Laboratorio di Neurofisiologia Sperimentale

Responsabile: Picconi Barbara
Staff: Calabrese Valeria, Calabrese Valeria, Cardinale Antonella, De Iure Antonio, Russo Marta

Nel laboratorio di Neurofisiologia Sperimentale diretto dalla Professoressa Barbara Picconi, si studiano i meccanismi, sinaptici, biomolecolari e metabolici coinvolti durante il processo di neurodegenerazione dopaminergica, tipica della malattia di Parkinson. Nel laboratorio numerosi sono i modelli sperimentali presi in esame, ma l’obbiettivo principale è mettere al centro di questi studi, neuroni transdifferenziati da iPCs degli stessi pazienti prelevate da un soggetto donatore sano o malato ed in grado attraverso moderne tecniche d’induzione biomolecolare di transdifferenziarsi in neuroni maturi. E’ di notevole interesse, inoltre, studiare i meccanismo di network che intercorrono nelle aree corticali, ippocampali e sottocorticali alla base delle alterazioni motorie e cognitive in diverse patologie degenerative.

Obiettivi

L’obiettivo principale del laboratorio è quello di indagare i meccanismi patogenetici della malattia di Parkinson (MP) ed altre patologie neurodegenerative e la sua correlazione con i processi di neuroinfiammazione. Il laboratorio si avvale di tecniche elettrofisiologiche, amperometriche per il rilascio neurotrasmettitoriale e di immunofluorescenza confocale. Le attività del laboratorio sono organizzate in gruppi sperimentali con modelli a complessità neurologica crescente partendo da cellule immortalizzate caratterizzate dal solo rilascio di dopamina a colture neuronali più complesse, su questi modelli verranno studiati effetti di agenti neurotossici, che imitano i danni tipici della MP:

1) Studio delle alterazioni morfologiche e sul rilascio di dopamina, nelle pc12, indotte dall’applicazione di Rotenone a diverse concentrazioni e diverse tempistiche;
2) Studi elettrofisiologici e morfologici dei processi neuroinfiammatori e degenerativi indotti dall’applicazione in vitro di alpha-syn, in PC12 non differenziate che differenziate in neuroni maturi con NGF.
3) Le colture organotipiche corticostriatali, ippocampali e corticali ci permetteranno mediante l’uso di registrazioni Multi-Electrode Array Electrophysiology (MEA) di analizzare le modificazioni di network e circuitry nelle differenti condizioni neurotossiche e/o terapeutiche.

Interessi di Ricerca

  • Studio effetto eccitosico rotenone e agenti neurodegenerativi;
  • Ruolo dell’infiammazione nella neurodegenerazione;
  • Studi di network in strutture corticali e sottocortical;
  • Meccanismi molecolari e neuronali sottostanti la riabilitazione cerebrale;
  • Meccanismi di plasticità sinaptica e di network;
  • Neurodegenerazione e neuroriabilitazione cerebrale.

Pubblicazioni

Tomagra G, Franchino C, Cesano F, Chiarion G, de Iure A, Carbone E, Calabresi P, Mesin L, Picconi B, Marcantoni A, Carabelli V (2023) Corrigendum: Alpha-synuclein oligomers alter the spontaneous firing discharge of cultured midbrain neurons. Front Cell Neurosci 17:1176036.   Marino G, Campanelli F, Natale G, De Carluccio M, Servillo F, Ferrari E, Gardoni F, Caristo ME, Picconi B, Cardinale A, Loffredo V, Crupi F, De Leonibus E, Viscomi MT, Ghiglieri V, Calabresi P (2023) Intensive exercise ameliorates motor and cognitive symptoms in experimental Parkinson’s disease restoring striatal synaptic plasticity. Sci Adv 9:eadh1403.   Iemolo A, De Risi M, Giordano N, Torromino G, Somma C, Cavezza D, Colucci M, Mancini M, de Iure A, Granata R, Picconi B, Calabresi P, De Leonibus E (2023) Synaptic mechanisms underlying onset and progression of memory deficits caused by hippocampal and midbrain synucleinopathy. NPJ Parkinsons Dis 9:92.   Mancini A, de Iure A, Picconi B (2022) Basic mechanisms of plasticity and learning. Handb Clin Neurol 184:21-34.   Calabrese V, Picconi B, Heck N, Campanelli F, Natale G, Marino G, Sciaccaluga M, Ghiglieri V, Tozzi A, Anceaume E, Cuoc E, Caboche J, Conquet F, Calabresi P, Charvin D (2022) A positive allosteric modulator of mGlu4 receptors restores striatal plasticity in an animal model of l-Dopa-induced dyskinesia. Neuropharmacology 218:109205.

Le strutture