> FocusUnimore > numero 55 – febbraio 2025
FAR 2024 Funded Projects – Unimore Line of the LS Macrosector
The FAR 2024 call from the University of Modena and Reggio Emilia has funded three life sciences research projects, each receiving €80,000. The projects are: EPICURE: Coordinated by Dr. Daniela Gandolfi, this project explores the cellular and molecular basis of drug resistance in epilepsy, aiming to develop personalized therapies for drug-resistant patients. Using human brain tissue samples, the project seeks to better understand the pathophysiology of epilepsy and improve personalized medicine in the treatment of this neurological disorder. Phthalate Exposure and Neurosdevelopment: Coordinated by Dr. Laura Lucaccioni, the project investigates the effects of phthalates, endocrine disruptors found in everyday products, on growth and neurodevelopment in preschool-aged children. By analyzing urine samples, it will explore how prolonged exposure to these substances may affect neuro-evolutionary development, with the goal of identifying risk factors for neurodevelopmental disorders. Epidermolysis Bullosa and Genetic Editing: Coordinated by Prof. Laura De Rosa, the project focuses on the treatment of Epidermolysis Bullosa Simplex through genetic editing of epidermal stem cells. Using CRISPR/Cas9 technology, the project aims to develop an innovative strategy to genetically correct the disease, with potential applications in gene therapy. These projects, which involve interdisciplinary and international collaborations, aim to make significant advancements in their respective research areas, promoting innovations in the treatment of severe neurological and genetic disorders.
I progetti di ricerca finanziati da Unimore attraverso il bando FAR – Fondo di Ateneo per la Ricerca 2024 – Linea Unimore per il Macrosettore ERC di Scienze della vita sono tre, ognuno dei quali ha ricevuto un finanziamento di 80mila euro.
Si tratta del progetto EPICURE coordinato dalla Dott.ssa Daniela Gandolfi del Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”, del progetto “Esposizione agli ftalati, crescita e neurosviluppo in bambini in età prescolare” coordinato dalla Dott.ssa Laura Lucaccioni del Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche Materno-Infantili e dell’Adulto e di un progetto sul trattamento dell’Epidermolisi Bollosa, coordinato dalla Prof.ssa Laura De Rosa del Dipartimento di Scienze della Vita.
Il progetto EPICURE (Comprendere le basi cellulari e molecolari della resistenza ai farmaci nell’epilessia: una ricerca traslazionale su campioni di cervello umano e dati clinici) si inserisce all’interno di una solida collaborazione interdisciplinare tra clinici dell’Unità di Neurologia e Neurochirurgia dell’Ospedale Civile di Baggiovara e ricercatori di Neuroscienze afferenti all’infrastruttura di ricerca EBRAINS-Italy.
In virtù di questa partnership, Unimore è entrata a far parte di una rete internazionale di centri di ricerca d’eccellenza che studiano la fisiopatologia del cervello a partire dall’analisi in vitro di campioni di tessuto cerebrale umano.
Coniugando dati clinici pre ed intra-operatori con l’analisi dell’attività funzionale di tessuto umano derivante da chirurgia per il trattamento di epilessie famaco-resistenti, EPICURE si pone l’obiettivo di far progredire in modo significativo la comprensione dei meccanismi cellulari e molecolari alla base della patologia.
Obiettivo principale del progetto è quindi quello di fornire le basi per lo sviluppo a lungo termine di approcci di medicina e farmacologia personalizzata. Il progetto è basato sulla possibilità di effettuare registrazioni elettrofisiologiche ex-vivo su campioni di tessuto cerebrale umano di pazienti che entrano nel programma di chirurgia per l’epilessia del Centro Regionale di III livello dell’Ospedale Universitario di Modena.
L’epilessia, uno dei disturbi neurologici più comuni e disabilitanti, colpisce oltre 6 milioni di pazienti in Europa, con 300.000 nuovi casi diagnosticati ogni anno. I farmaci antiepilettici attualmente disponibili non sono sufficientemente specifici ed in molti casi presentano effetti collaterali significativi, tra cui disturbi cognitivi e psichiatrici. Si prevede che un terzo dei pazienti sviluppi resistenza ai farmaci nel corso della malattia, con un alto rischio di co-morbidità e mortalità associate.
Questo scenario evidenzia l’urgenza di sviluppare protocolli personalizzati per prevedere l’efficacia dei farmaci o eventi avversi, nonché la necessità di terapie personalizzate ed altamente efficaci, che mirino selettivamente agli elementi cellulari e sinaptici maggiormente coinvolti nell’eziopatogenesi dell’epilessia. EPICURE propone un innovativo approccio traslazionale e multimodale per analizzare le proprietà elettrofisiologiche del tessuto cerebrale umano. Attraverso un approccio multiscala, che combina registrazioni elettrofisiologiche di singole cellule e di microcircuiti intatti, analisi avanzate dei segnali e modellazione matematica dell’attività neuronale, EPICURE punta a collegare l’attività fisiopatologica del cervello alle sue proprietà biofisiche, attraverso una caratterizzazione sistematica e comparativa dei neuroni umani e delle loro proprietà sinaptiche che possa essere correlata con evidenze cliniche. Il progetto nello specifico prevede la combinazione di diverse metodologie sperimentali ed informatiche, tra cui: registrazioni elettroencefalografiche preoperatorie ed elettrocorticografiche intraoperatorie; registrazioni intracellulari multiple; registrazioni di attività di microcircuiti nervosi con array di micro-elettrodi ad alta densità (HD-MEA); sviluppo di una pipeline informatica che genera un’analisi automatizzata dei dati elettrofisiologici.
“Il finanziamento del progetto EPICURE – commenta la Dott.ssa Daniela Gandolfi – consente di rafforzare la preziosa collaborazione tra la clinica neurologica e la ricerca di base in ambito neuroscientifico per lo studio traslazionale della fisiopatologia cerebrale umana. Sono molto grata di poter contribuire allo sviluppo di una progettualità altamente interdisciplinare che coinvolge molte competenze, dalla clinica alla bioingegneria.”
Il progetto “Esposizione agli ftalati, crescita e neurosviluppo in bambini in età prescolare”, coordinato dalla Dott.ssa Laura Lucaccioni (RTD-B MEDS-20/A), è un lavoro trasversale che vede il coivolgimento dell’U.O. di Pediatria (Prof. Lorenzo Iughetti), afferente al Dipartimento di eccellenza SMECHIMAI e il Dipartimento di Scienze Biomediche, Metaboliche e Neuroscienze Sede ex Sanità Pubblica (Prof.ssa Elena Righi).
Tale collaborazione è in essere già dal 2018 e riguarda lo studio degli interferenti endocrini (IE) e in particolare degli Ftalati, sostanze chimiche largamente utilizzate nei prodotti della vita quotidiana (plastiche, imballaggi, cosmetici…) che a causa della loro attività di IE sono soggetti a stretta regolamentazione secondo le norme europea.
Il progetto vedrà il coinvolgimento di bambini in età pre-scolare (5-6 anni) e delle loro famiglie. Attraverso la raccolta di campioni urinari verrà indagata l’esposizione agli Ftalati. Già nel corso di precedenti studi è stato riscontrato come tali IE siano dosabili su matrice urinaria nelle varie fasi della vita del bambino e nelle loro madri, talvolta a dosaggi non conformi alle regolamentazioni, ponendo a rischio la salute dei più piccoli. Gli Ftalati, infatti, vengono riconosciuti come ‘tossici per la riproduzione’, ma la globalizzazione dei commerci non consente che le restrizioni previste dagli organismi europei siano applicabili ubiquitariamente sul nostro territorio.
L’esposizione agli Ftalati verrà poi posta in relazione con l’accrescimento staturo-ponderale dei bambini e con il loro sviluppo neuro-evolutivo, che sarà indagato attraverso una ampia batteria di test neuropsicologici.
La letteratura più recente, infatti, illustra come l’esposizione prolungata e perpetua a miscele di IE durante finestre temporali di estrema vulnerabilità per la salute del bambino (come la prima infanzia), possa aumentare il rischio di sviluppare disordini del neurosviluppo. Tali condizioni, si manifestano nelle prime fasi della vita del bambino e sono caratterizzati da deficit del funzionamento personale, sociale, scolastico o lavorativo. Lo spettro delle manifestazioni cliniche è ampio, varia da limitazioni specifiche dell’apprendimento fino alla compromissione globale delle abilità sociali e dell’intelligenza.
Vengono considerati ND la disabilità intellettiva, i disturbi della comunicazione, il disturbo dello spettro autistico (DSA), il disturbo da deficit di attenzione/iperattività (ADHD), il disturbo specifico dell’apprendimento e i disturbi del movimento. Il tasso di incidenza di questi disturbi sta aumentando in modo imponente negli ultimi anni, ed è dovere del ricercatore cercare di individuarne le possibili cause\fattori di rischio, per poter intervenire: vivere in un mondo sempre più inquinato, non facilita il verificarsi di uno sviluppo neuroevolutivo tipico, ma ne aumenta la vulnerabilità.
“Sono estremamente onorata di aver ottenuto questo finanziamento di Ateneo, e tengo ad esprimere la mia profonda gratitudine – commenta laDott.ssa Laura Lucaccioni –. Tale fondo ci permetterà di realizzare un progetto ambizioso, che tocca tematiche importanti per la salute pubblica e in particolare per quella pediatrica, come l’esposizione ad interferenti endocrini e i disordini del neurosviluppo. Il progetto è frutto di un intenso lavoro di squadra, in cui ogni componente è davvero prezioso e importante. Tengo pertanto a ringraziare il Direttore della clinica Pediatrica, Prof. Lorenzo Iughetti, per la sua costante supervisione e la Prof.ssa Elena Righi, colonna portante di questa equipe di lavoro che procede ormai dal 2018. Un grazie particolare va alle Dottorande del gruppo, le Dottoresse Viola Trevisani e Lucia Palandri, che hanno contribuito alla stesura del progetto e ad Angela Ferrari, fondamentale per i dosaggi urinari”.
Il progetto “Screening basato sulla fluorescenza dell’editing genico delle cellule staminali mediato dall’HDR per il trattamento dell’Epidermolisi Bollosa Simplex”, coordinato dalla Prof.ssa Laura De Rosa, mira a sviluppare un modello di studio basato su cheratinociti primari umani per ottimizzare una strategia di editing genetico tramite knock-in (KI) nelle cellule staminali epidermiche. Attraverso la tecnologia CRISPR/Cas9, verranno inserite cassette di diverse dimensioni nel locus genomico del gene KRT14, con il fine di sostituire parzialmente o completamente la sequenza del gene.
Per facilitare il monitoraggio del KI mediato da CRISPR/Cas9, sarà introdotta la sequenza della Green Fluorescent Protein (GFP) in frame con la sequenza codificante del gene, portando alla formazione di una proteina chimerica.
Inoltre, il progetto indagherà nuove strategie per potenziare l’efficienza dell’editing genetico mediato da Homology-Directed Repair (HDR) attraverso diversi approcci sperimentali. Questo modello permetterà di affinare le tecniche di knock-in che mirano a inserire costrutti di grandi dimensioni in cellule staminali, ponendo le basi per un innovativo approccio di terapia genica ex vivo.
“Grazie a questo finanziamento – ha commentatola Prof.ssa Laura De Rosa – avremo l’opportunità di esplorare nuovi approcci terapeutici per il trattamento di una forma grave di Epidermolisi Bollosa, una rara malattia genetica che colpisce gli epiteli di rivestimento. Inoltre, potremo ampliare il team di ricerca con una nuova figura professionale, contribuendo alla formazione di futuri ricercatori nell’ambito delle terapie avanzate. Il successo di questo progetto costituirà un passo cruciale per ottenere ulteriori finanziamenti e promuovere lo sviluppo di strategie innovative di terapia genica per l’EB”.