11.2022 - 02.2026

Neurodegeneration, trauma and stroke – MNESYS

Il presente studio ha utilizzato colture cellulari dopaminergiche per indagare gli effetti tossici e i meccanismi alla base della morte cellulare neuronale indotta dalla tossina mitocondriale rotenone come modello in vitro per lo studio della malattia di Parkinson. Un'incubazione di 24 ore con rotenone sulle cellule dopaminergiche PC12 influenza l'ultrastruttura cellulare, causando una diminuzione delle vescicole sinaptiche, induce una diminuzione della vitalità cellulare, determinando un aumento della produzione e del rilascio di ROS e un aumento del numero di cellule soggette ad apoptosi. È stata osservata anche una riduzione del rilascio di dopamina a causa dell'alterazione dei meccanismi alla base delle funzioni di esocitosi vescicolare. Lo studio è quindi proseguito all'analisi dei neuroni dopaminergici differenziati a partire dalle cellule PC12. Nel corso del progetto sono stati valutati i cambiamenti morfologici nelle cellule marcate con marcatori molecolari neuronali. Abbiamo anche confermato che l'incubazione con rotenone a una concentrazione di 0,5 uM è la dose principale che causa danni alla vitalità neuronale, pur mantenendo uno stato neuronale fisiologico minimo. È stata condotta una serie dettagliata di studi elettrofisiologici, morfologici e biochimici per caratterizzare in modo approfondito questo modello cellulare. Per valutare la completa maturazione neuronale anche dal punto di vista elettrofisiologico, i neuroni dopaminergici sono stati valutati utilizzando registrazioni multielettrodo MEA ad alta densità con 4000 elettrodi, dove è stata rilevata un'attività sinaptica di attivazione diffusa e distribuita, assente prima del protocollo di differenziazione, monitorata su tutta l'area di registrazione del chip. Il nostro gruppo di ricerca è stato inoltre coinvolto all'analisi del siero derivato da pazienti colpiti da ictus e dai rispettivi controlli, in registrazioni elettrofisiologiche in vitro. L'obiettivo principale dell'analisi è dimostrare gli effetti neuronali e molecolari di possibili biomarcatori infiammatori da tradurre in studi clinici. 

Il presente studio molecolare ed elettrofisiologico ha confermano la piena validità del modello in vitro di differenziamento neuronale a partire da cellule di neuroblastoma PC12, fornendoci così un modello più che valido per futuri studi sulla tossicità neuronale e per lo studio dei sieri prelevati sia dai pazienti parkinsoniani che dai pazienti stroke analizzati con tecniche neurochimiche (luminex) per valutarne il contenuto citochinico infiammatorio. Questo studio potrà fornire importanti informazioni cellulari e molecolari per la messa appunto di nuovi approcci terapeutici. 

Spoke 6 : Neurodegenerazione, trauma e ictus