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Laboratorio di Farmacologia Molecolare e Cellulare della Trasmissione Purinergica  

Lab. Abbracchio

 

Linee di ricerca

La nostra attività di ricerca è volta a svelare i ruoli fisiopatologici di nucleosidi e nucleotidi extracellulari e dei loro recettori, i recettori P1 e P2. Queste molecole di segnalazione sono ampiamente coinvolte nelle funzioni del sistema nervoso, cardiovascolare ed immunitario, ed il loro ruolo specifico nella modulazione della crescita, differenziamento, sopravvivenza e morte cellulare sta attirando sempre maggior interesse da parte della comunità scientifica. A tal proposito, il Laboratorio ha recentemente acquisito una rilevante competenza nella regolazione purinergica delle attività e delle funzioni delle cellule staminali adulte nel cuore, nel cervello e nel midollo spinale, sia in condizioni fisiologiche sia infiammatorie, come ad esempio quelle associate ad infarto cardiaco, trauma o ischemia cerebrale e spinale ed a condizioni croniche neurodegenerative. Il nostro obiettivo finale è quello di fornire le basi per mettere a punto nuove strategie neuroriparative che sfruttino la modulazione delle funzioni purinergiche per le malattie umane attualmente incurabili, tra cui l’infarto miocardico, l'ictus, il morbo di Alzheimer e le malattie demielinizzanti. Il Laboratorio sviluppa anche un progetto volto a comprendere il ruolo del sistema purinergico in alcune forme di dolore neuroinfiammatorio e neuropatico come l’emicrania.

Breve descrizione schematica delle varie linee di ricerca:

  1. Caratterizzazione molecolare, biochimica e farmacologica sia in vitro sia in vivo dei recettori P1 e P2. In particolare, siamo interessati alla clonazione, all’espressione e alla caratterizzazione funzionale di recettori P2Y associati a proteine-G. Alcuni di questi aspetti sono studiati in collaborazione con il gruppo della prof.ssa Claudia Martini e della dr.ssa Letizia Trincavelli dell’Università di Pisa e con la dr.ssa Claudia Verderio e la dr.ssa Patrizia Rosa dell’Istituto di Neuroscienze del CNR di Milano.
  2. Regolazione dei processi di morte cellulare (apoptosi e necrosi) di nucleotidi e nucleosidi purinergici nel cervello e nei cardiomiociti e l'individuazione dei meccanismi molecolari coinvolti. Siamo interessati a definire il ruolo dei recettori P2 nel cervello e nell’ischemia cardiaca (in collaborazione con la prof.ssa Elena Tremoli, Unità di Risonanza Magnetica per Immagini e Centro Cardiologico Monzino).
  3. Regolazione della proliferazione, del differenziamento, della migrazione e della sopravvivenza delle cellule staminali neurali adulte mediati dai nucleotidi extracellulari (in collaborazione con la dott.ssa Annalisa Buffo, Università di Torino).
  4. Ruolo del recettore P2Y-simile GPR17, un nuovo marcatore di cellule progenitrici NG2-positive quiescenti, nella reazione ai processi riparativi del cervello dopo lesioni ischemiche o demielinizzanti in modelli di ischemia cerebrale e sclerosi multipla nel roditore ed effetti della sua modulazione farmacologica (in collaborazione con il dr. Roberto Furlan, Ospedale San Raffaele, Milano).
  5. Costruzione di modelli 3D di recettori accoppiati a proteina G e screening in silico ad alta prestazione, con particolare attenzione all’individuazione, alla progettazione e all’ottimizzazione di nuovi agenti farmacologici specifici per le malattie demielinizzanti neuroinfiammatorie (in collaborazione con il dott. Ivano Eberini).
  6. Caratterizzazione di GPR17 nel trauma cerebrale nell’uomo (in collaborazione con la dott.ssa Maria Grazia De Simoni, IRCCS-Istituto di Ricerche Farmacologiche "Mario Negri" e la dr.ssa Heike Franke, Università di Lipsia, Germania).
  7. Regolazione genica ed effetto di microRNA nel differenziamento oligodendrogliale mediata da GPR17 e il loro coinvolgimento nelle malattie demielinizzanti.
  8. Caratterizzazione del topo transgenico reporter GPR17-iCre ERT2 (in collaborazione con la dr.ssa Leda Dimou and la prof.ssa Magdalena Götz, Università di Monaco, Germania).
  9. Ruolo dei nucleotidi extracellulari e dei recettori P2 nell’emicrania e nella trasmissione del dolore trigeminale (in collaborazione con il prof. Andrea Nistri presso la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste e con il prof. Peter T. Ohara, UCSF School of Medicine, San Francisco).

 

Tecniche

- Biologia cellulare e molecolare (es. clonaggio, silenziamento genico, siRNA, miRNA, mutagenesi, qRT-PCR)

- Colture cellulari, isolamento e mantenimento di colture primarie di astrociti, precursori oligodendrocitari e microglia e isolamento di neurosfere dalla zona sottoventricolare

- Citologia e istologia (es. ibridazione in situ, immunocitochmica e immunoistochimica)

- Tecniche di microscopia (microscopia confocale e videomicroscopia time lapse) e calcium imaging

- Saggi biochimici e funzionali (attività luciferasica, ipossia/ischemia in vitro e saggi di citotossicità)

- Bioinformatica, modeling molecolare e chimica computazionale

- Modello di encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE) nel topo

- Modello murino di allogenia indotta con CFA (Adiuvante Completo di Freund) e saggi di von Frey

- Iniezione intra-trigeminale di dsRNA nel roditore

- Legatura del nervo infra-orbitale in un modello di dolore infiammatorio trigeminale nel roditore

 

Selezione pubblicazioni

  1. Ceruti S, Viganò F, Boda E, Ferrario S, Magni G, Boccazzi M, Rosa P, Buffo A, Abbracchio MP (2011) Expression of the new P2Y-like receptor GPR17 during oligodendrocyte precursor cell maturation regulates sensitivity to ATP-induced death. Glia 59:363-78.
  2. Fumagalli M, Daniele S, Lecca D, Lee PR, Parravicini C, Fields RD, Rosa P, Antonucci F, Verderio C, Trincavelli ML, Bramanti P, Martini C, Abbracchio MP (2011) Phenotypic changes, signaling pathway, and functional correlates of GPR17-expressing neural precursor cells during oligodendrocyte differentiation. J Biol Chem286:10593-604.
  3. Ceruti S, Villa G, Fumagalli M, Colombo L, Magni G, Zanardelli M, Fabbretti E, Verderio C, van den Maagdenberg AM, Nistri A, Abbracchio MP (2011) Calcitonin gene-related peptide-mediated enhancement of purinergic neuron/glia communication by the algogenic factor bradykinin in mouse trigeminal ganglia from wild-type and R192Q Cav2.1 Knock-in mice: implications for basic mechanisms of migraine pain. J Neurosci31:3638-49.
  4. Calleri E, Ceruti S, Cristalli G, Martini C, Temporini C, Parravicini C, Volpini R, Daniele S, Caccialanza G, Lecca D, Lambertucci C, Trincavelli ML, Marucci G, Wainer IW, Ranghino G, Fantucci P, Abbracchio MP, Massolini G (2010) Frontal affinity chromatography-mass spectrometry useful for characterization of new ligands for GPR17 receptor. J Med Chem53:3489-501.
  5. Ceruti S, Villa G, Genovese T, Mazzon E, Longhi R, Rosa P, Bramanti P, Cuzzocrea S, Abbracchio MP (2009) The P2Y-like receptor GPR17 as a sensor of damage and a new potential target in spinal cord injury. Brain132:2206-18.
  6. Di Virgilio F, Ceruti S, Bramanti P, Abbracchio MP. Purinergic signalling in inflammation of the central nervous system (2009). Trends Neurosci32:79-87.
  7. Lecca D, Trincavelli ML, Gelosa P, Sironi L, Ciana P, Fumagalli M, Villa G, Verderio C, Grumelli C, Guerrini U, Tremoli E, Rosa P, Cuboni S, Martini C, Buffo A, Cimino M, Abbracchio MP (2008) The recently identified P2Y-Like receptor GPR17 is a sensor of brain damage and a new target for brain repair. PLoS ONE3: E3579.
  8. Ciana P, Fumagalli M, Trincavelli ML, Verderio C, Rosa P, Lecca D, Ferrario S, Parravicini C, Capra V, Gelosa P, Guerrini U, Belcredito S, Cimino M, Sironi L, Tremoli E, Rovati GE, Martini C, Abbracchio MP (2006) The orphan receptor GPR17 identified as a new dual uracil nucleotides/cysteinyl-leukotrienes receptor. EMBO J25:4615-27.
  9. Abbracchio MP, Burnstock G, Boeynaems JM, Barnard EA, Boyer JL, Kennedy C, Knight GE, Fumagalli M, Gachet C, Jacobson KA, Weisman GA (2006) International Union of Pharmacology LVIII: update on the P2Y G protein-coupled nucleotide receptors: from molecular mechanisms and pathophysiology to therapy. Pharmacol Rev5:281-341.
  10. Fumagalli M, Brambilla R, D'Ambrosi N, Volonté C, Matteoli M, Verderio C, Abbracchio MP (2003) Nucleotide-mediated calcium signaling in rat cortical astrocytes: Role of P2X and P2Y receptors. Glia43:218-03.

 

Brevetti

1. “Method for the diagnosis of heart disease” United States of America Patent application serial 10/156.352, Filed on May 28, 2002, see: http://da.unimi.it/da/Brevetti/brevetti.doc_cvt.htm#bmk05

2. GPR17 modulators, method of screening and uses thereof” MI2004A 002007 (Oct 21 2004); PCT/EP2005/011157 (Oct 21 2005); U.S.A. 11/665,835 (Nov 11, 2007) granted March 2012

3. “Composti e composizioni che modulano GPR17 e loro usi terapeutici e diagnostici” MI2010A002037 (October 10, 2010), extended internationally on October 10, 2011.

4. GPR17-MODULATING COMPOUNDS, DIAGNOSTIC AND THERAPEUTIC USES THEREOF, PCT/IB20 11/054865

 

 

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