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Valerio Carelli

Professore associato

Dipartimento di Scienze Biomediche e Neuromotorie

Settore scientifico disciplinare: MED/26 NEUROLOGIA

Temi di ricerca

Le linee di ricerca indicate hanno come tema comune le basi genetiche di un gruppo di malattie degenerative neuromuscolari. In particolare, vengono studiate le neuropatie ottiche mitocondriali, che possono essere determinate da difetti genetici sia nel genoma mitocondriale che nel genoma nucleare. La sequenza completa del genoma mitocondriale viene determinata per identificarne le mutazioni patogene. Inoltre, vengono anche ricercati geni nucleari sia causativi di malattia che con azione modificatrice sulle mutazioni patogenetiche primarie nel DNA mitocondriale. La patogenesi delle neuropatie ottiche mitocondriali e' studiata usando il modello cellulare dei cibridi e/o usando colture cellulari primarie derivate dai pazienti. Infine, l' influenza dell'intero genoma mitocondriale sulla predisposizione o protezione dall'insorgenza di malattie neurodegenerative e' studiata tramite l'analisi degli aplogruppi del DNA mitocondriale.

Le neuropatie ottiche mitocondriali includono la neuropatia ottica ereditaria di Leber (LHON) e l'atrofia ottica dominante (DOA) e sono un gruppo di malattie ereditarie che portano a cecità, caratterizzate da una degenerazione selettiva di uno specifico tipo cellulare, le cellule ganglionari della retina. La maggior parte dei pazienti perde la vista in età precoce (prima dei 10 anni nella DOA, e nell'adolescenza per i maschi nella LHON). Le basi genetiche di entrambe le malattie sono in parte note e coinvolgono proteine che svolgono le loro funzioni nei mitocondri. Questi sono organelli cellulari sede della fosforilazione ossidativa e indispensabili per la sintesi di ATP e quindi per la vitalita' cellulare. Tuttavia sono anche sede di produzione di prodotti tossici come i radicali dell'ossigeno, che possono causare morte cellulare, in particolare mediante un processo di morte cellulare programmata (apoptosi). Il nostro laboratorio e' impegnato sia nella diagnosi che nella ricerca attiva sulle patologie mitocondriali, con particolare attenzione alle neuropatie ottiche sopracitate. In particolare nonostante l'origine genetica di queste malattie sia nota e le funzioni dei mitocondri siano conosciute, non siamo ancora in grado di capire perchè solo le cellule ganglionari della retina siano colpite e perchè non tutti gli individui portatori del difetto genetico si ammalino. Inoltre, al momento non esiste una cura per questi pazienti. L'impegno nella ricerca dei nostri laboratori è stato incentrato sulle neuropatie ottiche mitocondriali per più di 10 anni. Le linee di ricerca correnti sono finalizzate a chiarire questi aspetti ancora incompresi usando diverse strategie che includono ulteriori studi genetici (sequenziamento completo del DNA mitocondriale, analisi mutazionale, studio degli aplogruppi mitocondriali, analisi di linkage e identificazione di nuovi geni/malattia) e modelli cellulari di malattia (ibridi citoplasmatici transmitocondriali o cibridi e colture cellulari primarie).