Metabolismo del colesterolo e sua modulazione nella fisiopatologia del sistema nervoso centrale

Referente: Prof. Segatto Marco

Gruppo di lavoro

  • Dott.ssa Mayra Colardo (Università degli Studi del Molise);
  • Dott.ssa Noemi Martella (Università degli Studi del Molise);
  • Prof.ssa Sabrina Di Bartolomeo (Università degli Studi del Molise);
  • Prof.ssa Valentina Pallottini (Università Roma Tre).

Descrizione

L’attività di ricerca si incentra sullo studio del metabolismo del colesterolo nel sistema nervoso centrale, con particolare riferimento a processi cellulari quali sopravvivenza e differenziamento neuronale. Nello specifico, l’interesse si focalizza sulla comprensione dei meccanismi fisiologici e patologici che sottendono alla regolazione del colesterolo nel cervello, e di come questi possano essere influenzati dalla somministrazione di composti di sintesi o naturali, ad attività farmacologica, che agiscono sulle vie di segnalazione cellulare e sulla modulazione epigenetica. L’esecuzione dei progetti di ricerca relativi alla tematica sopra descritta si avvale dell’impiego di modelli sperimentali cellulari (linee cellulari immortalizzate, cellule tumorali, ibridomi e colture primarie) e in vivo (topi e ratti) che riproducono diversi contesti fisiologici. Al tempo stesso, lo studio delle conseguenze associate alla perdita di omeostasi del metabolismo del colesterolo è permesso attraverso l’impiego di modelli sperimentali che mimano specifiche patologie a carattere neurologico, quali la malattia di Niemann-Pick di tipo C e la sindrome di Rett. Le attività di ricerca prevedono l’utilizzo delle più comuni e diversificate metodologie di laboratorio, includendo approcci genetico/molecolari (qRT-PCR, ChIP, trasfezioni), biochimici/immunoenzimatici (Western blot, ELISA, saggi di attività enzimatica) e morfologici (immunofluorescenza, immunoistochimica).

Impatto

Il colesterolo è un componente essenziale delle cellule del nostro organismo, poiché riveste ruoli cruciali che garantiscono il corretto svolgimento di numerosi processi fisiologici. Quanto detto risulta particolarmente rilevante nel sistema nervoso centrale, dove il colesterolo modula una pletora di funzioni associate al differenziamento e alla sopravvivenza neuronale, alla conduzione dell’impulso nervoso e alla plasticità sinaptica. Comprendere a fondo i meccanismi che coinvolgono il metabolismo di questo lipide nei processi cerebrali è fondamentale per conoscere in modo più approfondito il funzionamento del sistema nervoso e i contesti patologici che lo riguardano. Infatti, è ormai noto che un grande numero di malattie neurodegenerative e neurologiche è associato a squilibri del colesterolo. L’avanzamento delle conoscenze in tale ambito di ricerca potrebbe fornire importanti informazioni, utili a disegnare nuovi approcci terapeutici.

Pubblicazioni

1 Segatto M, Tonini C, Pfrieger FW, Trezza V, Pallottini V. Loss of Mevalonate/Cholesterol Homeostasis in the Brain: A Focus on Autism Spectrum Disorder and Rett Syndrome. Int J Mol Sci. 2019 Jul 5;20(13):3317. doi: 10.3390/ijms20133317. PMID: 31284522; PMCID: PMC6651320.
2 Cartocci V, Segatto M, Di Tunno I, Leone S, Pfrieger FW, Pallottini V. Modulation of the Isoprenoid/Cholesterol Biosynthetic Pathway During Neuronal Differentiation In Vitro. J Cell Biochem. 2016 Sep;117(9):2036-44. doi: 10.1002/jcb.25500. Epub 2016 Feb 5. PMID: 27392312.
3 Segatto M, Trapani L, Di Tunno I, Sticozzi C, Valacchi G, Hayek J, Pallottini V. Cholesterol metabolism is altered in Rett syndrome: a study on plasma and primary cultured fibroblasts derived from patients. PLoS One. 2014 Aug 12;9(8):e104834. doi: 10.1371/journal.pone.0104834. Erratum in: PLoS One. 2014;9(11):e114654. PMID: 25118178; PMCID: PMC4130597.
4 Segatto M, Manduca A, Lecis C, Rosso P, Jozwiak A, Swiezewska E, Moreno S, Trezza V, Pallottini V. Simvastatin treatment highlights a new role for the isoprenoid/cholesterol biosynthetic pathway in the modulation of emotional reactivity and cognitive performance in rats. Neuropsychopharmacology. 2014 Mar;39(4):841-54. doi: 10.1038/npp.2013.284. Epub 2013 Oct 10. PMID: 24108067; PMCID: PMC3924519.
5 Segatto M, Trapani L, Lecis C, Pallottini V. Regulation of cholesterol biosynthetic pathway in different regions of the rat central nervous system. Acta Physiol (Oxf). 2012 Sep;206(1):62-71. doi: 10.1111/j.1748-1716.2012.02450.x. Epub 2012 May 26. PMID: 22591135.