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Laboratorio di Biologia Applicata  

Lab. Poletti

 

Linee di ricerca

Due progetti principali sono attivi nel nostro laboratorio:

1) il primo e' dedicato allo studio dei meccanismi molecolari alla base di due malattie del motoneurone (MNDs): la Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) e l'Atrofia Muscolare Spinale e Bulbare (SBMA).

2) il secondo riguarda il ruolo di un derivato degli androgeni ad attivita' estrogenica nel tumore prostatico.

Linea 1) per quel che concerne le due forme di MNDs (SLA e SBMA) queste sono associate alla formazione di forme proteiche a conformazione alterata ("misfoldate") che, per questo motivi, diventano neurotossiche. Queste proteine neurotossiche "misfoldate" possono aggregare all'interno die motoneuroni e/o perturbare diversi meccanismi di base che regolano le funzioni neuronali portando alla morte cellulare. E' quindi fondamentale prevenire il "misfolding" proteico per poter contrastare la perdita di motoneuroni nelle MNDs.  Noi abbiamo recentemente identificato un effetto protettivo di una small heat shock protein (HSPB8) nelle due malattie. L'HSPB8 ha una potente azione pro-degradativa e anti-aggregante sulle specie "misfoldate" delle proteine responsabili delle MNDs. LA siua azione sembra essere mediata dall'attivazione dell'autofagia e puo' essere potenziata da altri induttori farmacologici del processo autofagico, suggerendo un nuovo potenziale approccio terapeutico per queste malattie mortali.

Linea 2) Nel progetto sul tumore prostatico noi abbiamo di recente provato che un metabolita androgenico, il 3beta-diolo, possiede una potente attivita' antiproliferativa e antimetastatica. Nella prostata, questo composto viene prodotto fisiologicamente e localmente a partire dal testosterone, e sembra contrastare l'attivita' pro-proliferativa del suo precursore androgenico. Il 3beta-diolo e' stato considerato per anni un composto inattivo, dato che perde l'attivita' androgenica. Noi abbiamo dimostrato che il 3beta-diolo ha una potente attivita' estrogenica e puo' essere considerato il composto estrogenico fisiologico nel maschio. Abbiamo dimostrato che il 3beta-diolo esercita la sua attivita' anti-tumorale tramite l'attivazione selettiva del recettore estrogenico beta, che e' espresso nelle cellule tumorali prostatiche, e tramite questo meccanismo induce la sintesi della proteina anti-metastatica E-caderina. Stiamo quindi cercando analoghi sintetici o naturali del 3beta-diolo da testare per il loro potenziale utilizzo in un futuro trattamento del carcinoma prostatico.

 

Tecniche

Nel nostro laboratorio si utilizzano linee cellulari immortalizzate di motoneuroni murini, linee tumorali prostatiche. Recentemente abbiamo settato le colture di cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) ottenute da pazienti con malattie del motoneurone  (MND) e differenziabili a motoneuroni (in futuro anche a cellule muscolari). Le cellule in uso vengono utilizzate per trasfezioni transienti o stabili inducibili con geni codificanti per le proteine coinvolte nelle MNDs, e da altri geni regolati delle funzioni cellulari e/o delle vie di risposta alla tossicita' proteica. Molti dei plasmidi utilizzati a tale scopo vengono prodotti direttamente in laboratorio con le tecniche di base di ingegneria genetica. Per valutare gli effetti delle proteine trasfettate, si utilizzano una serie di metodiche che includono microscopia a fluorescenza ad alta risoluzione, citofluorimetria, analisi western blot, "filter retardation assay", real time PCR, attivita' trascrizionale, ecc. Non utilizziamo animali in modo diretto, ma abbiamo collaborazioni con gruppi che utilizzano gli animali modello di malattie del motoneurone che ci possono fornire i tessuti da analizzare.

 

Selezione pubblicazioni

1. Motoneuronal cell death is not correlated with aggregate formation of androgen receptors containing an elongated polyglutamine tract.
Simeoni S., Mancini M.A., Stenoien D., Marcelli M., Weigel N.L., Zanisi M., Martini L., Poletti A.
Hum Mol Genet (2000) 9:133-144.

2. The Androgen Derivative 5alpha-Androstan-3beta,17beta-diol Inhibits Prostate Cancer Cell Migration throught Activation of Estrogen Receptor beta subtype.
Guerini V., Sau D., Scaccianoce E., Rusmini P., Ciana P., Maggi A., Martini P.G., Katznenellenbogen B.S., Martini L., Motta M., Poletti A.
Cancer Res (2005) 65:5445-5453

3. Aggregation and Proteasome: The case of elongated polyglutamine aggregation in Spinal and Bulbar Muscular Atrophy.
Rusmini P., Sau D., Crippa V., Palazzolo I., Simonini F., Onesto E., Martini L., Poletti A.
Neurobiol Aging (2007) 28:1099-1111

4. Mutation of the SOD1 in ALS: a Gain of a Loss of function.
Sau D., De Biasi S., Vitellaro-Zuccarello L., Riso P, Guarnieri S, Porrini M, Simeoni S., Crippa V., Onesto E., Palazzolo I., Rusmini P., Bolzoni E., Bendotti C., Poletti A.
Hum Mol Genet (2007) 16:1604-1618
doi:10.1093/hmg/ddm110

5. The Small Heat Shock Protein B8 (HspB8) promotes autophagic removal of misfolded proteins involved in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS).
Crippa V., Sau D., Rusmini P., Boncoraglio A., Onesto E., Bolzoni E., Galbiati M., Fontana E., Marino M., Carra S., Bendotti C., De Biasi S., Poletti A.
Hum Mol Genet (2010) 19:3440-3456.
doi: 10.1093/hmg/ddq257

6. Estrogen receptor β and the progression of prostate cancer: role of 5a-androstane-3β,17β-diol (3β-Adiol).
Dondi D., Piccolella M., Biserni A., Della Torre S., Ramachandran B., Locatelli A., Rusmini P., Sau D., Maggi A., Ciana P., Poletti A.
Endocr-Relat Cancer (2010) 17:731-742.
doi: ERC-10-0032v1-ERC-10-003

7. Muscle cells and Motorneurons Differentially Remove Mutant SOD1 Causing Familial Amyotrophic Lateral Sclerosis.
Onesto E., Rusmini P., Crippa V., Ferri N., Zito A., Galbiati R., Poletti A.
J Neurochem (2011) 118:266-280
doi: 10.1111/j.1471-4159.2011.07298.x

8. The anabolic/androgenic steroid Nandrolone exacerbates gene expression modifications induced by mutant SOD1 in muscles of mice models of amyotrophic lateral sclerosis.
Galbiati M., Onesto E., Zito A., Crippa V., Rusmini P., Mariotti R., Bentivoglio B., Bendotti C., Poletti A.
Pharmacol. Res. (2012) 65:221-230.
doi: 10.1016/j.phrs.2011.12.001

9. Neuritin 1 promotes migration of immortalized neurons modulating microtubule stability
Zito A., Cartelli D., Cappelletti G., Cariboni A., Poletti A., Galbiati M.
Brain Structure and Function (2013) (in press)
doi: 10.1007/s00429-012-0487-1

10. Clearance of the mutant AR in motoneuronal models of Spinal and Bulbar Muscular Atrophy
Rusmini P., Crippa V., Giorgetti E., Boncoraglio A., Cristofani R., Carra S., Poletti A.
Neurobiol Aging (2013) in press.
doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2013.05.026

 

Links: 

http://users.unimi.it/poletti

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