Vincitori Fellowship 2024

(Un atlante trascrittomico spaziale e a singola cellula delle cellule di Schwann della pelle umana in condizioni di salute e malattia)

Breve descrizione:
I disturbi cutanei sono molto diffusi e colpiscono milioni di persone. La pelle ospita numerosi tipi cellulari, tra cui le cellule gliali più abbondanti del sistema nervoso periferico: le cellule di Schwann (SC). Sebbene sia noto che queste ultime svolgano un ruolo nella riparazione dei tessuti, il loro coinvolgimento nelle malattie della pelle come dermatite atopica, cheloidi e psoriasi non è ancora ben compreso.

Alcune ricerche preliminari hanno iniziato a indagare il comportamento delle SC in tali condizioni, ma nessuno studio su larga scala ha finora mappato la loro diversità nella pelle sana e in quella malata. Questo progetto si propone di realizzare un atlante trascrittomico spaziale e a singola cellula delle SC della pelle umana, per comprendere meglio il loro ruolo in condizioni di salute e malattia.

Verrà caratterizzata la diversità delle popolazioni di SC nella pelle sana e in 23 disturbi cutanei, validandone la distribuzione spaziale in situ mediante trascrittomica spaziale e tecniche avanzate di imaging 3D. Inoltre, identificheremo le nicchie spaziali delle SC nella pelle ed esploreremo i loro potenziali ruoli nella regolazione delle malattie.

L’atlante delle SC risultante sarà una risorsa preziosa per la comprensione e il trattamento di condizioni come eczema, acne, psoriasi e cancro. Questa risorsa open access contribuirà anche ad accelerare la ricerca futura sulla biologia delle SC in diversi organi, favorendo i progressi della scienza dermatologica clinica e di base.

(Indagine sul ruolo di una nuova sequenza di RNA non codificanti lunghi nell'invecchiamento e nella rigenerazione muscolare)

Breve descrizione:

Le sostanze d’abuso comuni, come alcol, caffeina e tabacco, sono agenti teratogeni in grado di compromettere lo sviluppo cerebrale fetale durante la gestazione.

Sebbene spesso assunte in combinazione, i loro effetti vengono generalmente studiati in modo isolato. Il progetto proposto mira a studiare l'effetto sinergico dell'abuso combinato di queste sostanze sullo sviluppo cerebrale fetale utilizzando organoidi cerebrali.

Verrà impiegata una piattaforma di screening farmacologico ad alta capacità, basata su organoidi umani di diverse origini genetiche ed etniche, fino a includere campioni derivati da pazienti. L’esposizione combinata a più sostanze verrà testata in diverse fasi dello sviluppo cerebrale, fino alla metà della gestazione, secondo la finestra di sviluppo riprodotta negli organoidi cerebrali.

Lo studio adotterà protocolli ottimizzati per garantire un’elevata riproducibilità tra campioni. Risultati preliminari, ottenuti mediante pre-modellazione di cellule staminali pluripotenti e screening di qualità morfologico degli organoidi, hanno dimostrato di poter superare la scarsa riproducibilità tra campioni.

Utilizzando tecniche avanzate di imaging e analisi, il progetto valuterà l’impatto dei teratogeni sulla proliferazione e differenziazione dei progenitori neurali, sulla maturazione neuronale e sull'attività. Questo approccio innovativo si propone di fornire nuove conoscenze sull’effetto sinergico di più sostanze d'abuso durante la gravidanza, andando oltre i tradizionali studi basati su singole sostanze.

(Meccanismi molecolari della cronicizzazione del dolore) 

Breve descrizione:

Il dolore, pur rappresentando un fondamentale meccanismo sensoriale di allerta, può diventare invalidante nelle sue forme croniche, come il dolore neuropatico (NP).

Il progetto si propone di chiarire i meccanismi molecolari alla base della cronicizzazione e della modulazione del dolore attraverso l’esercizio fisico, utilizzando approcci omici a cellula singola e bioinformatici all’avanguardia.

L’obiettivo dello studio è (1) mappare le variazioni trascrizionali ed epigenetiche nei nocicettori e nei tipi cellulari associati durante la progressione del NP, (2) identificare le vie molecolari attivate
dall’esercizio fisico durante il NP e (3) individuare potenziali target terapeutici per il ripristino della funzione dei nocicettori.

Questo lavoro si propone inoltre di diventare una risorsa di riferimento per la comunità scientifica impegnata nella ricerca sulla biologia del dolore.

(Indagine sul ruolo di una nuova sequenza di RNA non codificanti lunghi nell'invecchiamento e nella rigenerazione muscolare)

Breve descrizione:

La riduzione della massa muscolare scheletrica, o atrofia, è associata a un peggioramento dell’autonomia e della qualità della vita negli anziani. Si stima che circa il 27% della popolazione mondiale manifesti una qualche forma di atrofia muscolare scheletrica.

Lo sviluppo dell’atrofia muscolare scheletrica è influenzato da diversi fattori, tra cui l’invecchiamento naturale e la ridotta attività fisica. Nonostante le numerose iniziative volte a promuovere uno stile di vita attivo come contromisura contro l'atrofia muscolare scheletrica e i progressi scientifici, non esiste ancora una terapia standard per contrastare la perdita involontaria di massa muscolare scheletrica associata all’invecchiamento.

Per questo motivo è necessario esplorare nuovi approcci per individuare potenziali regolatori dell’atrofia muscolare scheletrica. Gli RNA lunghi non codificanti (lncRNA) stanno emergendo come regolatori chiave dei processi fisiologici del muscolo scheletrico.

A seguito di interventi che inducono atrofia del muscolo scheletrico, abbiamo identificato una sequenza di LncRNA precedentemente non descritta, sovraespressa nel muscolo scheletrico di topo e uomo. L’obiettivo di questo progetto è indagare il ruolo di questo nuovo LncRNA nell’omeostasi e nella rigenerazione del muscolo scheletrico. Per raggiungere tale obiettivo, utilizzeremo un innovativo modello umano di muscolo scheletrico.

Utilizzando cellule staminali di muscolo scheletrico di donatori umani, ho sviluppato un modello 3D che riproduce l’architettura del muscolo scheletrico, risponde agli stimoli fisiologici e si rigenera in seguito a stimolazione.

Il modello 3D del muscolo scheletrico sarà determinante per modulare l’espressione della sequenza di RNA oggetto di studio mediante un sistema virale di trasduzione genica. Valuteremo l’istologia del modello del muscolo scheletrico sia a livello tissutale che trascrizionale. Analizzeremo il metabolismo delle fibre, la funzione mitocondriale e ribosomiale durante l’omeostasi del muscolo scheletrico, così come l’influenza del LncRNA sul potenziale rigenerativo del muscolo.

In conclusione, questo progetto mira a descrivere il ruolo di un LncRNA finora inesplorato nei processi di riparazione e metabolismo del muscolo scheletrico, colmando una lacuna conoscitiva rilevante nel campo della fisiologia muscolare.

(Esplorazione del ruolo dell’eterofagia mediata dai macrofagi nell’invecchiamento e del suo potenziale per migliorare la salute tissutale) 

Breve descrizione:

Il mio progetto esplora l’eterofagia, un nuovo meccanismo di controllo di qualità assistito dalle cellule, fondamentale per l’omeostasi tissutale, con particolare attenzione ai meccanismi regolatori e all’impatto dell’invecchiamento su questo processo. Questa ricerca potrebbe favorire lo sviluppo di nuove terapie contro l’invecchiamento e le malattie ad esso associate, contribuendo a prolungare la durata della vita in salute e a favorire un invecchiamento sano attraverso la modulazione del sistema immunitario.