Progetti di ricerca 2022-2023

PROGETTO DEL PROFESSOR FEDERICO ZARA – Istituto Gaslini di Genova

TITOLO PROGETTO: Deficit di GLUT1: nuove strategie terapeutiche per incrementare il trasporto di glucosio attraverso la Barriera-Emato-Encefalica (BEE)
22/2023
Totale fondi: 50.000

Questo progetto è stato finanziato grazie al Bando Seed Grant dall’Associazione Italiana GLUT1.
La sindrome da deficienza di Glut1 è una malattia genetica con esordio infantile associata a manifestazioni cliniche come disabilità intellettiva, atassia, diastonia. La parziale o completa deficienza di Glut1 è causata da mutazioni a carico del gene SLC2A1, che codifica per la proteina GLUT1, un trasportare che media l’assorbimento del glucosio a livello delle cellule endoteliali della barriera ematoencefalica, una struttura che riveste e protegge il cervello. Quando la cellula ha bisogno di glucosio, Glut1 viene trasportato dagli endosomi, organelli cellulari che hanno il compito di regolare il processo di transito di molecole (endocitosi) alla membrana plasmatica (il rivestimento esterno della cellula). In una persona sana, il corretto trasporto della proteina Glut1 permette di garantire un equilibrio dei livelli di glucosio nella cellula.
Nella nuova progettualità proposta, il gruppo di ricerca del Dott. Zara ha l’obiettivo di comprendere come favorire il trasporto di glucosio nel cervello attraverso due approcci: modulare l’espressione del gene SLC2A1 tramite la molecola di RNA antisenso SLC2A1-AS1 identificata nel progetto pilota al fine di aumentare la produzione di Glut1; aumentare in maniera regolata e transiente la permeabilità della barriera ematoencefalica andando ad interferire sui legami che tengono adese le cellule che la compongono, con il fine ultimo di mettere a punto una strategia per aumentare l’assorbimento di glucosio nel cervello. L’intenzione finale sarà quella di validare i risultati ottenuti non solo su modelli cellulari, ma anche su modelli di topo che non esprimono la proteina Glut1 (topi Glut1 knock-out) in modo da verificare l’efficacia e gli eventuali effetti avversi delle diverse alternative proposte in una condizione che mimi la reale condizione patologica

PROGETTO DEL PROFESSOR PAOLO GRUMATI – Istituto TIGEM di Pozzuoli

Titolo progetto: Studio dei meccanismi per veicolare il trasporto di GLUT1 verso la membrana plasmatica
Anni 2022/2023
Totale fondi: 49.936€

Questo progetto è stato finanziato grazie al Bando Seed Grant da Fondazione Telethon.
La sindrome da deficienza di Glut1 è una malattia genetica con esordio infantile che comporta problemi del neurosviluppo ed è accompagnata da epilessia e disturbi del movimento. La malattia è causata da mutazioni in eterozigosi del gene SLC2A1, che codifica per la proteina Glut1, responsabile del trasporto di glucosio, la fonte di energia principale per il cervello, attraverso la barriera ematoencefalica, una struttura che protegge il cervello dall’ingresso di sostanze dannose dall’esterno e lo separa dal sangue. La proteina Glut1 si trova tipicamente negli endosomi, organelli cellulari che hanno il compito di regolare il processo di transito di molecole (endocitosi) attraverso il rivestimento esterno della cellula (membrana plasmatica). Quando la cellula ha bisogno di glucosio, Glut1 migra dagli endosomi alla membrana plasmatica, in modo da garantire il mantenimento di un equilibrio dei livelli di glucosio nella cellula. Il trasporto di Glut1 dagli endosomi alla membrana plasmatica richiede il corretto funzionamento di un processo cellulare, l’autofagia, che aiuta a sostenere il metabolismo cellulare in condizioni di stress. Quando l’autofagia non funziona correttamente il trasporto di Glut1 dall’endosoma alla membrana plasmatica non avviene in maniera efficace. Tuttavia, non sono ancora noti i fattori dell’autofagia importanti per il trasporto di Glut1 dagli endosomi alla membrana plasmatica.
In questo nuovo progetto il gruppo di ricerca continuerà ad indagare i meccanismi molecolari che regolano il trasporto di Glut1 dall’endosoma alla membrana plasmatica. Per farlo, verranno utilizzate cellule in cui verranno indotte artificialmente mutazioni di Glut1 che mimino la condizione patologica dei pazienti, e cellule epiteliali umane sane, utili per indagare i meccanismi studiati in un ambiente cellulare biologicamente simile alle cellule epiteliali vascolari, nelle quali la proteina Glut1 ha un ruolo importante. Inoltre, su questi modelli cellulari verranno testate molecole con potenziale terapeutico e già note in letteratura, che vadano ad intervenire direttamente sull’autofagia, al fine di regolare positivamente il trasporto della proteina Glut1. Infine, verranno approfonditi gli studi sul proteoma già messi a punto durante il primo progetto andando a studiare le possibili modifiche strutturali che le proteine subiscono durante la loro maturazione (modifiche post-traduzionali), identificando potenziali elementi regolatori di questo processo.