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Piero Parchi

Professore associato

Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale

Settore scientifico disciplinare: MED/26 NEUROLOGIA

Temi di ricerca

Parole chiave: Biochimica delle Proteine Neuropatologia Biomarkers Polimorfismi del DNA Encefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE) Proteomica Prioni Neurodegenerazione Demenze rapidamente progressive Demenze su base neurodegenerativa

1) Definizione dello spettro di fenotipi clinico-patologici delle malattie da prioni nell'uomo e della loro incidenza in Italia. Descrizione di nuovi fenotipi clinico-patologici e molecolari di malattia.

2) Sviluppo di metodiche più sensibili per la identificazione della proteina prionica patologica (PrPSc) nei tessuti e liquidi biologici a fini diagnostici.

3) Definizione delle basi molecolari della diversità tra ceppi mediante studio delle proprietà fisico-chimiche della PrPSc anche dopo trasmissione sperimentale. 

4) Studio della stabilità conformazionale degli aggregati di proteina prionica patologica associati ai diversi sottotipi di malattia umana.

5) Partecipazione a studi multicentrici Europei mirati alla validazione e sviluppo di protocolli di diagnosi neuropatologica e molecolare nelle malattie neurodegenerative.

 

1) Le malattie da prioni sono caratterizzate da una notevole eterogeneità fenotipica. Nella malattia umana sporadica, che costituisce la forma di gran lunga più frequente, sono state a tutt'oggi individuate e caratterizzate 6 varianti fenotipiche di malattia. Ciascuna di esse si ritiene essere determinata dall'interazione tra ceppi distinti di prione e fattori genetici specifici dell'ospite e si distingue per caratteristiche clinico-patologiche e a livello molecolare sulla base della combinazione tra genotipo del codone 129 del gene della proteina prionica, PRNP, e la massa molecolare relativa della proteina prionica patologica (PrPSc). Dati recenti del nostro e di altri gruppi dimostrano, tuttavia, l'esistenza di ulteriori varianti rare della malattia che necessitano di essere meglio caratterizzate. Queste nuove conoscenze hanno messo, inoltre, le basi per un nuovo approccio allo studio epidemiologico della malattia che tenga conto del ceppo/sottotipo di malattia. Il nostro laboratorio è associato al Registro Nazionale per la sorveglianza epidemiologica delle malattie da prioni in Italia e contribuisce sia allo studio epidemiologico che alla identificazione/caratterizzazione di nuovi fenotipi mediante lo studio istopatologico e molecolare di circa il 60% dei casi Italiani.

2) Le malattie da prione sono caratterizzate da un processo patologico largamente ristretto al SNC. La PrPSc è, tuttavia, presente in molti casi nel sistema linforeticolare sin dalle fasi precoci e asintomatiche della malattia, e potenzialmente anche in liquidi biologici come il sangue e il liquido cefalorachidiano. Questi tessuti costituiscono quindi un potenziale bersaglio per lo sviluppo di indagini diagnostiche precoci, a tutt'oggi non disponibili. La concentrazione della proteina nei tessuti periferici, tuttavia, è da 100.000 a 1.000.000 volte inferiore rispetto a quella presente nel SNC. E' quindi necessario lo sviluppo di nuove metodiche rapide e sensibili per la detezione della proteina in questi tessuti. E', inoltre, importante determinare se le proprietà ceppo specifiche, della PrPSc, estratta dal SNC siano mantenute nei tessuti periferici e se/in che modo le diverse metodiche di estrazione/purificazione influenzano tali proprietà. Il nostro gruppo lavora attivamente sia alla caratterizzazione delle proprietà della PrPSc in tessuti periferici che al miglioramento della sensibilità delle metodiche di estrazione della PrPSc dai tessuti e liquidi biologici.

3,4) La scoperta di 2 sottotipi molecolari maggiori della PrPSc (denominati tipo 1 e tipo 2) ha messo le basi per una nuova classificazione delle encefalopatie trasmissibili umane ed introdotto un potenziale metodo per la tipizzazione biochimica dei ceppi prionici. Tale caratterizzazione, tuttavia, e ancora piuttosto grossolana e non permette ancora la completa distinzione di tutte le varianti patologiche di malattia conosciute. Inoltre, non è stato ancora chiarito se ciascuna variante fenotipica della malattia è associata ad una struttura/ conformazione specifica di PrPSc, così come è stato previsto dalla teoria prionica (protein only hypothesis). A questo proposito, va sottolineato, che l'elucidazione degli eventi molecolari che sono alla base del fenomeno dei ceppi rappresenta a tutt'oggi uno dei quesiti fondamentali irrisolti riguardanti la patogenesi della malattia. Nel nostro gruppo sono attualmente in corso progetti di ricerca mirati a migliorare la diagnostica ceppo-specifica della malattia, a migliorare le conoscenza sulla natura molecolare del fenomeno dei ceppi e sulle interazioni tra proteina prionica e altre molecole (polianioni in particolare).

5) La ricerca corrente sulle malattie neurodegenerative è in buona parte basata sullo studio di tessuti autoptici di pazienti deceduti con la malattia. Per ottenere risultati ottimali da queste ricerche è molto importante l'armonizzazione dei protocolli diagnostici tra i diversi laboratori coinvolti nella raccolta dei tessuti per ricerca. Inoltre, lo studio su materiale autoptico è condizionato da numerose variabili correlate alle condizioni del tessuto. Lo studio sulla preservazione di proteine, acidi nucleici, RNA e sulle caratteristiche correlate alla loro degradazione è importante per una ricerca efficiente e affidabile. Il nostro laboratorio fa parte del Brain-Net II, un Consorzio Europeo di 18 laboratori associati a banche di tessuto nervoso per ricerca. In questo ambito partecipiamo a studi volti a/alla: i) definizione e validazione di nuovi protocolli diagnostici neuropatologici sulle malattie neurodegenerative, ii) individuare le variabili che maggiormente influiscono sulla qualità di RNA, DNA e proteine estratte da tessuto autoptico conservato per periodi variabili, iii) individuare le migliori metodiche di estrazione e di studio degli aggregati proteici e delle interazioni proteina-proteina nel tessuto nervoso.

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