DIPARTIMENTO BIOCHIMICA e FARMACOLOGIA ... IRFMN ATTIVITÀ DI RICERCA Il Dipartimento di Biochimica e Farmacologia Molecolare è compo-sto da 6 laboratori con interessi scientifici

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ATTIVITÀ DI RICERCA

Il Dipartimento di Biochimica e Farmacologia Molecolare è compo-sto da 6 laboratori con interessi scientifici eterogenei ma accumu-nati da approcci metodologici sovrapponibili. Infatti, uno degli scopi principali delle attività è l’identificazione e caratterizzazione struttura-le/funzionale di determinanti molecolari alla base dell’eziopatogene-si e progressione di malattie sia in ambito neurodegenerativo che oncologico. A lungo termine i risultati di tale attività sono mirati al disegno e alla caratterizzazione di nuove e razionali strategie terapeutiche. Sotto questo punto di vista, viene posta particolare enfasi allo sviluppo di metodologie che permettano di studiare in maniera qualitativa e quantitativa le interazioni tra agenti farmacolo-gici di diversa natura e i loro bersagli molecolari. La gamma di approcci utilizzati comprende studi di carattere molecolare e cellulare e prevede infine la validazione degli stessi su modelli animali di diverso tipo, dal nematode ai roditori. Nel corso degli ultimi anni sono state sviluppate una serie di metodiche di tipo non-invasivo nell’ambito dell’imaging strutturale e funzionale sia in vitro che in vivo.

PRINCIPALI RISULTATI (2016)

Identificazione di composti anti-amiloidogenici mediante studi strutturali e valutazione della prevenzione dell’aggregazione e della tossicità cellulare.Sviluppo di nanoparticelle differentemente funzionalizzate per la terapia (farmaci) e la diagnosi (imaging preclinico). Applicazione in modelli tumorali e di malattie neurode-generative. Determinazione della bio-distribuzione cellulare (internalizzazione, sub-lo-calizzazione), dell’accumulo negli organi (tropismo), e della marcatura nella terapia cellulare (mesenchimali e amniotiche).Identificazione di un nuovo anticorpo in grado di legare selettivamente gli oligomeri di β-amiloide, ma non monomeri o aggregati fibrillari; la novità di questo anticorpo (15B3) consiste nel fatto che era stato sviluppato contro la proteina prionica. Il 15B3 è quindi un nuovo strumento per lo studio e la misurazione degli aggregati tossici di β-amiloide.Caratterizzazione delle proprietà anti-amiloidogeniche della Clusterina, una protei-na endogena con proprietà di chaperon molecolare. Utilizzando nuove metodiche abbiamo evidenziato che Clusterina interagisce con alta affinità con gli oligomeri tossici di β-amiloide e ne previene gli effetti tossici. Oltre ad evidenziare meccanismi

CAPO DIPARTIMENTO

Mario Salmona, Dr. Sci. Prep. Alim.

Laurea in Scienze delle Preparazioni Alimentari, Università Statale, Milano,Specialista in Ricerca Farmacologica, Istituto Mario Negri, Post-doctoral Fel-low, Laboratorio di Farmacologia Bio-chimica, Istituto Mario Negri, Visiting Scientist, Weizmann Institute of Scien-ce, Rehovot, Israele, Capo del Labo-ratorio di Enzimologia, Istituto Mario Negri, Direttore Scuola di Farmacolo-gia, Istituto Mario Negri, Capo del La-boratorio Biochimica e Chimica delle Proteine, Istituto Mario Negri, Capo del Dipartimento di Biochimica e Farma-cologia Molecolare, Istituto Mario Ne-gri, Responsabile della Small Molecu-les Platform dell’”European Advanced Translational Research Infrastructure in Medicine” (EATRIS-ECRIN). Si occupa dei meccanismi molecolari che sono alla base dell’insorgenza e progressio-ne delle malattie da prioni. Autore di oltre 360 articoli pubblicati su riviste internazionali.

e-mail: [email protected].: +39 02 39014447

DIPARTIMENTO BIOCHIMICA e FARMACOLOGIA MOLECOLARE

DIPARTIMENTI e LABORATORI

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protettivi endogeni, questi dati possono aiutare a sviluppare derivati di Clusterina con proprietà farmacologiche. Valutazione dell’attività del proteasoma in neuroblastomi chemioresistenti e nell’effi-cacia del rame come terapia antitumorale: utilizzo del peptide TED in cellule in cultura.C. elegans come modello animale per lo studio della potenziale tossicità del nano-particolato. Valutazione della bio-distribuzione e dell’accumulo di TiO2 ad uso ali-mentare mediante spectroscopia Raman.Caratterizzazione dell’attività extracellulare della Ciclofillina A (PPIA) come marcatore precoce della sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e bersaglio della terapia che arresti o rallenti la progressione.Determinazione della risposta neuroinfiammatoria aberrante in vitro (motoneuroni) in vivo (liquido cerebrospinale di topi e ratti SOD1G93A) e nei pazienti affetti da SLA sporadica.Valutazione dell’inibizione specifica di PPIA con MM218 all’insorgenza dei sintomi nel modello murino SOD1G93A di SLA familiare, aumento della sopravvivenza con protezione dei motoneuroni, riduzione della risposta infiammatoria.Caratterizzazione dell’attività farmacologica di Abeta1-6A2V-TAT(D), un peptide neu-roprotettivo che inibisce la formazione di oligomeri tossici di β-amiloide.Applicazione dell’ATRA-21 all’ambito del carcinoma della mammella dimostrando che i sottogruppi costituiti da tumori di tipo luminale e da tumori positivi per il recet-tore degli estrogeni sono caratterizzati da alta sensibilità all’acido retinoico. I risultati rappresentano la base per il disegno di uno studio clinico controllato che stiamo organizzando.Sviluppo di nuove metodiche basate sulla Risonanza Plasmonica di Superficie per lo screening in vitro di inibitori di Mannose Binding Lectin, una proteina del com-plemento che contribuisce al danno da ischemia. Con questo approccio abbiamo identificato nuove molecole che si sono poi dimostrate neuroprotettive in vivo, in modelli animali di ischemia.Caratterizzazione del modello murino SEPN1 knock-out che sovraesprime l’ossidasi ERO1 con patologia muscolare simile alle miopatie nell’uomo.Valutazione dell’inibizione del pathway del TGF-beta in vivo mediante anticorpo mo-noclonale, definizione come bersaglio terapeutico per le miopatie legate a SEPN1.

PUBBLICAZIONI SELEZIONATE (2016)

Diomede L, Romeo M, Cagnotto A, Rossi A, Beeg M, Stravalaci M, Tagliavini F, Di Fede G, Gobbi M, Salmona M. The new β amyloid-derived peptide Aβ1–6A2V-TAT(D) prevents Aβ oligomer formation and protects transgenic C. elegans from Aβ toxicity. Neurobiol Dis 2016, 88: 75-84

M. Beeg, M. Stravalaci, M. Romeo, A.D. Carra, A. Cagnotto, A. Rossi, L. Diomede, M. Salmona, M. Gobbi. Clusterin Binds to Abeta1-42 Oligomers with High Affinity and Interferes with Peptide Aggregation by Inhibiting Primary and Secondary Nucleation. J Biol Chem 2016, 291

Pasetto L, Pozzi S, Castelnovo M, Basso M, Estevez AG, Fumagalli S, De Simoni MG, Castellaneta V, Bigini P, Restelli E, Chiesa R, Trojsi F, Monsurrò MR, Callea L, Maleševiβ M, Fischer G, Freschi M, Torta-rolo M, Bendotti C, Bonetto V. Targeting extracellular cyclophilin A reduces neuroinflammation and extends survival in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. J Neurosci. 2016 Dec 23. pii: 2462-16. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2462-16.2016.

Marco Bolis, Enrico Garattini, Gabriela Paroni, Adriana Zanetti, Mami Kurosaki, Tiziana Castrignano’, Silvio Ken Garattini, Federica Biancardi, Maria Monica Barzago, Maurizio Gianni’, Mineko Terao, Linda Pattini and Maddalena Fratelli. A network-guided model predicts retinoic acid sensitivity in a tumor-type independent manner. Ann Oncol. 2016 Dec 19. pii: mdw660.

Pozzer D, Favellato M, Bolis M, Invernizzi RW, Solagna F, Blaauw B, Zito E.Endoplasmic Reticulum Oxidative Stress Triggers Tgf-Beta-Dependent Muscle Dysfunction by Accele-rating Ascorbic Acid Turnover.Sci Rep. 2017 Jan 20; 7:40993. doi: 10.1038/srep40993.

DATI BIBLIOMETRICI(2016)

40 Pubblicazioni (con I.F.)

194,26Impact Factor

54 H-index

(capo dipartimento)

LABORATORIBiochimica e Chimica

delle Proteine

Biologia Molecolare

Farmacodinamicae Farmacocinetica

Patologia Umanain Organismi Modello

Proteomica Traslazionale

Trasduzione del Segnale

Studiodei Sistemi Biologici

UNITÀNanobiologia

Farmacogenomica

Struttura e Regolazione del Gene

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LABORATORIO BIOCHIMICAE CHIMICA DELLE PROTEINE


Sviluppo di nuove strategie terapeutiche per la cura delle amiloidosi centrali e sistemicheLo sviluppo di una strategia terapeutica efficace per la prevenzione e la cura delle amiloidosi centrali e sistemiche è di primaria impor-tanza. La formazione di fibrille amiloidi e il loro deposito in tessuti specifici sono stati considerati per molto tempo la causa di queste malattie ma studi recenti indicano che le specie oligomeriche solubili sono i veri responsabili della tossicità. La cinetica di aggregazione della proteina in conse-guenza di un cambiamento conformazionale, e la comprensione dei determinanti genetici, biochimici e strutturali alla base di questa trasformazione sono molto importanti per la delucidazione del processo patogenetico e lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. Questi studi, condotti in sistemi biologici a crescente grado di complessità, quali le cellule, il nematode invertebrato Caenorhabditis elegans e modelli animali vertebrati, consentono la comprensione degli eventi molecolari che modulano il processo di amiloidogenesi in vitro e in vivo.L’impiego delle nanoparticelle per la diagnosi e la terapia farmacologicaLe nanoparticelle sono in grado di interagire selettivamente con strutture sub-cel-lulari specifiche e migliorare l’efficacia terapeutica di molecole con promettente attività farmacologica ma con scarsa biodisponibilità, rapida clearance, difficoltà di attraversare le barriere biologiche ed effetti collaterali significativi.


• Caratterizzazione dell’efficacia di peptidi sintetici come potenziale strategia te-rapeutica per le forme genetiche e sporadiche della malattia di Alzheimer. Studio dell’interazione con la β-amiloide ed analisi dell’aggregazione e della tossicità in vitro ed in vivo.• Analisi dei modelli conformazionali della β-amiloide (monomero, oligomero e fibre) nell’interazione con macromolecole (anticorpi, chaperon, membrane).Valutazione della prevenzione della tossicità in vitro e in vivo.• Identificazione di composti anti-amiloidogenici mediante studi strutturali e valutazio-ne della prevenzione dell’aggregazione e della tossicità cellulare.• Sviluppo di nanoparticelle differentemente funzionalizzate per la terapia (farma-ci) e la diagnosi (imaging preclinico). Applicazione in modelli tumorali e di malattie

CAPO LABORATORIO

Mario Salmona, Dr. Sci. Prep. Alim.



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neurodegenerative. Determinazione della bio-distribuzione cellulare (internalizzazio-ne, sub-localizzazione), dell’accumulo negli organi (tropismo), e della marcatura nella terapia cellulare (mesenchimali e amniotiche).• Valutazione dell’attività del proteasoma in neuroblastomi chemioresistenti e nell’ef-ficacia del rame come terapia antitumorale: utilizzo del peptide TED in cellule in cul-tura.• C. elegans come modello animale per lo studio della potenziale tossicità del na-noparticolato. Valutazione della bio-distribuzione e dell’accumulo di TiO2 ad uso ali-mentare mediante spectroscopia Raman.


Diomede L, Romeo M, Cagnotto A, Rossi A, Beeg M, Stravalaci M, Tagliavini F, Di Fede G, Gobbi M, Salmona M. The new β amyloid-derived peptide Aβ1–6A2V-TAT(D) prevents Aβ oligomer formation and protects transgenic C. elegans from Aβ toxicity. Neurobiol Dis 2016, 88: 75-84

Bigini P, Zanier E R, Saragozza S, Maciotta S, Romele Pietro, Bonassi Signoroni P, Silini A, Pischiutta F, Sammali E, Balducci C, Violatto M B, Talamini L, Garry D, Moscatelli D, Ferrari Raffaele, Salmona M, De Simoni M G, Maggi F, Simoni G, Grati F R, Parolini O. Internalization of nanopolymeric tracers does not alter characteristics of placental cells. J Cell Mol Med 2016, 20: 1036-1048

Sitia L, Ferrari R, Violatto M B, Talamini L, Dragoni L, Colombo C, Colombo L, Lupi M, Ubezio P, D’Incalci M, Morbidelli M, Salmona M, Moscatelli D, Bigini P. Fate of PLA and PCL-based polymeric nanocarriers in cellular and animal models of triple negative breast cancer. Biomacromolecules 2016, 17: 744-755

Di Fede G, Catania M, Maderna E, Morbin M, Moda F, Colombo L, Rossi A, Cagnotto A, Virgilio T, Pala-mara L, Ruggerone M, Giaccone G, Campagnani I, Costanza M, Pedotti R, Salvalaglio M, Salmona M, Tagliavini F. Tackling amyloidogenesis in Alzheimer’s disease with A2V variants of Amyloid-β. Scientific Report 2016, 6: 20949

Santoro A M, Monaco I, Attanasio F, Lanza V, Pappalardo G, Tommasello M F, Cunsolo A, Rizzarelli E, De Luigi A, Salmona M, Milardi D. Copper(II) ions affect the gating dynamics of the 20S proteasome: a molecular and in cell study. Scientific Report 2016, 6: 33444

STAFFMario Salmona, Dr. Sci. Prep. Alim.

Capo Laboratorio

Paolo Bigini, Dr.Sci.Biol.Capo Unità Nanobiologia

Didascalia Ricerca del Laboratorio di Biochimica e Chimica delle Proteine (Dott. Salmona). La ri-cerca del Laboratorio di Biochimica e Chimica delle Proteine si incentra sulla sintesi di peptidi con potenziale attività terapeutica e sulla valutazione delle capacità terapeutiche e diagnostiche delle nanoparticelle sia in vitro che in vivo.

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Il laboratorio si occupa principalmente dell’identificazione, valida-zione e caratterizzazione funzionale/farmacologica di biomarcatori proteici nell’ambito delle malattie neurodegenerative, in particolare della sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Per fare ciò utilizza tecno-logie proteomiche e saggi biochimici su piattaforme multitecnologi-che. I biomarcatori sono analizzati in cellule, tessuti, fluidi biologici e vescicole extracellulari provenienti da pazienti e modelli animali. Lo studio dei biomarcatori viene approfondito in modelli cellulari ed animali SLA per identificare il loro ruolo nell’insorgenza e/o progressione della malattia ed eventualmente essere utilizzati come bersagli farmacologici per sviluppare ap-procci terapeutici innovativi.


La neuroinfiammazione è un importante caratteristica patologica della SLA, che è una malattia neurodegenerativa attualmente incurabile. Negli ultimi anni sono stati valutati diversi composti anti-infiammatori come possibili farmaci sia in pazienti che in modelli animali di SLA, ma tutti si sono dimostrati deludenti, probabilmente perché non sono stati ancora identificati dei bersagli specifici. Ciclofillina A (PPIA), un biomarcatore di SLA che abbiamo identificato in un pre-cedente lavoro, è un enzima foldase, protettivo dentro la cellula, ma dannoso quando secreto in quanto può indurre una risposta infiammatoria aberrante. Ab-biamo scoperto che PPIA extracellulare è un mediatore di neuroinfiammazione nella SLA. È un importante induttore di MMP-9 ed è selettivamente tossico per i motoneu-roni. Alti livelli di PPIA sono stati trovati nel liquido cerebrospinale di topi e ratti SOD1G93A e pazienti affetti da SLA sporadica, suggerendo che i nostri risultati possano essere rilevanti sia per i casi familiari che per gli sporadici. Un inibitore specifico di PPIA extracellulare, MM218, somministrato all’insorgenza dei sintomi, protegge i motoneuroni e aumenta la sopravvivenza in un modello murino SOD1G93A di SLA familiare. Il trattamento ha portato alla polarizzazione della glia verso un fenotipo protettivo associato a una ridotta attivazione di NF-kB e ridotti livelli di marcatori pro-infiammatori, di stress del reticolo endoplasmatico e di TDP-43 fosforilata aggregata.

CAPO LABORATORIO

Valentina Bonetto, Dr. CTF.

1993: Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche, Università di Padova.

1994-1999: PhD in Biochimica Me-dica all’Istituto Karolinska, Stoccolma, Svezia.

2000-2002: Post Doc all’Istituto Mario Negri, Milano.

2002-2009: Assistant Telethon Scien-tist al Dulbecco Telethon Institute (DTI), Istituto Mario Negri.

2009-2014: Associate Telethon Scientist al DTI, Istituto Mario Negri.

2009: Capo del Laboratorio di Pro-teomica Traslazionale, Istituto Mario Negri.


LABORATORIOPROTEOMICA TRASLAZIONALE


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I nostri risultati indicano che PPIA extracellulare è un bersaglio promettente per sviluppare una terapia che arresti o rallenti la progressione della SLA nei pazienti e quindi merita ulteriori studi di approfondimento.


Pasetto L, Pozzi S, Castelnovo M, Basso M, Estevez AG, Fumagalli S, De Simoni MG, Castellaneta V, Bigini P, Restelli E, Chiesa R, Trojsi F, Monsurrò MR, Callea L, Maleševic’ M, Fischer G, Freschi M, Tortarolo M, Bendotti C, Bonetto V. Targeting ex-tracellular cyclophilin A reduces neuroinflammation and extends survival in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. J Neurosci. 2016 Dec 23. pii: 2462-16. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2462-16.2016.

Massignan T, Cimini S, Stincardini C, Cerovic M, Vanni I, Elezgarai S R, Moreno J, Stravalaci M, Negro A, Sangiovanni V, Restelli E, Riccardi G, Gobbi M, Castilla J, Borsello T, Nonno R, Biasini E. A cationic tetrapyrrole inhibits toxic activities of the cellular prion protein. Sci Rep 6: 23180 (2016) IF: 5.228

Basso M, Bonetto V.Extracellular Vesicles and a Novel Form of Communication in the Brain. Front Neurosci. 2016 Mar 31; 10:127. doi: 10.3389/fnins.2016.00127.

Nardo G, Trolese MC, Tortarolo M, Vallarola A, Freschi M, Pasetto L, Bonetto V, Bendotti C. New Insights on the Mechanisms of Disease Course Variability in ALS from Mutant SOD1 Mouse Models. Brain Pathol. 2016 Mar;26 (2): 237-47. doi: 10.1111/bpa.12351.

Bendotti C, Bonetto V, Migheli A. Amyotrophic lateral sclerosis: An update on its complexity. Brain Pathol. 2016 Mar;26(2):224-6. doi: 10.1111/bpa.12349.

Elezgarai S R, Biasini E. Common therapeutic strategies for prion in Alzheimer’s diseases. Biol Chem 397: 1115-1124 (2016)

STAFFValentina Bonetto, Dr. CTF.

Capo Laboraorio

Peptidilprolil isomerasi A (PPIA) è un biomarcatore traslazionale della SLA (Nardo et al., 2011). PPIA in condizioni patologiche viene secreto da motoneuroni e cellule gliali e attiva una risposta infiammatoria aberrante con attivazione di NF-kB e aumento dei livelli di MMP-9 e citochine proinfiammatorie, come TNFα. Abbiamo dimostrato che l’inibizione farmacologica di PPIA attraverso un derivato della ciclosporina, MM218, ha effetti benefici in un modello animale di SLA. Il trattamento con MM218 porta ad una riduzione dei livelli dei mediatori dell’infiammazione (MMP9 e TNFα), dello stress del reticolo endoplasmatico (ER stress) e ad una polarizzazione della glia verso un fenotipo protettivo. Questo ha come effetto la protezione dei motoneuroni, le cellule principalmente colpite dalla malattia, e l’aumento della sopravvivenza del modello animale (Pasetto et al., 2017).

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Le principali aree di interesse e i progetti di ricerca in corso riguardano: • Meccanismo molecolare alla base dell’azione anti-tumorale dell’acido retinoico e dei suoi derivati naturali e di sintesi (retinoi-di) nell’ambito della leucemia acuta mieloide, del carcinoma della mammella e del carcinoma gastrico;• Applicazione delle teconologie high-throughput di trascrittomica, genomica e “deep sequencing” per l’identificazione dei network di geni regolati dall’acido re-tinoico e dai suoi derivati o rilevanti per l’attività anti-tumorale ed anti-leucemica degli stessi; • Analisi bio-computazionale dei dati high-throughput;• Analisi funzionale dei geni implicati nell’azione anti-tumorale dei retinoidi attraver-so tecniche di silenziamento e sovra-espressione basate sull’utilizzo di lenti-virus e di altri vettori; • Caratterizzazione strutturale e funzionale dei molibdoflavoenzimi umani e murini, una famiglia di proteine dalla funzione fisiologica ancora sconosciuta ma di rico-nosciuta importanza per il metabolismo dei farmaci; • Sviluppo e caratterizzazione fenotipica di topi knock-out per i diversi isoenzimi dell’aldeide ossidasi (AOX1, AOX2, AOX3 ed AOX4); • Valutazione del significato dell’AOX1 umana per il metabolismo di farmaci an-ti-tumorali nell’ambito del carcinoma mammario e gastrico;• Sviluppo di modelli cellulari basati sulle induced pluripotent stem cells (iPSC) per lo studio della Atrifia Midollare Spinale, una rara malattia degenerativa del mo-toneurone che colpisce prevalentemente la popolazione pediatrica.


Per quanto riguarda gli studi sull’acido retinoico abbiamo identificato un’impronta di espressione genica costituita da 21 geni (ATRA-21) in grado di predire in ma-niera indipendente dal tipo di tumore considerato la sensibilità all’effetto anti-tu-morale dell’acido retinoico.Abbiamo applicato ATRA-21 all’ambito del carcinoma della mammella dimostran-do che i sottogruppi costituiti da tumori di tipo luminale e da tumori positivi per il recettore degli estrogeni sono caratterizzati da alta sensibilità all’acido retinoico.

CAPO LABORATORIO

Enrico Garattini, Dr. Med. Chir

1982: Laurea in Medicina e Chirurgia (110/110).1982: Abilitazione all’Esercizio della profes-sione di “Medico Chirurgo” - 1982 Iscrizione all’Albo dell’Ordine dei Medici della Provincia di Milano - 1975-Studente frequentatore presso il Laboratorio di “Chimica Organica” della Facolta’ di Scienze dell’Universita’ di Milano”1982: Borsa di studio del Consiglio Nazio-nale delle Ricerche (CNR) - 1983: Borsa di studio presso il Roche Institute of Molecular Biology, Department of Neurosciences (Dr. Sidney Udenfriend, mentor), New Jersey, USA.1987: Borsa di studio del Consiglio Naziona-le delle Ricerche (CNR) presso l’Istituto Mario Negri, Milano. 1990: Dirigente della Regione Lombardia. Responsabile dell’Unita’ di Biologia Moleco-lare, Istituto Mario Negri, Milano.1997: Capo del Laboratorio di “Farmacologia Molecolare”, Istituto Mario Negri, Milano.2006: Coordinatore del Programma di PhD organizzato in Collaborazione con la Open University di LondraCo-autore in 131 pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali.


LABORATORIOBIOLOGIA MOLECOLARE


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I risultati rappresentano la base per il disegno di uno studio clinico controllato che stiamo organizzando.ATRA-21 è stato utilizzato per valutare la responsività della leucemia acuta mie-loide ad acido retinoico. Abbiamo dimostrato che tre diversi sottotipi di questa leucemia caratterizzati da alterazioni geniche specifiche hanno un’altissima pro-babilità di trarre beneficio da trattamenti con acido retinoico.Per cio’ che concerne gli studi sulle aldeidi ossidasi abbiamo dimostrato che il gene codificante l’aldeide ossidasi di tipo 4 (AOX4) svolge un ruolo importante nella deposizione dei lipidi a livello del tessuto adiposo. Infatti animali knock-out per l’AOX4 sviluppati presso il nostro laboratorio risultano resistenti all’obesità indotta da diete ricche di grassi. Riguardo agli studi sull’Atrofia Muscolare Spinale:Abbiamo messo a punto modelli sperimentali di differenziazione in senso moto-neuronale attraverso l’utilizzo di cellule iPSC.


Maddalena Fratelli, Marco Bolis, Mami Kurosaki, Martina Dori, Valeria Guarnaccia, Orietta Spinelli, Marta Alberti, Elisabetta Valoti, Silvana Pileggi, Marina Noris, Giu-seppe Remuzzi, Alessandro Rambaldi, Mineko Terao and Enrico Garattini. (2016) Association of CFHR1 homozygous deletion and acute myelogenous leukemia in the European population. Leuk Lymphoma. 57: 1234-1237.

Enrico Garattini, Marco Bolis, Maurizio Gianni’, Gabriela Paroni, Maddalena Fratelli and Mineko Terao. Lipid-Sensors, Enigmatic-Orphan and Orphan nuclear receptors as therapeutic targets in breast-can-cer. Oncotarget, 2016 Feb 15. doi: 10.18632/oncotarget.7410

Mineko Terao, Maria João Romão, Silke Leimkühler, Marco Bolis, Catarina Coelho, Teresa Santos-Sil-va and Enrico Garattini. Structure and function of mammalian aldehyde oxidases. Arch. Toxicol. 2016; 90: 753-780. doi: 10.1007/s00204-016-1683-1.

Mineko Terao, Maria Monica Barzago, Mami Kurosaki, Maddalena Fratelli, Marco Bolis, Andrea Borsot-ti, Paolo Bigini, Edoardo Micotti, Mirjana Carli, Renzo Bagnati, Alice Passoni, Roberta Pastorelli, Laura Brunelli, Ivan Toschi, Valentina Cesari, Seigo Sanoh and Enrico Garattini. The molybdo-flavoenzyme aldehyde oxidase 4 controls mouse circadian-rhythms, fat deposition and locomotor activity. Scientific Reports, 2016 Jul 26;6:30343. doi: 10.1038/srep30343.

Marco Bolis, Enrico Garattini, Gabriela Paroni, Adriana Zanetti, Mami Kurosaki, Tiziana Castrignano’, Silvio Ken Garattini, Federica Biancardi, Maria Monica Barzago, Maurizio Gianni’, Mineko Terao, Lin-da Pattini and Maddalena Fratelli. A network-guided model predicts retinoic acid sensitivity in a tu-mor-type independent manner. Ann Oncol. 2016 Dec 19. pii: mdw660. [Epub ahead of print].

STAFFEnrico Garattini, Dr. Med. Chir

Capo Laboratorio

Mineko Terao, Ph.D.Capo Unità Struttura

e Regolazione del Gene

Maddalena Fratelli, Dr.Sci.Biol.Capo Unità Farmacogenomica

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Le principali aree di interesse e i progetti di ricerca in corso riguar-dano: • Analisi di proteine amiloidogeniche e identificazione di nuove strategie terapeutiche per le corrispondenti patologie (malattia di Alzheimer, malattie da prioni e amiloidosi periferiche), utilizzando metodiche in silico, saggi biochimici in vitro, analisi delle interazioni molecolari e farmacocinetica in vivo. In particolare;• Sviluppo di nuovi saggi immunologici per la misurazione di oligomeri di β-amil-oide, per la diagnosi precoce e il riconoscimento di forme atipiche della malattia di Alzheimer; • Caratterizzazione degli effetti anti-amiloidogenici di peptidi e piccole molecole;identificazione di mediatori biologici della tossicità del β-amiloide; • Farmacocinetica e livelli cerebrali di molecole con attività anti-amiloidogenica;• Sviluppo e applicazione di nuovi saggi analitici, in particolare per: inibitori di Mannose Binding Lectin e altre lectine con potenziale attività anti-ische-mica; • Livelli cerebrali delle chinurenine nell’animale sperimentale in seguito ad arresto cardiaco: correlazione con i livelli plasmatici e ruolo nelle complicanze neurolo-giche;• Livelli plasmatici di anticorpi terapeutici e dei corrispondenti anticorpi anti-anti-corpo, tramite Risonanza Plasmonica di Superficie;• Livelli plasmatici di nuovi farmaci per la Sclerosi Multipla, nell’ambito di uno studio clinico randomizzato;• Farmacocinetica di nuove sostanze psicoattive.


Per quanto riguarda gli studi sulle proteine amiloidogeniche, abbiamo identificato un nuovo anticorpo in grado di legare selettivamente gli oligomeri di β-amiloide, ma non monomeri o aggregati fibrillari; la novità di questo anticorpo (15B3) con-siste nel fatto che era stato sviluppato contro la proteina prionica. Il 15B3 è quindi un nuovo strumento per lo studio e la misurazione degli aggregati tossici di β-amiloide.Abbiamo caratterizzato le proprietà anti-amiloidogeniche della Clusterina, una

CAPO LABORATORIO

Marco Gobbi, Dr. Farm.

1979: Diploma di Perito Chimico, Isti-tuto Tecnico Molinari, Milano;

1983: Diploma di Tecnico di Ricerca Biochimica, Istituto Mario Negri, Mila-no;

1989: Laurea in Farmacia, Università Statale, Milano;

1990: School of Pharmacy, University of London

1983 ad oggi: Ricercatore presso Isti-tuto Mario Negri, Milano.

1995-2009: responsabile dell’Unità di Trasmissione Sinaptica.

Dal 2010 ad oggi: responsabile del Laboratorio di Farmacodinamica e Farmacocinetica.

Co-autore in >150 pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali.


LABORATORIOFARMACODINAMICA E FARMACOCINETICA


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proteina endogena con proprietà di chaperon molecolare. Utilizzando nuove me-todiche abbiamo evidenziato che Clusterina interagisce con alta affinità con gli oligomeri tossici di β-amiloide e ne previene gli effetti tossici. Oltre ad evidenziare meccanismi protettivi endogeni, questi dati possono aiutare a sviluppare derivati di Clusterina con proprietà farmacologiche.Abbiamo contribuito a caratterizzare le proprietà di Abeta1-6A2V-TAT(D), un pep-tide neuroprotettivo che inibisce la formazione di oligomeri tossici di β-amiloide.Abbiamo sviluppato nuove metodiche basate sulla Risonanza Plasmonica di Superficie per lo screening in vitro di inibitori di Mannose Binding Lectin, una proteina del complemento che contribuisce al danno da ischemia. Con questo approccio abbiamo identificato nuove molecole che si sono poi dimostrate neu-roprotettive in vivo, in modelli animali di eschemia.Abbiamo caratterizzato le proprietà farmacocinetiche di una Nuova Sostanza Psi-coattiva.


M. Stravalaci, L. Tapella, M. Beeg, A. Rossi, P. Joshi, E. Pizzi, M. Mazzanti, C. Bal-ducci, G. Forloni, E. Biasini, M. Salmona, L. Diomede, R. Chiesa, M. Gobbi. The Anti-Prion Antibody 15B3 Detects Toxic Amyloid-beta Oligomers. J Alzheimers Dis 2016, 53, 1485.

M. Beeg, M. Stravalaci, M. Romeo, A.D. Carra, A. Cagnotto, A. Rossi, L. Diomede, M. Salmona, M. Gobbi. Clusterin Binds to Abeta1-42 Oligomers with High Affinity and Interferes with Peptide Aggregation by Inhibiting Primary and Secondary Nucleation. J Biol Chem 2016, 291, 6958.

M. Stravalaci, D. De Blasio, F. Orsini, C. Perego, A. Palmioli, G. Goti, A. Bernardi, M.G. De Simoni, M. Gobbi. A New Surface Plasmon Resonance Assay for In Vitro Screening of Mannose-Binding Lectin Inhibitors. J Biomol Screen 2016.

D. De Blasio, S. Fumagalli, L. Longhi, F. Orsini, A. Palmioli, M. Stravalaci, G. Vegliante, E.R. Zanier, A. Bernardi, M. Gobbi, M.G. De Simoni. Pharmacological inhibition of mannose-binding lectin ameliorates neurobehavioral dysfunction following experimental traumatic brain injury. J Cereb Blood Flow Metab 2016.

J. Lucchetti, C.M. Marzo, A. Di Clemente, L. Cervo, M. Gobbi. A validated, sensitive HPLC-MS/MS method for quantification of cis-para-methyl-4-methylaminorex (cis-4,4’-DMAR) in rat and human pla-sma: application to pharmacokinetic studies in rats. Drug Test Anal 2016.

STAFFMarco Gobbi, Dr. Farm.

Capo Laboratorio

Uno dei principali risultati del laboratorio di Farmacodinamica e Farmacocinetica è stato lo sviluppo e la caratterizzazione di un nuovo dosaggio immunologico adatto a identificare in modo specifico gli oligomeri tossici del peptide β-amiloide (Aβ), che si generano in modo transiente durante la formazione delle plac-che amiloidi tipiche della malattia di Alzheimer (pannello a sinistra). Con il nuovo saggio immunologico, basato sulla Risonanza Plasmonica di Superficie (pannello centrale), è possibile riconoscere in modo specifico gli oligomeri tossici, valutandone il profilo temporale di comparsa/scomparsa (pannello a de-stra), permettendo soprattutto di identificare nuove molecole con potenziali effetti anti-oligomerici.

IRFMN82


Le principali aree di interesse ed i progetti di ricerca in corso riguar-dano: • Studio di sistemi biologici complessi mediante l’analisi di network molecolari. In particolare:• Network di interazioni tra proteine, definiti sulla base di un definito contesto biologico (ad esempio, processi funzionali e comparti-menti subcellulari);• Network di interazioni tra processi biologici (in collaborazione con il dott. Davide Luciani).Analisi di network farmacologici, in particolare:applicazione dell’analisi dei network allo studio della politerapia in pazienti anziani (in collaborazione con il dott. Alessandro Nobili).


Per quanto riguarda i sistemi biologici complessi, abbiamo analizzato l’applica-zione ai fini predittivi di un algoritmo (da noi precedentemente sviluppato) che consente la conversione di network d’interazione fisiche tra proteine in grafi d’in-terazioni funzionali tra processi.Per quanto riguarda i network farmacologici, abbiamo applicato il network della politerapia in pazienti anziani per la predizione di possibili eventi avversi nella com-binazione di più farmaci.

CAPO LABORATORIO

Gianfranco Bazzoni,Dr. Med. Chir.

1982: Diploma di Maturità Classica, Isti-tuto Leone XIII, Milano

1988: Laurea in Medicina e Chirurgia, Università degli Studi, Milano

1992: Diploma di Specialista in Ricerca Biochimica, Istituto di Ricerche Farmaco-logiche Mario Negri, Milano

1993-1997: Dana Farber Cancer Institu-te and Harvard Medical School, Boston, MA, USA

1997-2017: Istituto di Ricerche Farma-cologiche Mario Negri, Milano:

2003 - 2004: Responsabile dell’Unità di Adesione Cellulare,

2004 - 2017: Responsabile del Labora-torio per lo Studio dei Sistemi Biologici

2012 - 2017: Responsabile dei Corsi di Formazione Professionale

Co-autore in 54 pubblicazioni scientifi-che su riviste internazionali.


LABORATORIOSTUDIO SISTEMI BIOLOGICI


IRFMN 83


Il laboratorio si occupa principalmente della caratterizzazione della proteina SEPN1 (Selenoproteina N1), le cui mutazioni sono causa di una serie di miopatie congenite definite miopatie legate a SEPN1. Il laboratorio è focalizzato sia sullo studio dell’attività biochimica del-la suddetta proteina sia sulla comprensione dei processi patologici innescati dall’assenza della stessa in modo da trovare nuovi bersa-gli aggredibili terapeuticamente.


Il modello murino deficitario di SEPN1 è protetto dalla patologia muscolare. Recentemente abbiamo visto che l’overespressione dell’ossidasi ERO1 nel mu-scolo del modello SEPN1 knock-out induce una patologia muscolare simile alle miopatie legate a SEPN1 nell’uomo. Questo secondo “hit” ci ha permesso di studiare i pathway coinvolti nello svilup-po di tali miopatie. Analisi di microarray sui muscoli del modello murino SEPN1 knock-out in cui ERO1 è overespresso rivelano attivazione del pathway del TGF-beta, che è risaputo essere causa patologica in altre patologie muscolari. Studi in vitro evidenziano che la perdita di funzione di SEPN1 è associata con un consumo più veloce di acido ascorbico nella cellula che ha impatto sui livelli di collagene nella matrice extracellulare e quindi sui livelli di TGF-beta attivo.L’inibizione del pathway del TGF-beta in vivo, attraverso l’uso di un anticorpo mo-noclonale, migliora la forza muscolare del modello SEPN1 knock-out suggerendo che l’inibizione del pathway del TGF-beta può essere un bersaglio terapeutico per le miopatie legate a SEPN1 (Pozzer et al, 2016).

CAPO LABORATORIO

Ester Zito, Dr. CTF.

2001: Laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche, Università di Napoli Fe-derico II.

2007: PhD in Genetica medica, II Uni-versità di Napoli.

2008-2011: Post Dottorato presso l’istituto Skirball della NYU (New York University) (USA)

2011-2013: Post Dottorato presso i Laboratori di Ricerca Metabolica della Cambridge University (UK)

Dal 2013: Associate Telethon Scientist al DTI e Capo del Laboratorio di Tra-sduzione del Segnale, Istituto Mario Negri.


LABORATORIOTRASDUZIONE DEL SEGNALE


Pozzer D, Favellato M, Bolis M, Invernizzi RW, Solagna F, Blaauw B, Zito E (2016) Endoplasmic Reticulum Oxidative Stress Triggers Tgf-Beta-Dependent Muscle Dy-sfunction by Accelerating Ascorbic Acid Turnover. Sci Rep 7: 40993

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DIPARTIMENTO BIOCHIMICA e FARMACOLOGIA ... IRFMN ATTIVITÀ DI RICERCA Il Dipartimento di Biochimica e Farmacologia Molecolare è compo-sto da 6 laboratori con interessi scientifici