#GRANTWINNERS: FABRIZIA GUARNIERI

Abbiamo qualche indizio, ma ancora poche informazioni su come la proteina funzioni e quale sia la sua reale complessità: è proprio questo a rendere il progetto particolarmente interessante”. Fabrizia, capelli rossi e occhi blu, non riesce a contenere il suo entusiasmo: ex studentessa di Biotecnologie presso il nostro Ateneo, la Dott.ssa Guarnieri lavora presso l’Unità di Neuropsicofarmacologia dell’IRCSS Ospedale San Raffaele, tra gli autori dello studio pubblicato su Cell Reports che recentemente ha scoperto una nuova proteinaAPachecoinvolta nel corretto funzionamento del sistema nervoso.

La Dott.ssa Guarnieri
La Dott.ssa Guarnieri

I risultati aprono la strada ad ulteriori ricerche che potrebbero contribuire alla comprensione di numerose malattie neurodegenerative, quali la malattia di Alzheimer: proprio in vista di questi studi la Dott.ssa Guarnieri è stata una delle ricercatrici vincitrici del Bando Cariplo “Ricerca biomedica condotta da Giovani Ricercatori 2017”. Il finanziamento sovvenzionerà il progetto da lei coordinato e portato avanti in stretta collaborazione con la Dott.ssa Silvia Giovedì (Università di Genova), con l’obiettivo di generare nuove informazioni che possano consentire in futuro di mettere a punto nuove strategie terapeutiche per questa patologia neurodegenerativa.

LA MALATTIA DI ALZHEIMER

Il morbo di Alzheimer è la più diffusa malattia neurodegenerativa relata all’età e rappresenta una delle diagnosi più devastanti che un paziente e la sua famiglia possono ricevere” racconta la Dott.ssa Guarnieri.

I pazienti, infatti, mostrano una progressiva perdita delle funzioni cognitive e di memoria, fino alla completa incapacità di comunicare e interagire con gli altri. “Sfortunatamente, ad oggi questa patologia non ha cura; le terapie attualmente disponibili non modificano efficacemente il decorso della patologia, poiché non agiscono sulle cause, tuttora poco chiare”.

La ricerca negli ultimi anni si è focalizzata molto sulla comprensione dei meccanismi che regolano la produzione di beta-amiloide, una sostanza tossica coinvolta nello sviluppo dell’Alzheimer, che si accumula formando le placche amiloidi, classico segno istopatologico della malattia.

Photo credit: ShutterStock
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Farmaci che modulano questo processo non hanno avuto il successo sperato in clinica. Tuttavia, esistono molti altri processi patologici che contribuiscono alla perdita di sinapsi – i “contatti” che permettono la comunicazione tra neuroni – e alla neurodegenerazione, e che sono al momento farmacologicamente inesplorati”.

LA PROTEINA APACHE

Qualche anno fa ci siamo interessati allo studio di una nuova proteina neuronale inizialmente chiamata KIAA1107, sigla presto sostituita con APache. Un nome un po’ fantasioso, scelto perché essa si lega alla proteina AP2 [clathrin/adaptor protein complex 2, un complesso localizzato sulla membrana interna delle cellule che aiuta i processi di internalizzazione delle vescicole, N.d.R.]”. Spiega la Dott.ssa Guarnieri: “Studiandola con diverse tecniche abbiamo potuto apprezzare come APache sia presente a livello delle sinapsi e sia coinvolta nel processo di rilascio dei neurotrasmettitori, in particolare nel recupero della membrana delle vescicole sinaptiche [gli organelli contenenti neurotrasmettitore, N.d.R.] dopo il loro rilascio, passaggio cruciale per permettere alle vescicole di essere “riciclate” e non esaurirsi nel tempo”.

Rappresentazione schematica dei difetti causati dalla mancanza di APache alla sinapsi: le vescicole sinaptiche contenenti neurotrasmettitore (in giallo) sono ridotte in numero, il recupero della loro membrana attuato insieme alle proteine AP2 e clatrina (in rosso) è difettivo e il compartimento di "deposito" della membrana delle vescicole all'interno della sinapsi (definito compartimento endosomale, in blu) è molto più ampio del normale. Tutto ciò indica che la gestione del rilascio delle vescicole sinaptiche contenenti neurotrasmettitore è alterata in sinapsi senza APache. Per gentile concessione della Dott.ssa Guarnieri.
Rappresentazione schematica dei difetti causati dalla mancanza di APache alla sinapsi: le vescicole sinaptiche contenenti neurotrasmettitore (in giallo) sono ridotte in numero, il recupero della loro membrana attuato insieme alle proteine AP2 e clatrina (in rosso) è difettivo e il compartimento di "deposito" della membrana delle vescicole all'interno della sinapsi (definito compartimento endosomale, in blu) è molto più ampio del normale. Tutto ciò indica che la gestione del rilascio delle vescicole sinaptiche contenenti neurotrasmettitore è alterata in sinapsi senza APache. Per gentile concessione della Dott.ssa Guarnieri.

UNA PROTEINA MULTIFUNZIONALE

I neuroni murini in coltura rappresentano un buon modello per lo studio della fisiologia delle sinapsi, marcate nell’immagine di microscopia qui riportata in magenta e azzurro. Per gentile concessione della Dott.ssa Guarnieri.
I neuroni murini in coltura rappresentano un buon modello per lo studio della fisiologia delle sinapsi, marcate nell’immagine di microscopia qui riportata in magenta e azzurro. Per gentile concessione della Dott.ssa Guarnieri.

Molto probabilmente la situazione è ancora più complessa di così” continua la Dott.ssa Guarnieri. “Riteniamo infatti che APache sia una proteina multifunzionale, potenzialmente coinvolta in diversi processi importanti per il benessere del neurone”. Ciò apre la strada a numerosi altri studi volti a comprendere appieno le potenzialità di questa nuova proteina. “Tutte le informazioni raccolte finora ci hanno spinto a pensare che APache possa essere rilevante nelle patologie neurodegenerative quali il morbo di Alzheimer”. Il progetto verrà condotto proprio grazie al finanziamento Cariplo: obiettivo di Fabrizia e dei suoi collaboratori sarà proprio di comprendere a fondo il ruolo di APache in quei meccanismi cellulari il cui malfunzionamento può provocare la morte dei neuroni e il sopraggiungere di patologie neurodegenerative, ad oggi considerate incurabili.

Con il contributo di

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Il progetto è stato realizzato con Fondazione Cariplo impegnata nel sostegno e nella promozione di progetti di utilità sociale legati al settore dell’arte e cultura, dell’ambiente, dei servizi alla persona e della ricerca scientifica. Ogni anno vengono realizzati più di 1000 progetti per un valore di circa 150 milioni di euro a stagione. Fondazione Cariplo ha lanciato 4 programmi intersettoriali che portano in sé i valori fondamentali della filantropia di Cariplo: innovazione, attenzione alle categorie sociali fragili, opportunità per i giovani, welfare per tutti. Questi 4 programmi ad alto impatto sociale sono: Cariplo Factory, AttivAree, Lacittàintorno, Cariplo Social Innovation. Non un semplice mecenate, ma il motore di idee. Ulteriori informazioni sul sito www.fondazionecariplo.it.

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