Laboratorio della Neuroinfiammazione
Responsabile: Dr. Fabio Bianco
Stato dell’Arte ed Obiettivi
L’invecchiamento è un processo naturale, caratterizzato da un declino fisiologico e da uno stato infiammatorio cronico, con conseguente degenerazione dei tessuti. Lo stato infiammatorio è causato da una ridotta capacità degli anziani di rispondere adeguatamente allo stimolo infiammatorio, a causa di un sistema immunitario compromesso. Questo stato di infiammazione cronica porta, nel lungo periodo, alla degenerazione dei tessuti e degli organi; le cause di questa infiammazione generalizzata non sono ancora state chiarite, tuttavia è noto come esse dipendano in modo significativo dalla interazione tra i diversi tipi di cellule all’interno di un tessuto, sia in condizioni fisiologiche che patologiche.
La maggior parte delle strategie di ricerca attualmente perseguite mira ad inibire o a ridurre gli effetti nocivi dannosi, a livello della cellula principale, in un determinato tessuto (come ad esempio i neuroni nelle malattie neurodegenerative o le cellule cardiache nelle malattie cardiovascolari), sperando così di ridurre il processo di degenerazione. In questo modo, però, si va ad agire solo sulle cellule danneggiate, una volta che il processo di degenerazione è già stato avviato. In altre parole, non viene preso in considerazione il ruolo modulatorio svolto a monte dal microambiente cellulare circostante, caratterizzato da una complessa rete di interazioni fra tipi diversi di cellule, in grado di esercitare un ruolo predominante e fondamentale nell’insorgenza e nella progressione della malattia.
Il microambiente extracellulare è caratterizzato da una pletora di tipi cellulari diversi, che comunicano attraverso una serie di mediatori chimici (fattori di crescita, chemochine, ecc ..) sotto forma di gradienti, che variano nello spazio e nel tempo. La comprensione degli eventi cellulari e molecolari che avvengono nella comunicazione intercellulare, tra le cellule “target” e il loro microambiente, è di cruciale importanza per poter correttamente definire strategie in grado di modulare la progressione della malattia, così come la risposta delle cellule e la resistenza ai farmaci.
Recentemente, la mia attività di ricerca si è concentrata sullo sviluppo di un approccio basato su tecnologie microfluidiche, per studiare in dettaglio la complessità delle interazioni cellula-cellula in microvolumi controllati (Bianco et al., Anal Chem 2012, Lovchik et al, Biomed Microdevices. 2010 Lovchik et al. Lab Chip 2009). La possibilità di coltivare in vitro tipi cellulari specifici (anche campioni rari) su microcamerette interconnesse da microfluidi in maniera controllata, permette di ricreare in vitro le diverse combinazioni di comunicazione intercellulare in scenari fisiopatologici specifici, e quindi comprendere in dettaglio il contributo specifico di ciascun tipo cellulare nell’insorgenza di uno specifico scenario patologico.
Scopo del Laboratorio della Neuroinfiammazione è quello di ricreare in vitro la complessità delle malattie neuro infiammatorie, al fine di studiare in dettalio il ruolo specifico della popolazione cellulare di interesse, nella comparsa di uno scenario patologico specifico.
L’obiettivo è quello di identificare nuovi bersagli terapeutici, identificare eventuali meccanismi di compensazione, rilevare effetti tossici modulati dal microambiente e, nel complesso, approfondire le basi molecolari della cattiva comunicazione che porta alla degenerazione neuronale.