L’accumulo mitocondriale di calcio nella patogenesi delle forme familiari della malattia di Alzheimer
- 4.5 Anni 2017/2021
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Il morbo di Alzheimer è una forma di demenza a lenta evoluzione causata dalla morte delle cellule nervose, con conseguente alterazione del comportamento, perdita della memoria, del linguaggio, che alla fine porta il paziente alla perdita dell’autonomia e morte prematura. Di solito l’Alzheimer si presenta in modo sporadico, senza apparenti cause specifiche, ma in 1 caso su 10 la malattia è determinata da difetti genetici ben precisi. I meccanismi che innescano la morte delle cellule nervose non sono ancora noti, ma sono state fatte diverse ipotesi. Questo progetto vuole capire uno di questi meccanismi, ossia il contributo dell’accumulo mitocondriale dello ione Ca2+ alla morte delle cellule nervose. I mitocondri sono piccole strutture presenti in tutte le cellule. La loro funzione principale è quella di fornire energia alla cellula in forma di ATP, una molecola che funziona da benzina per tutte le reazioni che avvengono all’interno della cellula. L’accumulo di Ca2+ all’interno dei mitocondri è essenziale per mantenere elevata la produzione di energia. Tuttavia, l’eccessivo accumulo di questo catione nei mitocondri (un fenomeno chiamato sovraccarico mitocondriale di Ca2+) può paradossalmente portare a morte cellulare. Le cellule nervose richiedono molta energia per il loro funzionamento e sono quindi particolarmente soggette al sovraccarico mitocondriale di Ca2+. Tuttavia, questa ipotesi non è mai stata provata in modo diretto, perché l’identità molecolare dei canali che fanno entrare Ca2+ all’interno dei mitocondri erano sconosciuti fino a poco fa, quando proprio il ricercatore che propone questa ricerca ha scoperto come fa il Ca2+ ad entrare all’interno dei mitocondri. Questo progetto vuole capire se il blocco del sovraccarico mitocondriale di Ca2+ riesce effettivamente ad impedire la morte delle cellule nervose in modelli di topo affetti dalle forme genetiche di Alzheimer. Se l’ipotesi si rivelerà corretta, sarà identificato un componente cellulare che rappresenta un nuovo bersaglio per lo sviluppo di farmaci innovativi.
Pubblicazioni Scientifiche
- 2019-07-15 ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 
A Synthetic Fluorescent Mitochondria- Targeted Sensor for Ratiometric Imaging of Calcium in Live Cells
 - 2020-02-05 BIO-PROTOCOL 
Live Mitochondrial or Cytosolic Calcium Imaging Using Genetically-encoded Cameleon Indicator in Mammalian Cells
 - 2021-06-01 BIOMOLECULES 
From the Identification to the Dissection of the Physiological Role of the Mitochondrial Calcium Uniporter: An Ongoing Story
 - 2019-01-01 CALCIUM SIGNALLING: METHODS AND PROTOCOLS 
Exploiting Cameleon Probes to Investigate Organelles Ca2+ Handling
 - 2019-05-01 CELL CALCIUM 
Familial Alzheimer's disease-linked presenilin mutants and intracellular Ca2+ handling: A single-organelle, FRET-based analysis
 - 2021-01-01 CELL CALCIUM 
The molecular complexity of the Mitochondrial Calcium Uniporter
 - 2021-01-01 CELL CALCIUM 
The basics of mitochondrial cAMP signalling: Where, when, why
 - 2021-03-01 CELL CALCIUM 
Skeletal muscle mitochondria in health and disease
 - 2019-01-01 CELL DEATH AND DIFFERENTIATION 
MICU3 is a tissue-specific enhancer of mitochondrial calcium uptake
 - 2019-02-01 CELL DEATH AND DIFFERENTIATION 
Loss of mitochondrial calcium uniporter rewires skeletal muscle metabolism and substrate preference
 - 2020-02-18 CELL REPORTS 
A High-Throughput Screening Identifies MICU1 Targeting Compounds
 - 2021-05-04 CELL REPORTS 
Parvalbumin affects skeletal muscle trophism through modulation of mitochondrial calcium uptake
 - 2021-06-22 CELL REPORTS 
Identification and functional validation of FDA-approved positive and negative modulators of the mitochondrial calcium uniporter
 - 2020-10-01 CELLS 
Presenilin-2 and Calcium Handling: Molecules, Organelles, Cells and Brain Networks
 - 2021-02-01 CELLS 
Calcium Signaling and Mitochondrial Function in Presenilin 2 Knock-Out Mice: Looking for Any Loss-of-Function Phenotype Related to Alzheimer's Disease
 - 2021-08-01 CELLS 
Effects of Mild Excitotoxic Stimulus on Mitochondria Ca2+ Handling in Hippocampal Cultures of a Mouse Model of Alzheimer's Disease
 - 2020-10-01 CURRENT OPINION IN PHYSIOLOGY 
The ER-mitochondria tether at the hub of Ca2+ signaling
 - 2020-07-01 DIABETOLOGIA 
The pore-forming subunit MCU of the mitochondrial Ca2+ uniporter is required for normal glucose-stimulated insulin secretion in vitro and in vivo in mice
 - 2021-01-01 FUNCTION 
A New Transgenic Mouse Line for Imaging Mitochondrial Calcium Signals
 - 2020-02-01 INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 
Intracellular Calcium Dysregulation by the Alzheimer's Disease-Linked Protein Presenilin 2
 - 2021-09-01 INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 
Generation and Characterization of a New FRET-Based Ca2+ Sensor Targeted to the Nucleus
 - 2019-06-28 ISCIENCE 
mCerulean3-Based Cameleon Sensor to Explore Mitochondrial Ca2+ Dynamics In Vivo
 - 2019-09-27 ISCIENCE 
mCerulean3-Based Cameleon Sensor to Explore Mitochondrial Ca2+ Dynamics In Vivo (vol 16, pg 340, 2019)
 - 2018-11-02 JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 
Slow activation of fast mitochondrial Ca2+ uptake by cytosolic Ca2+
 - 2019-08-29 NATURE 
Identification of an ATP-sensitive potassium channel in mitochondria
 - 2019-06-16 OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY 
Mitochondrial Dysfunctions: A Thread Sewing Together Alzheimer's Disease, Diabetes, and Obesity
 - 2019-09-08 OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY 
Crosstalk between Mitochondrial Ca2+ Uptake and Autophagy in Skeletal Muscle
 - 2019-10-16 OXIDATIVE MEDICINE AND CELLULAR LONGEVITY 
Overexpression of Mitochondrial Calcium Uniporter Causes Neuronal Death
 - 2018-08-01 PFLUGERS ARCHIV-EUROPEAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY 
Mitochondrial calcium uptake in organ physiology: from molecular mechanism to animal models
 - 2017-06-27 PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 
Optogenetic control of mitochondrial metabolism and Ca2+ signaling by mitochondria-targeted opsins
 - 2018-07-10 PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 
Phosphatases control PKA-dependent functional microdomains at the outer mitochondrial membrane
 - 2020-08-01 PROGRESS IN BIOPHYSICS & MOLECULAR BIOLOGY 
Studying β1 and β2 adrenergic receptor signals in cardiac cells using FRET-based sensors
 - 2021-11-02 SCIENCE SIGNALING 
The dominant-negative mitochondrial calcium uniporter subunit MCUb drives macrophage polarization during skeletal muscle regeneration
 - 2018-09-21 SCIENTIFIC REPORTS 
Parkin-dependent regulation of the MCU complex component MICU1