dott. Silvia Brunelli, Dip. di Medicina Sperimentale, Ambientale e Biotecnologie
Mediche, Facoltà di Medicina e Chirurgia, Università di Milano Bicocca
Dott. Maria Teresa Bassi, IRCCS Eugenio Medea, Ass. La Nostra Famiglia
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DURATA DEL PROGETTO:
2 anni
COSTO COMPLESSIVO DEL PROGETTO:
€1.630.000
IMPORTO RICHIESTO ALLA FONDAZIONE:
€839.900
IMPORTO RESO DISPONIBILE DALLE STRUTTURE: € 127.100 di cui:
€ 43.550 Dipartim. Unimi
€ 43.550 IRCCS E. Medea
€ 40.000 Univ. Mi-Bicocca
PIANO FINANZIARIO:
Personale strutturato:
Spese addizionali:
Spese Generali:
Totale:
€ 500.000
€ 967.000
€ 163.000
€ 1.630.000
PUBBLICAZIONI RECENTI DEL GRUPPO DI RICERCA:
Pisconti A, Brunelli S, Di Padova M, De Palma C, Deponti D, Baesso S, Sartorelli V, Cossu G,
Clementi E. Follistatin induction by nitric oxide through cyclic GMP: a tightly regulated
signaling pathway that controls myoblast fusion J Cell Biol. 2006;172: 233-244
Dejana E. Endothelial cell-cell junctions: happy together. Nat Rev Mol Cell Biol. 2004;5:261270.
Bassi MT, Bresolin N, Tonelli A, Nazos K, Crippa F, Baschirotto C, Zucca C, Bersano A,
Dolcetta D, Boneschi FM, Barone V, Casari G. A novel mutation in the ATP1A2 gene causes
alternating hemiplegia of childhood. J Med Genet. 2004; 41:621-628.
Sampaolesi M, Torrente Y, Innocenzi A, Tonlorenzi R, D'Antona G, Pellegrino MA, Barresi R,
Bresolin N, De Angelis MG, Campbell KP, Bottinelli R, Cossu G. Cell therapy of alphasarcoglycan null dystrophic mice through intra-arterial delivery of mesoangioblasts. Science.
2003; 301: 487-492
Clementi E, Nisoli E, Paolucci C, Cozzi V, Tonello C, Sciorati C, Bracale R, Valerio A,
Francolini M, Moncada S, Carruba MO. Mitochondrial biogenesis in mammals: the role of
endogenous nitric oxide. Science. 2003; 299: 896-899.
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DESCRIZIONE DEL PROGETTO
Analisi del bisogno
La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una patologia ad esito fatale con esordio in età giovanile
o più spesso adulta, caratterizzata da degenerazione del I e II motoneurone. Nonostante siano noti
diversi loci responsabili di forme ad esordio precoce e tardivo, fino ad ora solo 4 geni sono stati
isolati (SOD1, ANG, ALS2, 4 e 8), e questo suggerisce l’esistenza di geni, ad oggi ignoti,
responsabili delle molte forme di SLA geneticamente non determinate.
Studi in modelli murini hanno evidenziato che la degenerazione del motoneurone non è dovuta solo
a suoi difetti intrinseci, ma anche all’azione di cellule adiacenti o funzionalmente connesse, tra cui
il sistema vascolare ed il muscolo scheletrico. Inoltre, in pazienti e nei modelli murini si osservano
danni muscolari primari che precedono la degenerazione del motoneurone. Infine, l’osservazione
che topi in cui la produzione di VEGF é anomala vanno incontro ad una patologia simile alla SLA,
e l’identificazione di ANG come gene causativo, suggeriscono che una alterata vascolarizzazione
contribuisca alla patogenesi della SLA.
Lo studio del ruolo patogenetico di un’alterata funzionalità muscolare e vascolare nella SLA
mediante analisi in proteomica e genomica è nuovo ed importante perché può contribuire
all’identificazione di fattori coinvolti nelle molte forme di SLA a genesi ignota ed allo studio di
terapie di prevenzione.
Obiettivi scientifici
1. studiare i meccanismi molecolari della fisiopatologia del danno primario muscolare e vascolare,
mediante espressione muscolo specifica di ALS2, 4, 8, e ANG mutate;
2. identificare interattori proteici e sistemi trasduttivi del segnale la cui attivazione/associazione con
ALS2, 4, 8, e ANG sia alterata;
3. validare il significato diagnostico dei geni identificati mediante analisi in una banca di DNA di
pazienti SLA;
4. disegnare approcci di prevenzione dell’insorgenza della malattia mediante correzione precoce del
danno.
Piano di intervento
1. espressione in vitro con costrutti virali adeno associati delle varie forme mutate dei geni in esame
in culture organotipiche muscolo/motoneurone/endotelio; valutazione di parametri biochimico
funzionali quali, angiogenesi,
sarcomerogenesi, contrattilità, funzionalità della giunzione
neuromuscolare;
2. generazione di topi che esprimano in modo muscolo o endotelio specifico i geni mutati. Si
valuteranno aspetti biochimici e funzionali dei muscoli, vasi e nervo, in vivo ed in culture
organotipiche;
3. Identificazione e caratterizzazione di partner molecolari delle forme native e mutate di ALS2, 4,
8, e ANG mediante screening two-hybrid di librerie sia muscolo che endotelio-specifiche, ed
esperimenti di pull down, co-immunoprecipitazione e traduzione del segnale;
4. screening di mutazioni nei geni partner di ALS2, 4, 8, e ANG in casisitche di pazienti SLA, e
valutazione del loro ruolo come indicatori prognostici di malattia;
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5. studio dell’effetto di rigenerazione muscolare e/o angiogenesi ed effetto sull’insorgenza del
fenotipo patologico SLA nei modelli animali di cui al punto 2 e nel topo G93A SOD1;
6. studio long term (24 mesi) nei modelli murini degli effetti di una terapia preventiva con una
nuova classe di farmaci anti-infiammatori donatori di nitrossido, un messaggero dotato di un forte
potere pro-rigenerante e citoprotettivo che ritarda la risposta cellulare all’ipossia, evento spesso
scatenante la SLA.
Organizzazione
i proponenti hanno esperienze complementari e documentata collaborazione nello specifico campo.
I modelli animali verranno gestiti presso il lab Clementi, gli studi di interazione molecolare e la
preparazione dei vettori nei lab Bassi e Brunelli, le analisi morfo-funzionali e biochimiche nei lab
Clementi, Cossu, Brunelli, Dejana, le analisi genetiche nel lab Bassi. L’analisi dei risultati ed il
planning avverranno mediante comunicazione informale e riunioni mensili.
