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.
