Descrizione del modulo "Cellule staminali mesenchimali e farmaci innovativi per la terapia dell’osteopetrosi (ME.P05.020.002)"

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  • Descrizione del modulo "Cellule staminali mesenchimali e farmaci innovativi per la terapia dell’osteopetrosi (ME.P05.020.002)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • I risultati che deriveranno da questa ricerca saranno molto importanti in quanto permetteranno di identificare un approccio terapeutico per l'ARO RANKL-dipendente, per la quale, ad oggi, non esistono cure specifiche. Quindi il nostro progetto è un chiaro esempio di medicina traslazionale e mira ad avvicinare ricerca di base e clinica. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Nell'ambito di questa commessa ci proponiamo di: 1) studiare le basi molecolari dell'osteopetrosi autosomica recessiva nell'uomo, attraverso l'analisi dei geni noti già coinvolti nella patogenesi della malattia (TCIRG1, ClCN7, OSTM1, PLEKHM1, RANKL, RANK); 2) identificare nuovi geni responsabili della malattia nell'uomo attraverso metodiche di NGS e attraverso l'approccio del gene candidato; 3) caratterizzare i nuovi pazienti ARO da un punto di vista clinico, molecolare e cellulare, delineando, se possibile, delle correlazioni genotipo-fenotipo; 4)valutare l'efficacia e la sicurezza di due approcci terapeutici innovativi per l'ARO RANKL-dipendente, cioè la somministrazione farmacologica di RANKL e il trapianto di cellule mesenchimali staminali; in entrambi i casi ci avvarremo della disponibilità del nodello murino rankl-/-, che presenta un fenotipo molto simile a quello della sua controparte umana. (literal)
Competenze
  • La Dr.ssa Sobacchi lavora sull'ARO da più di 10 anni; negli ultimi anni ha iniziato a lavorare in modo indipendente, come dimostrato dalle sue più recenti pubblicaziopni e dai progetti di cui è titolare. Coordina un gruppo di giovani ricercatori nel quale sono presenti tutte le diverse competenze necessarie. In particolare: - la dottoressa Francesca Ficara è esperta nello sviluppo di cellule staminali ematopoietiche; - La dottoressa Marianna Paulis è esperta nella coltura di cellule staminali embrionali e in citogenetica. - Stefano Mantero un tecnico con grande esperienza in tecniche di istologia e immunofluorescenza (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I risultati che deriveranno da questa ricerca non presentano un potenziale impiego per processi produttivi. (literal)
Tecnologie
  • Verrano impiegate diverse teniche volte sia all'analisi del genoma sia alla manipolazioe di cellule staminali. In particolare al fine di individuare nuovi geni verranno impiegate tecniche di exome sequencing con il successivo utilizzo di analisi dati Una volta individuati geni candidati, verranno confermati per Sanger e se non conosciuti in letteratura verrano interroti in cellule ES murine al fine di generare eventuali modelli murini. Verranno inoltre impegate tecniche per l'analisi dell'istologia dell'osso, mettendo a punto l'analisi di nuovi anticorpi relativi ai geni che si andranno a individuare durante l'analisi dell'esoma di pazienti a mutazione sconosciuta. Tecniche di isolamento di precursori di cellule mesenchimali capaci di differenziarsi in vitro in cartilagine, osso e lipidi verranno messe a punto. Tali cellule verrano successivamente messe in vivo al fine di correggere il difetto osteoblastico nel modello murino di RANKL. (literal)
Obiettivi
  • Il presente progetto mira a valutare due approcci terapeutici innovativi per l'ARO, in particolare prevede di perseguire due obiettivi: 1 - la definizione a livello preclinico di un protocollo per la terapia farmacologica con la citochina ricombinante RANKL nell'ARO RANKL-dipendente , tramite 1A. ottimizzazione del protocollo per la somministrazione farmacologica di RANKL nel modello murino rankl-/- 1B. valutazione degli effetti del trattamento: (i) possibilità di correggere il difetto osseo nei topi rankl-/- trattati attraverso analisi densitometriche, strutturali e funzionali e dosaggi sierologici di parametri (quali il Ca2+ e PTH) correlati al riassorbimento osseo; (ii) effetti della terapia su organi linfoidi (timo, milza, linfonodi) e altri organi come fegato, polmoni, reni, cuore e cervello, attraverso analisi morfologiche e funzionali. 2 - la definizione a livello preclinico di un protocollo per MSCT nell'ARO RANKL-dipendente, tramite 2A. ottimizzazione del protocollo per l'isolamento e la coltura di MSC. 2B. definizione di un protocollo per MSCT in neonati e in feti rankl-/- e valutazione degli effetti come sopra dettagliato. (literal)
Stato dell'arte
  • Le osteopetrosi sono un gruppo eterogeneo di malattie ossee rare tra cui la forma autosomica recessiva (ARO) è la più grave in quanto si presenta subito dopo la nascita con aumento della densità ossea, riduzione dello spazio midollare che porta a pancitopenia compressione dei nervi cranici, cecità e/o sordità. Ulteriori alterazioni patologiche multi-sistemiche, tra cui gravi difetti neurologici, possono essere presenti in aggiunta in sottogruppi specifici di pazienti. La causa principale della malattia è il ridotto riassorbimento osseo, dovuto o alla presenza di osteoclasti non funzionali o alla loro assenza. L'ARO, se non trattata, di solito è mortale. Il trapianto è l'unica opzione terapeutica ed ha maggiori probabilità di successo in presenza di un donatore HLA-compatibile. Tuttavia, l'ARO è geneticamente eterogenea, con almeno 6 geni coinvolti nella patogenesi e il 30% di casi non classificati. In particolare, nella forma RANKL-dipendente i pazienti non traggono beneficio dall'HSCT per il fatto che il difetto non è intrinseco agli osteoclasti (cellule di origine emopoietica) bensì a cellule del comparto stromale. Per questa forma di osteopetrosi ad oggi non esiste terapia. (literal)
Tecniche di indagine
  • Sequenziamento diretto dei geni TCIRG1, ClCN7, OSTM1, PLEKHM1, RANKL e RANK e di eventuali geni candidati. Exome sequencing. Isolamento e purificazione di MSC murine. Analisi serologiche. Analisi istologica di osso, organi linfoidi ed altri organi. Analisi densitometriche dell'osso. (literal)
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