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Malattie del metabolismo

Nicola Elvassore

Il laboratorio ha come obiettivo la comprensione dei meccanismi che governano il comportamento cellulare attraverso l’uso di metodologie innovative che guardano alla biologia con approccio ingegneristico. Col nostro lavoro di ricerca cerchiamo di far luce su tre principali aspetti biologici: l’interazione fra fattori endogeni e fattori ambientali nel comportamento cellulare, il ruolo dell’eterogeneità cellula-specifica o paziente-specifica nella risposta cellulare e l’influenza di meccanismi oscillatori ritmici sulle cellule. Per indagare sistemi ad alto livello di complessità ci basiamo su metodi di analisi high-throughput all’avanguardia, in grado di gestire la mole di dati prodotta dalle attuali tecnologie “omiche”. Usando sistemi di coltura cellulare microfluidica accoppiati con scaffold e patterning 3D per imitare l’ambiente in vivo e osservare da vicino il comportamento delle cellule, negli anni abbiamo sviluppato vari modelli cellulari in vitro, tra cui tessuto muscolare, cardiaco ed epatico. Grazie alla nostra competenza nel campo della riprogrammazione cellulare, possiamo ottenere da singoli pazienti cellule staminali che possono essere utilizzate per generare modelli in vitro di malattia, come deficienza da Alfa1-antitripsina e X-Fragile. Abbiamo sviluppato strategie sperimentali per creare un modello in vitro altamente fisiologico adatto allo studio dell’influenza di segnali metabolici oscillanti sui ritmi circadiani cellulari, simulando così l’alternanza giorno-notte.

Gian Paolo Fadini

ll diabete mellito è la malattia metabolica più comune e riduce l’aspettativa di vita a causa di complicanze multi-organo che colpiscono gli occhi, i reni, i nervi, il cuore e le arterie. Il laboratorio di diabetologia sperimentale studia le cause le conseguenze delle complicanze croniche del diabete, con particolare attenzione al ruolo delle cellule staminali ed ai processi di invecchiamento precoce. In particolare siamo interessati ai meccanismi che conducono ad alterazioni strutturali e funzionali del midollo osseo nel diabete. Il midollo osseo contiene cellule staminali ed è la sede dell’emopoiesi, cioè la produzione delle cellule del sangue (leucociti).
Il diabete compromette la mobilizzazione delle cellule staminali ed altera il fenotipo di diversi tipi di leucociti, con importanti ricadute sullo sviluppo delle complicanze croniche. Comprendere le cause e le implicazioni cliniche di questi cambiamenti è la nostra sfida per sviluppare nuovi trattamenti con cui contrastare le conseguenze negative del diabete.

Marco Sandri

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, la vita sedentaria è il quarto principale rischio di mortalità, mentre l’attività fisica migliora la qualità della vita e la sopravvivenza (invecchiamento sano). Negli ultimi anni il mio laboratorio ha contribuito notevolmente a identificare i meccanismi molecolari, regolati dall’esercizio fisico, che controllano sia la massa muscolare che il metabolismo e la longevità.
Siamo interessati a comprendere le vie di segnale che controllano la qualità delle proteine e dei mitocondri, la biogenesi degli organelli, l’autofagia e la regolazione trascrizionale dei geni. Inoltre, vogliano identificare le molecole rilasciate dal muscolo che riverberano e controllano la funzione di tessuti dsitanti permettendo una vita e un invecchiamento sano. Per raggiungere questo obiettivo usiamo un approccio multidisciplinare che include la genetica, l’imaging in vivo, la biologia molecolare e la biochimica sia a livello di singola cellula che di tessuto e di organismo.

Luca Scorrano

Ogni secondo, nel nostro corpo muoiono di una morte silenziosa che si chiama “apoptosi” circa 800 mila cellule. Queste cellule morte vengono rapidamente eliminate dal nostro organismo per essere sostituite con nuove cellule. Nella maggior parte delle malattie dell’invecchiamento, l’apoptosi è difettosa: troppa, come nel caso delle malattie neurodegenerative (p. es. Parkinson e Alzheimer), o troppo poca, come nel caso dei tumori.
L’apoptosi è orchestrata dai mitocondri, le centrali energetiche della cellula, che funzionano come da interruttore per dire alla cellula quando è il momento di terminare la propria vita. Il nostro laboratorio negli scorsi 15 anni ha scoperto come i cambiamenti della forma di queste centrali energetiche sia fondamentale per inviare i giusti segnali di vita e di morte alla cellula.
Usando raffinate indagini genetiche, di microscopia e funzionali, studiamo il ruolo della forma dei mitocondri nelle malattie neurodegenerative, nei tumori, nel diabete e nelle malattie cardiovascolari. Il nostro laboratorio mira così a identificare nuovi farmaci che correggendo i cambiamenti della forma mitocondriale, contrastino queste malattie e stimolino un invecchiamento in salute.

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