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Dipartimento di

 
 

HCN channel dysfunction in Alzheimer's disease

Il progetto intende investigare il ruolo della corrente ionica Ih nella insorgenza e nella progressione della malattia di Alzheimer (AD). La corrente Ih e¿un regolatore universale della attività elettrica cerebrale. E¿particolarmente espressa a livello della corteccia entorinale (cellule stellate, strato II) e dell` ippocampo (neuroni CA1) dove controlla il potenziale di resting e l`eccitabilità delle cellule svolgendo un ruolo fondamentale nel controllo dell'attività elettrica del network ippocampale. Diversi studi hanno messo in luce una scomparsa di tale corrente, o meglio delle subunita¿proteiche HCN1 e HCN2 che la determinano, a livello de lobo temporale sia durante l`ínvecchiamento che nei pazienti AD. Dato che la perdita di HCN1 porta ad un aumento di eccitabilità e predispone a epilessia limbica, tale alterazione potrebbe influenzare sia lo sviluppo che la progressione della patologia AD e contribuire ai deficit cognitivi rilevati in queste condizioni. Obiettivi Attraverso un approccio altamente interdisciplinare, studieremo i meccanismi molecolari implicati nella perdita del canale HCN1 riscontrata nell¿invecchiamento e in pazienti AD; definiremo le sue conseguenze funzionali sullo sviluppo della patologia, e getteremo le basi per uno screening farmacologico rivolto al controllo dell¿attività dei canali HCN in vivo per il trattamento della malattia. Quest¿ultimo si baserà sulla manipolazione di interazioni critiche fra i canali HCN e la loro subunità regolatoria neuronale TRIP8b, che controlla sia l¿espressione che la funzione di HCN1 in aree rilevanti del sistema limbico. Verrà inoltre valutata l' interazione di HCN1 con le proteine Mint1/Mint2 e la possibilità che medino la formazione di complessi fra HCN1 e APP (Amyloid Precursor Protein). Strategia Lo studio sara¿condotto a vari livelli di complessità. Verranno fatti saggi di immunoistochimica su campioni di tessuti di pazienti AD e di modelli murini. Questo permetterà di definire se la perdita di attività dei canali HCN preceda o segua la comparsa di placche senili e ammassi neurofibrillari, le principali caratteristiche microscopiche della malattia di Alzheimer. Verificheremo inoltre in topi KO per HCN1 incrociati con modelli murini di AD, se la riduzione di HCN1 influenzi l¿insorgenza e la progressione della malattia, o rappresenti piuttosto un cambiamento compensatorio che potrebbe addirittua svolgere un effetto protettivo. Lo studio della regolazione del canale a livello molecolare verra¿condotto mediante registrazioni di correnti da neuroni ippocampali e sistemi eterologhi, saggi biochimici su complessi proteici immunoprecipitati o purificati per affinità¿ e studi NMR sui complessi proteici sia in soluzione che "in-cell". Risultati attesi 1-Validazione dell¿importanza della riduzione dei canali HCN nello sviluppo e nella progressione della malattia di Alzheimer. 2-Identificazione di dominii specifici che mediano l¿interazione fra i canali HCN e i loro interattori TRIP8b e Mint1/Mint2. 3-Definizione a livello atomico della struttura 3D del complesso di HCN1 e/o HCN2 con il frammento della proteina interattrice TRIP8b e conseguente identificazione del meccanismo di regolazione dell'attività del canale. Questi risultati avranno implicazioni rilevanti per la ricerca di nuovi target farmacologici ed approcci terapeutici alla malattia di AD. In particolare il punto 3, la definizione del complesso fra HCN e TRIP8b a livello atomico, permetterà di effetuare uno screening utilizzando il docking molecolare ¿in silico¿. Tale strategia ha già portato alla identificazione di un nuovo inbitore dei canali HCN da parte dei proponenti del progetto (Lolicato et al., 2014).

Responsabile/i:
  • anna MORONI
Ente finanziatore:
FONDAZIONE CARIPLO
Tipologia:
CAR_RIC - Bandi Fondazione Cariplo
Capofila:
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI MILANO
Anno:
2015
Durata:
35
Stato:
CHIUSO
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