Responsabile scientifico	Elisabetta Vegeto (Professore Associato, Farmacologia)
Componenti	Sara Della Torre (RTD-B; Biochimica) Giovanna Pepe (Assegnista di ricerca; Farmacologia) Chiara Sfogliarini (Borsista) Arianna Dolce (Borsista)
Advisor	Adriana Maggi (Professore Emerito; Farmacologia)

 

DESCRIZIONE GENERALE
Nei mammiferi esiste un delicato equilibrio tra metabolismo e capacità di difesa da stimoli dannosi; alterazioni di tale equilibrio hanno implicazioni molto significative per numerose malattie quali obesità, diabete e malattie del sistema cardiovascolare. Gli studi condotti nel laboratorio hanno evidenziato la rilevanza degli ormoni sessuali, in particolare gli estrogeni, nel mantenimento dell’equilibrio tra sistema immunitario e metabolismo, dimostrando che gli estrogeni esercitano una forte azione di controllo della risposta immunitaria innata, favorendo la risoluzione dell’infiammazione e nel contempo regolando la capacità di utilizzo, produzione e deposito di molecole energetiche da parte degli organi metabolici. Tali studi, condotti mediante le più moderne tecnologie molecolari, spiegano la diversa incidenza di malattie metaboliche e infiammatorie nei due sessi, offrendo una opportunità nuova per tradurre queste conoscenze in interventi terapeutici più efficaci nel ridurre il peso crescente di tali malattie nella società moderna.
I diversi progetti di ricerca sono volti a comprendere le basi molecolari e cellulari delle differenze di genere nell’immunità innata e nel metabolismo energetico, con lo scopo di identificare bersagli farmacologici innovativi per il trattamento di patologie metaboliche, e di malattie legate all’infiammazione, in particolare a carico del sistema nervoso centrale e del sistema riproduttivo. Inoltre, la ricerca di questo gruppo è anche volta a ideare e sviluppare modelli biotecnologici innovativi per applicazioni farmacologiche.

TEMATICHE DI RICERCA

1. Biologia e farmacologia molecolare delle differenze di genere nel metabolismo.
2. Studio delle differenze sessuali nell’immunità innata del sistema nervoso centrale.
3. Studio dei meccanismi immunomodulanti dei farmaci ad azione sul recettore degli estrogeni.
4. Biotecnologie farmacologiche per il controllo dell’espressione genica.

 

DESCRIZIONE DELLE TEMATICHE DI RICERCA

1. Biologia e farmacologia molecolare delle differenze di genere nel metabolismo.

Studi condotti nel laboratorio mediante l’applicazione di modalità innovative di imaging molecolare hanno dimostrato per la prima volta che il fegato è uno dei bersagli più importanti degli estrogeni. Infatti, il recettore degli estrogeni alfa agisce in questo organo quale sensore dell’attività ovarica e dello stato nutrizionale modulando l’attività riproduttiva in stretta relazione con il metabolismo energetico. Questo fenomeno ha ripercussioni significative sul metabolismo epatico stesso, contribuendo al dimorfismo sessuale epatico e ad una diversa suscettibilità dei due sessi allo sviluppo di patologie epatiche così come di altre patologie metaboliche. I nostri studi attuali sono volti alla comprensione della rilevanza del signaling degli estrogeni nella risposta fisio-patologica dei due sessi a diverse condizioni nutrizionali e ormonali.

Principali collaborazioni:

• N. Henriette Uhlenhaut e Fabiana Quagliarini. Helmholtz Diabetes Center (HDC) e German Center for Diabetes Research (DZD), Helmholtz Zentrum, Muenchen, Germany.
• Ken A. Dyar. Helmholtz Diabetes Center (HDC) e German Center for Diabetes Research (DZD), Helmholtz Zentrum, Muenchen, Germany.
• Luca Valenti. Ospedale Maggiore e Dipartimento di Fisiopatologia Medico-Chirurgica e dei Trapianti, Università degli Studi di Milano.
• Monica Gomaraschi. Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari, Università degli Studi di Milano.
• Emanuela Tolosano, Dipartimento di Farmacologia, Università degli Studi di Torino.
• Nico Mitro. Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari, Università degli Studi di Milano.
• Carola Eva, Dipartimento di Farmacologia, Università degli Studi di Torino.

2. Caratterizzazione molecolare delle differenze di genere nell’immunità innata.

La ricerca del laboratorio ha recentemente scoperto il ruolo fondamentale del sesso nel coinvolgimento delle cellule dell’immunità innata, in particolare della microglia, nella fisio-patologia del cervello. Il rapido progresso di questi studi è legato allo sviluppo di modelli animali e cellulari creati dal nostro laboratorio e di metodologie d’indagine basate su bioluminescenza e NMR. Poiché uomini e donne presentano diversa suscettibilità alle malattie neurodegenerative e altre patologie legate all’infiammazione, questa ricerca è finalizzata a comprendere le basi molecolari delle differenze sessuali nella reattività e adattamento dei macrofagi a danni patologici, al fine di individuare nuovi bersagli farmacologici utili per entrambi i sessi.

Principali collaborazioni:

• Andreas Jacobs European Institute for Molecular Imaging (Eimi), University of Münster, Münster, Germany
• Albert D. Windhorst. Department of Radiology & Nuclear Medicine, Amsterdam Neuroscience, VU University Medical Center, Amsterdam, the Netherlands
• Anna Planas, Institute of Biomedical Research of Barcelona, Spanish Council for Scientific Research, University of Barcelona, Spain

3. Studio dei meccanismi immunomodulanti dei farmaci ad azione sul recettore degli estrogeni.

Oltre alle funzioni strettamente legate alla riproduzione, gli estrogeni svolgono attività importanti su diversi processi, fra cui l’immunità innata e la risposta infiammatoria. Il laboratorio ha contribuito a comprendere il ruolo di questi ormoni nella regolazione della numerosità e funzione dei macrofagi, cellule chiave dell’immunità innata, estendendo queste osservazioni a diversi distretti come cervello, polmoni e peritoneo, e dimostrando una attività degli estrogeni che favorisce il rimodellamento tissutale. L’obiettivo di questa linea di ricerca è studiare il meccanismo molecolare alla base dell’azione del recettore degli estrogeni nella risposta infiammatoria e nella comunicazione fra macrofagi e microambiente, in contesti sia fisiologici che patologici. Utilizzando modelli sperimentali innovativi, fra cui gli animali reporter della risposta anti-fibrotica e di quella antiossidante, il trapianto di cellule e i sistemi di coltura 2D e 3D, lo scopo di quest’attività è sfruttare le conoscenze acquisite per sviluppare nuovi farmaci immunoregolatori. I nostri studi sono volti ad applicazioni cliniche che necessitano di un controllo farmacologico della risposta infiammatoria, che includono infezioni, malattie neurodegenerative, endometriosi, pancreatite e tumori.

Principali collaborazioni:

• Massimo Locati, Dipartimento di Biotecnologie Mediche e Medicina Traslazionale, Università degli Studi di Milano
• Eugenio Scanziani e Camilla Recordati, Dipartimento di Medicina Veterinaria, Università degli Studi di Milano
• Paola Viganò, Laboratorio di tecnologie per la riproduzione assistita, IRCCS Policlinico, Milano
• Margherita Turco, Center for trophoblast research, University of Cambridge, UK
• Rossella Nappi, Dipartimento di Scienze Clinico-Chirurgiche, Diagnostiche e Pediatriche, Università degli Studi di Pavia
• Massimo Candiani, IRCCS Ospedale San Raffaele, Milano
• Loris Rizzello, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano
• Tommaso Simoncini, Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale, Università di Pisa
• Chiara Bolego, Dipartimento di Scienze del Farmaco, Università di Padova

4. Biotecnologie farmacologiche per il controllo dell’espressione genica.

Uno dei principali interessi del gruppo di ricerca è lo studio del meccanismo d’azione di fattori di trascrizione regolati da segnali endocrini, proliferativi, infiammatori e di stress ossidativo. Tale ricerca è condotta attraverso la generazione di modelli animali e cellulari che permettono di visualizzare l’attività di tali fattori mediante imaging non invasivo, insieme a metodologie “omiche”. Grazie alla loro originalità e validità sperimentale, questi modelli sono ampiamente utilizzati nella ricerca preclinica perché permettono di studiare i meccanismi molecolari di regolazione dei processi fisiopatologici. Attualmente, gli studi sono rivolti alla generazione di modelli reporter che consentano una visualizzazione della polarizzazione dei macrofagi in tempo reale in organismi viventi e che permettono di raggiungere una migliore comprensione del coinvolgimento dei processi infiammatori associati a patologie umane e all’invecchiamento.

Principali collaborazioni:

• Albert D. Windhorst. Department of Radiology & Nuclear Medicine, Amsterdam Neuroscience, VU University Medical Center, Amsterdam, the Netherlands.
• Matthew J. Hardman MJ. The Healing Foundation Centre, Faculty of Life Sciences, University of Manchester, Manchester, UK.
• C. Ohlsson. Centre for Bone and Arthritis Research and Department of Internal Medicine and Clinical Nutrition, Institute of Medicine, Sahlgrenska Academy, University of Gothenburg, Sweden.
• Andreas Jacobs European Institute for Molecular Imaging (Eimi), University of Münster, Münster, Germany.