Basi Molecolari delle Patologie Umane

Predisposizione genetica allo sviluppo di tumori dell'apparato digerente - Responsabile: Prof. Guglielmina Nadia Ranzani

Collaboratori: Raefa Abou Khouzam (dottoranda), Gianluca Tedaldi (dottorando), Monica Marabelli (borsista post-dottorato)

Il nostro gruppo di ricerca si occupa principalmente dell’identificazione e caratterizzazione funzionale delle lesioni genetiche associate allo sviluppo di tumori dell’apparato digerente in famiglie con sindromi ereditarie. Tali sindromi includono l’HNPCC (hereditary non-polyposis colorectal cancer), la FAP/MAP (familial adenomatous polyposis/MUTYH-associated polyposis) e l’HDGC (hereditary diffuse gastric cancer). Il sequenziamento dei geni responsabili delle varie sindromi porta comunemente non solo all’individuazione di mutazioni chiaramente causative di malattia, ma anche all’individuazione di varianti di incerto significato patogenetico. L’effetto funzionale di tali varianti (e quindi il loro possibile impatto sul rischio di cancro), viene valutato attraverso approcci diversi che comprendono: analisi in silico; test funzionali in vitro; analisi dell’espressione genica; ricerca di isoforme anomale di splicing.

Poiché i geni di predisposizione conosciuti spiegano comunque solo una frazione delle famiglie con tumori ereditari del digerente, il nostro gruppo di ricerca partecipa ad uno studio collaborativo per ricercare nuovi geni-malattia mediante approccio NGS (“cancer-gene-panel” ed “exome- sequencing”).

La componente genetica può avere un ruolo importante non solo nelle forme sindromiche e familiari, ma anche nell’eziopatogenesi dei cancri considerati “sporadici”; ampi studi di associazione (GWAS) condotti su popolazioni diverse hanno infatti individuato varianti a bassa penetranza in grado di modulare il rischio di cancro colorettale. Uno degli obiettivi del nostro gruppo di ricerca è anche quello di stabilire se alcune di tali varianti possano aumentare il rischio di lesioni preneoplastiche e di cancro nella popolazione italiana.

Collaboratori: Tiziana Venesio (Istituto Oncologico-IRCCS, Candiolo-Torino), Costanza Alvisi (Fondazione IRCCS-Policlinico San Matteo, Pavia); Daniele Calistri e Chiara Molinari (Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori-IRCCS, Meldola-FC); Bernardo Bonanni (IEO-Istituto Europeo di Oncologia, Milano); Natalia Pellegata (Institute for Diabetes and Cancer IDC Helmholtz Center Munich, Germania)

Genetica del gusto - Responsabile: Prof. Guglielmina Nadia Ranzani

Questa linea di ricerca è svolta in collaborazione con il gruppo della Prof.ssa Ornella Semino, vedi punto 7) della tematica “Genomica di popolazioni umane ed animali”

Collaboratori: Raefa Abou Khouzam (dottoranda), Gianluca Tedaldi (dottorando), Monica Marabelli (borsista post-dottorato)

La capacità di percepire i sapori è geneticamente determinata e la percezione dei sapori è il principale fattore a guidare la scelta dei cibi, causandone accettazione o rifiuto. D’altra parte, la scelta dei cibi è un fattore fondamentale in grado di modulare il rischio di patologie comuni, quali obesità, diabete, sindrome metabolica, ma anche di malattie cardiovascolari e cancro. Scopo del nostro lavoro è quello di correlare le varianti dei geni coinvolti nella percezione dei sapori e quindi nelle scelte alimentari con dieta e stato di salute, in particolare con i tumori dell’apparato digerente.

Collaboratori: Ornella Semino (DBB, Università di Pavia), Costanza Alvisi (Fondazione IRCCS-Policlinico San Matteo, Pavia)

Proteomica/metabolomica nello studio di malattie gravi di origine differente - Responsabile: Prof. Paolo Iadarola

Con l’avvento della proteomica, l’identificazione di proteine aventi la funzione di potenziali biomarcatori ha raggiunto importanti traguardi. La rilevazione e l’identificazione di proteine in differenti organi e/o tessuti con lo scopo di capire se queste rappresentino effettivamente uno strumento che aiuti a monitorarne eventuali alterazioni, e tutt’ora un’area di crescente interesse.

Nel contesto della proteomica clinica, consistente nell’applicazione di tecniche di proteomica su campioni biologici, l’interesse del laboratorio di ricerca diretto dal prof. Iadarola, è focalizzato sull’identificazione in fluidi biologici (sputo, esalati condensati, lavaggi bronco alveolari), cellule linfoblastoidi ed estratti cellulari di biomarcatori di malattie aventi origini differenti. In particolare vengono portate avanti le seguenti linee di ricerca:

  • Studio della proteomica/metabolomica di malattie polmonari (bronco pneumopatia ostruttiva cronica, deficienza di alfa1-antitripsina, sarcoidosi, sindrome da bronchiolite obliterante)
  • Analisi proteomica di cellule linfoblastoidi di pazienti affetti da una rara malattia neurodegenerativa (malattia di Nasu-Hakola)
  • Analisi proteomica di ghiandole salivari ed ovari della zecca Ixodes ricinus
Effetti molecolari e cellulari delle esorfine del glutine sulla tumorigenesi: uno studio pilota - Responsabile: Prof. Sergio Comincini; PI: Federico Manai PhD

Finanziamenti: Fondazione Italiana Celiachia (2018-2021)

Principali tecniche impiegate: colture cellulari e trasfezione; isolamento, immunoblotting, immunofluorescenza; Real-time PCR; citofluorimetria a flusso; saggi funzionali apoptici e autofagici.

La celiachia è una malattia autoimmune cronica e sistemica che colpisce prevalentemente l’intestino tenue di individui geneticamente predisposti. Questa condizione patologica è caratterizzata da un quadro clinico complesso e molto variabile che comprende sintomi classici (steatorrea, dolore addominale e dimagrimento) e sintomi non classici extra-intestinali (anemia, dermatite, osteoporosi, emicranie, epilessia e associazione con altre malattie autoimmuni, e.g. diabete e tiroiditi). La celiachia si stima colpisca l’1% della popolazione mondiale anche se il numero di pazienti attualmente diagnosticato risulta essere una sottostima, i.e. 1/6 dei celiaci totali. La difficoltà nel diagnosticare correttamente questa malattia è dovuta al quadro clinico variegato e dal fatto che molti pazienti sono affetti dalla forma asintomatica della malattia, i.e. infiammazione intestinale ma assenza di sintomi. L’unico trattamento ad oggi disponibile è la dieta gluten-free (GFD).

La non aderenza alla dieta o il persistere dello stato infiammatorio intestinale, tipica delle forme di celiachia refrattaria o asintomatica, sono associati a due forme tumorali: il linfoma a cellule T associato ad enteropatia (EATL) e il carcinoma del duodeno.

La tematica della ricerca è volta a chiarire il ruolo delle esorfine del glutine, piccoli peptidi rilasciati dalla digestione della gliadina, nel promuovere la tumorigenesi. Tali peptidi, infatti, risultano essere in grado di legare i recettori degli opioidi, in particolare il delta, attivando diverse cascate di trasduzione del segnale. Lo studio è strutturato in due fasi: 1. Studio dell’azione diretta delle esorfine nel promuovere la proliferazione e la tumorigenesi in modelli in vitro di EATL e carcinoma 2. Studio dell’azione delle esorfine nel promuovere l’infiammazione mediata dall’azione delle cellule enteriche della glia, estratte da pazienti celiaci e soggetti di controllo con la collaborazione del I.R.C.C.S. Policlinico San Matteo (S.C. di Chirurgia Pediatrica).

Collaboratori: Prof. Mauro Bozzola (Dipartimento Materno-Infantile, Fondazione IRCCS San Matteo Pavia), Dott. Luigi Avolio (Dipartimento di Chirurgia Pediatrica, Fondazione IRCCS San Matteo Pavia).