Molecular Biochemistry in Degenerative Diseases - MoBiDD Lab Biochimica molecolare nelle malattie degenerative

MoBiDD Lab è un laboratorio di ricerca traslazionale dedicato allo studio dei meccanismi molecolari alla base delle malattie degenerative, con particolare attenzione alle patologie cardiovascolari e osteoarticolari ed alle neurodegenerazioni a patogenesi mitocondriale.

Ambiti di ricerca:  

La nostra attività si concentra su: 

• Ruolo dell’RNA non codificante in processi post-trascrizionali quali la modulazione della stabilità e traduzione degli mRNA, l’editing di RNA, il traffico nucleocitoplasmatico, la localizzazione subcellulare, nonché in funzioni epigenetiche, mitocondriali, apoptotiche e nella risposta a stress cellulari; 

• Sistema di proteostasi e protein quality control; 

• Trasduzione del segnale in condizioni di stress cellulare; 

• Ruolo di nutraceutici e poliammine nella modulazione dell’invecchiamento cellulare e dei processi degenerativi; 

• Dinamica mitocondriale (processi di fusione/fissione del network mitocondriale, mitofagia e biogenesi); 

• Studio dei meccanismi cellulari e molecolari in contesti patologici quali osteoartrite, patologie cardiovascolari, malattie neurodegenerative a patogenesi mitocondriale (come Atrofia Ottica Dominante - DOA, Parkinson, Alzheimer, Sclerosi Multipla, ecc.) e nei tumori. 

Utilizziamo diversi modelli biologici, tra cui: 

• Organoidi derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) 

• Colture cellulari primarie da pazienti 

• Linee cellulari umane e animali 

Il laboratorio integra metodologie all’avanguardia e tradizionali come strategia sperimentale, tra cui: 

• NGS (Next-Generation Sequencing), RNA-seq e small RNA-seq (miRNA, tRF, rRF, isomiR, etc.) da organoidi, monostrato di cellule e siero/plasma di paziente. 

• Analisi bioinformatica di sequencing, pathways enrichment analysis (over-representation analysis e Gene Set Enrichment Analysis). Target prediction di miRNA, isomiR e tRF, analisi di propensione alla phase separation (LLPS) a partire da sequenze amminoacidiche o strutture tridimensionali proteiche (.pdb). Analisi di interazioni RNA–proteina e RNA–RNA. 

• Strategie di differenziamento di cellule staminali pluripotenti indotte umane (hiPSC) in senso cardiaco. 

• Silencing/overexpression di gene target tramite trasfezioni transienti con liposomi, elettroporatore di oligonucleotidi antisenso (ASO), siRNA, plasmidi, mimic biotinilati di small RNA. 

• Polysome profiling per l’analisi del traslatoma e RNA/co-immunoprecipitation per l’analisi di complessi RNA-proteina e interazioni proteina-proteina. 

• Analisi dell’espressione genica attraverso RT-qPCR e Western blot di frazioni solubili/insolubili. 

• Analisi delle attività enzimatiche tramite sonde fluorescenti (caspasi, proteosoma etc). 

• Analisi dell’aggregazione proteica tramite sonda Thioflavin-T e Filter-Trap assay. 

• Microscopia a fluorescenza e confocale con sistema di analisi dell’immagine 3D: utilizzo di chimere ricombinanti con proteine fluorescenti e di sonde fluorescenti per studi qualitativi e/o quantitativi in singola cellula in vivo. 

• Analisi della respirazione mitocondriale, glicolisi, produzione di ATP e del metabolismo energetico cellulare in diverse condizioni su cellule vive, in tempo reale tramite piattaforma Agilent Seahorse XF. 

• Analisi in tempo reale di cellule vive, che consente di monitorare i processi biologici in modo continuo e automatizzato, senza interrompere le colture cellulari tramite IncuCyte Sartorius. 

L’obiettivo di MoBiDD Lab è identificare nuovi meccanismi molecolari coinvolti nell’insorgenza e nella progressione delle patologie degenerative e sviluppare strategie terapeutiche innovative. 

Progetti di ricerca:  

• 2024-2025 - "Amiloide e tRNA: studio dell’interattoma e nuove Tecnologie nell’OsteoArtrite (ART-OA)" (PI Dott.ssa S D’Adamo) finanziato dalla Fondazione Carisbo. 

• 2024-2027 - "Extrafit: Estratti algali ad uso fitoiatrico e fitoterapico per l'agricoltura biologica e la salute umana" (responsabile di unità: Prof S. Cetrullo) finanziato da MiPAAF. 

• 2024-2025 - "Heartzing" (responsabile di unità: Prof S. Cetrullo) finanziato da INRC. 

• 2024 - “Effect of nutraceutical formulations on senescence of human fibroblasts: focus on gene expression” (PI Prof S. Cetrullo), finanziato da INRC. 

• 2023-2024 - "Ruolo della desmina in modelli cellulari di insufficienza cardiaca derivati da cellule staminali pluripotenti indotte" (responsabili: Prof S. Cetrullo, Dott. G. Agnetti) finanziato dalla Fondazione Carisbo. 

• 2022-2023 - "L'Alzheimer della CArtilagine: un nuovo taRgEt eziopatogenico per trattare l'Osteoartrite mediante l'uso di modulatori dell'Autofagia (CARE-OA)" (responsabili: Prof. F Flamigni – Dott.ssa S D’Adamo) finanziato dalla Fondazione Carisbo. 

• 2022-2023 - "Nutraceutici nell’insufficienza cardiaca: studio del potenziale terapeutico e preventivo in organoidi di cuore" (responsabile: Prof S Cetrullo) finanziato dalla Fondazione Carisbo. 

• 2022-2023 - “Nuove strategie terapeutiche nei tumori: modulazione delle connessioni tra dinamica mitocondriale, metabolismo energetico e morte cellulare apoptotica” (PI Prof C Zanna). Fondazione Cassa di Risparmio in Bologna (CARISBO). 

• 2022-2023 - “Dinamica mitocondriale nelle cellule tumorali: identificazione di nuovi target molecolari per strategie terapeutiche” (PI Prof C Zanna). Finanziato dalla Fondazione del Monte. 

LABORATORI DI RICERCA 

COLLABORAZIONI CON LABORATORI INTERNI ED ESTERNI AL DIPARTIMENTO: 

• Prof. Stefano Ratti, Centro Anatomico, DIBINEM, Università di Bologna, Bologna 

• Prof. Francesco Fedele, INRC, Istituto Nazionale per le Ricerche Cardiovascolari 

• Dottoressa Rosa Maria Borzì, Dottoressa Elena Gabusi, Dottoressa Gina Lisignoli, IRCCS-Istituto Ortopedico Rizzoli, Bologna 

• Prof. Roberta Roberti, DISTAL, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroalimentari, Università di Bologna, Bologna 

• Dottoressa Stefania Galletti, CREA, BOLOGNA 

• Dottoressa Cristina Cosentino, Prof. Romano Regazzi, Département des Neurosciences Fondamentales, Université de Lausanne, Svizzera 

• Prof. Martin K. Lotz, Dr. Merissa Olmer, Department of Molecular and Experimental Medicine, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA, USA 

• Prof. Valerio Carelli, Laboratorio di neurogenetica, medicina e biologia mitocondriale, IRCCS Bellaria  

• Prof. Fabrizio Ferré, Bioinformatics lab, FABIT, UNIBO 

• Prof. Annamaria Porcelli, Biochimica e biologia dei mitocondri (MitoB&B), FABIT, UNIBO. Porcelli 

• Prof. Cappelletti, Microbiologia Ambientale Molecolare (Molecular Environmental Microbiology, MEM-Lab), FABIT, UNIBO  

• Prof. Francesco Musiani. Laboratorio di Chimica Bioinorganica, FABIT, UNIBO. Coordinatore: Ciurli 

• Prof. Mirko Zaffagnini. Fisiologia molecolare delle piante, FABIT, UNIBO. Coordinatore: Trost 

• Prof. Emil Malucelli e Dott.ssa Concettina Cappadone. Biochimica cellulare, Imaging molecolare e biosensori, FABIT, UNIBO. Coordinatore: Iotti 

• Prof. Guy Lenaers, Direttore del team MitoLab, attivo nello studio delle malattie e della medicina mitocondriale, e Co-responsabile di NeuroMitOmics, che opera all'interfaccia tra l’Ospedale Universitario e l’Università di Angers, affrontando tutte le patologie neurologiche e mitocondriali attraverso un approccio multi-omico 

• Prof. Enrico Baruffini, Laboratorio di Genetica Molecolare e Biotecnologie,      

Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale, UNIPR 

• Dott.ssa Valeria Tiranti, Laboratorio - Genetica Medica e Neurogenetica, Responsabile Patologia Molecolare delle Malattie Mitocondriali, Istituto Neurologico Carlo Besta, Milano