Progetti VBRF

Primavera 2017

Con il primo bando del 2017 la VBRF ha finanziato, con borse di studio per giovani ricercatori o fondi per la ricerca, sei progetti di eccellenza nell'ambito delle neuroscienze, di alta valenza conoscitiva e mirati alla cura e riabilitazione di pazienti di tutte le età e con particolare riferimento all'età infantile, su tematiche di frontiera

Progetto Di Ricerca

Udito e pianificazione del movimento in pazienti con impianto cocleare

2017


Responsabile Della Ricerca Prof.ssa Paola Cesari

PROBLEMA: Sordità Infantile

Premessa: Evidenze sperimentali indicano che il sistema motorio è coinvolto nella percezione di suoni. Ad esempio, siamo in grado di ricordare un'azione motoria anche solo ascoltando il suono che essa produce; nell'apprendere un movimento, facciamo affidamento ai suoni che vengono prodotti e così via. In questa ricerca ci siamo domandati in che modo gli individui riconoscono e reagiscono ai suoni quando questi raggiungono uno spazio molto vicino al loro corpo, il cosiddetto "spazio peri-personale", uno spazio dinamico e virtuale che circonda il corpo dell’ascoltatore. Lo spazio peri-personale è particolarmente importante per la sicurezza dell'individuo e il vivere sociale, in quanto l'impatto con oggetti o con altri individui può essere piacevole o desiderato, ma può anche rappresentare un pericolo. Quando oggetti o individui raggiungono lo spazio peri-personale e, in particolare, lo "spazio peri-personale sonoro", in condizioni normali siamo, quindi, in grado di anticipare e pianificare dei movimenti sotto la guida di suoni. Questi meccanismi coinvolgono diverse strutture del cervello, deputate a funzioni percettive (sentire i suoni) e cognitive (i processi mentali in risposta al suono). E', tuttavia, ancora sconosciuta la capacità di localizzare i suoni per la pianificazione e la reazione motoria in seguito a terapia chirurgica della sordità (l'impianto cocleare), che viene effettuata soprattutto nei bambini.

Obiettivi: L’obiettivo generale del progetto è comprendere la capacità di pianificare delle azioni in risposta al suono, per utilizzare tali capacità nella riabilitazione che segue a impianti cocleari. In particolare, il progetto si prefigge di indagare lo “spazio peri-personale sonoro” in persone affette da sordità (e, in particolare, bambini) e per questo sottoposte ad impianti nella coclea (dove è situato l'organo dell'udito) in entrambi i lati o solo da un lato. L’obiettivo principale dello studio è di testare e confrontare, in seguito a impianti cocleari, l’abilità nel reagire efficacemente al suono quando questo raggiunge lo spazio peri-personale. Il secondo obiettivo della ricerca è di comprendere l’importanza che la semantica dei suoni riveste per questi pazienti. Per questo intendiamo sviluppare strumenti e sorgenti sonore che aiutino questi individui ad apprendere situazioni e compiti laddove è richiesto l’accoppiamento fra suono e azione. Il suono di una macchina che si avvicina a diverse velocità o quello di un bambino che ride sono due diverse situazioni che richiedono specifiche ed appropriate pianificazioni e reazioni motorie che è molto importante apprendere quando tale capacità sia stata impedita dalla sordità.


RILEVANZA
il progetto è mirato a comprendere i meccanismi percettivi che sottendono la pianificazione e la realizzazione di azioni in individui (e, soprattuto, bambini) sottoposti a terapia chirurgica della sordità. La ricerca sarà un punto di partenza per nuovi protocolli riabilitativi per aiutare i pazienti ad apprendere (e, al tempo stesso, ricalibrare) la percezione del suono per una migliore e più sicura navigazione nell’ambiente e per incoraggiare l'apprendimento motorio con particolare enfasi sullo sviluppo del bambino.


Progetto Di Ricerca

Riconsolidamento della memoria come bersaglio per il trattamento delle dipendenze

2017


Responsabile Della Ricerca Prof. Cristiano Chiamulera

PROBLEMA: LE DIPENDENZE

Premessa:I disturbi alimentari e le dipendenze da droghe sono, ormai da alcuni anni, oggetto di crescente attenzione da parte della comunità scientifica poiché rappresentano una vera e propria emergenza sociale. L'impatto di tali disturbi non è, infatti, confinato alla vita del paziente, ma si ripercuote anche sulla sua famiglia e sulla società a causa, fra l'altro, degli ingenti costi degli interventi sanitari. Le associazioni tra tali comportamenti (cosiddetti appetitivi) e le conseguenti gratificazioni su cui si basano le dipendenze ed il loro mantenimento nel tempo (ad esempio, l'associazione della sigaretta al caffè, oppure il bere eccessivo in determinate situazioni) coinvolgono le memorie dette, per l'appunto, maladattative. I comportamenti legati ai piaceri naturali formano dei ricordi piacevoli che – quando riattivati – rinforzano comportamenti evolutivamente ‘sani e utili’. Le memorie maladattative, invece, aumentano la probabilità di comportamenti a rischio. Esiste tuttavia la possibilità di intervenire sulle memorie maladattive innescando in modo sicuro e specifico il loro riconsolidamento, ovvero il richiamo di un ricordo precedentemente consolidato che ne permetta la modifica in senso terapeutico, rimuovendone le componenti negative.
Il riconsolidamento della memoria può essere oggi studiato sperimentalmente abbinando analisi comportamentali a registrazioni neurofisiologiche (elettroencefalografiche) in aree specifiche del cervello, con lo scopo di comprendere i meccanismi che determinano il comportamento, e proporre, su tali basi, interventi curativi mirati.

Obiettivi: Il progetto si propone di indagare i meccanismi elettrofisiologici alla base dei processi di riattivazione e riconsolidamento delle memorie appetitive per determinarne:
- le aree cerebrali coinvolte,
- i relativi processi psico-comportamentali,
- la modulazione durante le fasi di veglia e sonno (del quale si conosce il ruolo nel processo di memorizzazione),
- l’identificazione di possibili bersagli di intervento farmacologico e psicoterapeutico.

A tal fine verranno effettuate, in modelli sperimentali, misure comportamentali e registrazioni elettroencefalografiche durante le fasi di acquisizione, riattivazione e riconsolidamento della memoria maladattativa per cibo ad alta palatabilità (equiparabili, ad esempio, a snacks quali le patatine fritte).


RILEVANZA
L’approccio sperimentale basato sull'integrazione tra tecniche elettrofisiologiche e misure comportamentali rappresenta una strategia di ricerca ad alta validità predittiva per il disturbo clinico. La comprensione dei meccanismi oggetto di studio consentirà progressi significativi nella conoscenza dei meccanismi alla base degli interventi psicoterapeutici oggi in uso per le dipendenze. Il progetto ha, quindi, un alto potenziale per nuovi approcci alla prevenzione e cura dei disturbi alimentari, dei disordini da abuso di sostanze, del gioco d'azzardo patologico e dei disturbi post-traumatici da stress.


Progetto Di Ricerca

Indagine sulla natura dei deficit di attenzione nei Disturbi dello Spettro Autistico

2017


Responsabile Della Ricerca Dott.ssa Chiara Della Libera

PROBLEMA: L'AUTISMO

Premessa:I disturbi dello spettro autistico, in precedenza denominati più semplicemente “autismo”, sono una delle forme più comuni di disturbo dello sviluppo e colpiscono circa il 2% della popolazione. Tipicamente i pazienti affetti da disturbo dello spettro autistico hanno comportamenti, interessi e attività estremamente limitati e ripetitivi, oltre a notevoli difficoltà nel comunicare efficacemente e nello stabilire interazioni sociali con gli altri individui. Tuttavia, come evidenziato dall'attuale definizione di disturbi dello spettro autistico, la tipologia e la gravità dei deficit fra le persone con questa diagnosi sono molto variabili: da individui del tutto incapaci di comunicare verbalmente, ad altri che sono addirittura troppo loquaci; da individui con gravi deficit intellettivi, ad altri con un’intelligenza vivace.
La ricerca sulle basi biologiche dell’autismo ha condotto recentemente a risultati sorprendenti, mostrando che esso è associato a più di cento geni diversi e che il contributo genetico può essere influenzato da molti fattori ambientali, spiegando quindi, almeno in parte, la grande variabilità nelle manifestazioni di questo disturbo.
Fino ad ora la maggior parte degli studi condotti per comprendere i disturbi cognitivi (cioè mentali) nell’autismo ha indagato le difficoltà più evidenti, cioè le difficoltà di comunicazione e interazione sociale. Recentemente, tuttavia, è stato proposto che almeno alcuni di questi problemi possano essere causati da anomalie in processi più elementari, che sono alla base del funzionamento più generale della mente, quali l’attenzione selettiva.
L’attenzione selettiva è cruciale per i processi mentali poiché consente, anche in contesti affollati di oggetti e di informazioni, di analizzare in modo approfondito soltanto gli elementi importanti in un dato momento. Tutto il resto viene “messo in secondo piano”, o addirittura ignorato attivamente, in modo da impedire che possa provocare distrazione. In condizioni normali, questi meccanismi di selezione di informazioni “bersaglio” rispetto ad altre informazioni “distraenti” sono fondamentali per consentire tutti gli aspetti, sociali e non, di un’interazione efficiente con l’ambiente circostante.

Obiettivi: Su tali basi, il progetto mira a studiare in modo sistematico il funzionamento dell’attenzione selettiva in bambini con disturbi dello spettro autistico: Lo studio si basa su una sofisticata strumentazione in grado di analizzare, in maniera del tutto naturale e non invasiva, i movimenti oculari. La ricerca sarà condotta in collaborazione con l’Unità di Neuropsichiatria Infantile dell’Ospedale della Donna e del Bambino di Verona, guidata dal Dott. Leonardo Zoccante.


RILEVANZA
I risultati di questo progetto avranno grande rilevanza non solo perché consentiranno di comprendere i deficit di attenzione nei piccoli pazienti, ma anche di identificare le abilità che invece sono risparmiate, fornendo informazioni importanti per la messa a punto di interventi riabilitativi successivi.


Progetto Di Ricerca

Effetti biologici delle proteine del virus Zika in modelli cellulari neuronali

2017


Responsabile Della Ricerca Prof. Davide Gibellini

PROBLEMA: DANNI CEREBRALI PRENATALI DA INFEZIONE DI VIRUS ZIKA

Premessa: Il virus Zika (ZIKV) rappresenta un patogeno emergente nel panorama delle malattie infettive trasmesse da un vettore artropode (in questo caso la zanzara del genere Aedes) e da contagio inter-umano tramite liquidi biologici (trasfusioni di sangue, rapporti sessuali, via verticale madre-feto). In particolare, recenti epidemie di ZIKV in America, in Africa e in Polinesia hanno indicato come questa patologia possa essere causa di gravi danni neurologici sia nei neonati, che possono presentare gravi alterazioni neurologiche con microcefalia, sia negli adulti nei quali si può rilevare la comparsa di una polineurite (la malattia di Guillan-Barré).
Le gravissime lesioni a carico del sistema nervoso fetale erano state notate nelle recenti epidemie di ZIKV in America e in Polinesia, ma sono stati rilevati anche casi di microcefalia in pazienti europei, tanto che il primo caso di microcefalia fetale in Europa è stato documentato clinicamente in un neonato di una donna italiana di Peschiera del Garda, la quale aveva contratto l’infezione da ZIKV in Brasile durante la gravidanza. L’infezione da ZIKV è stata inoltre diagnosticata in diversi viaggiatori americani ed europei determinando un notevole allarme nelle organizzazioni sanitarie anche in virtù del fatto che non è ancora possibile usufruire di una terapia antivirale e di un vaccino specifico. Inoltre, non è possibile sottovalutare che la tropicalizzazione del clima potrà creare la possibilità di uno sviluppo delle zanzare ZIKV-positive in aree geografiche in cui l’infezione è fino ad ora sconosciuta. I recenti casi di infezioni causate dal virus West Nile e dal virus Chikungunya, che hanno colpito alcune aree europee e italiane, possono rappresentare un modello di riferimento.

Obiettivi: Il progetto si propone di studiare gli effetti delle proteine di ZIKV in modelli cellulari (colture di cellule in vitro) di cellule nervose per comprendere i meccanismi di malattia virus-specifici. In particolare, valuteremo come queste proteine possano influenzare la proliferazione, la sopravvivenza e il differenziamento cellulare in modo da comprendere i meccanismi con cui ZIKV alteri la biologia della cellula ospite.


RILEVANZA
La possibilità di descrivere l’azione biologica delle varie proteine virali sulla biologia di cellule nervose potrà determinare non solo un progresso nella ricerca di base di ZIKV, ma soprattutto la possibilità di ottenere precisi bersagli per un approccio mirato con terapie farmacologiche specifiche. Inoltre, la possibilità di esprimere le proteine di ZIKV in colture cellulari potrà permettere di allestire nuovi test rapidi e specifici per la diagnosi stessa di infezione da ZIKV.


Progetto Di Ricerca

Analisi della connettività cerebrale per la caratterizzazione degli aspetti fisiologici e patologici del tremore essenziale

2017


Responsabile Della Ricerca Prof.ssa Gloria Menegaz - Dott.ssa Francesca B. Pizzini

PROBLEMA: IL TREMORE ESSENZIALE

Premessa: La connettività cerebrale è uno dei temi più caldi nell’ambito delle neuroscienze del panorama internazionale. Sono state messe a punto varie metodiche sequenze di risonanza magnetica nucleare (NMR) per la sua caratterizzazione sia dal punto di vista strutturale (analisi della rete fisica delle connessioni cerebrali) che dal punto di vista funzionale (analisi delle relazioni statistiche tra i segnali generati dalle diverse aree del cervello). Mentre questo aspetto è stato largamente studiato in patologie neurodegenerative, poco è noto circa i correlati fisiopatologici del tremore essenziale, nonostante sia il più frequente tra i disturbi neurologici che causano tremore posturale e un disturbo molto invalidante, la cui frequenza aumenta con l'invecchiamento. Le varie tecniche di neuroimaging rappresentano perciò utili strumenti per valutare la connettività nel tremore essenziale, aiutando nell'identificazione di aree, connessioni e/o reti neurali alterate dalla patologia.

Obiettivi: Lo studio è mirato a:
1) valutare gli aspetti neurali del tremore attraverso tecniche NMR di ultima generazione;
2) caratterizzare la connettività strutturale/funzionale e le modulazioni indotte dalla patologia;
3) quantificare la relazione esistente tra le misure di neuroimaging e i correlati clinici/neuropsicologici.
Tutto questo fornirà un quadro completo dei connotati cerebrali di questa patologia, grazie all’unione di tecniche NMR e metodi di analisi avanzati.
Procedure previste nello studio. I pazienti verranno valutati inizialmente dal punto di vista clinico con un approfondito esame neurologico e opportune scale cliniche al fine di verificare l’idoneità alla partecipazione allo studio. Il protocollo sperimentale si articola in due parti: valutazione neuropsicologica e valutazione strumentale con NMR. Per l'esame neuropsicologica, verranno utilizzati questionari standardizzati per la valutazione dell’ansia e della depressione, che forniscono punteggi complessivi indicativi dell’eventuale presenza e gravità dei disturbi dell’umore. Per la parte neuroradiologica, il protocollo prevede una prima parte di studio morfologico di base seguito da sequenze avanzate per lo studio dei fasci di fibre nervosi e della microstruttura di diverse aree cerebrali (diffusion MRI), studio del flusso sanguigno cerebrale (Arterial Spin Labeling) e infine lo studio della funzionalità cerebrale a riposo (resting-state functional MRI). Si tratta di un’acquisizione NMR di circa 60 minuti, completamente non invasiva.
Collaborano al progetto il Prof. Michele Tinazzi, la Dott.ssa Ilaria Boscolo Galazzo, la Dott.ssa Silvia F. Storti, la Dott.ssa Angela Marotta, il Dott. Mauro Zucchelli


RILEVANZA
La caratterizzazione completa e non invasiva della connettività cerebrale fornirà nuovi dati per la comprensione dei meccanismi fisiopatologici del tremore essenziale, permettendo di evidenziare le strutture coinvolte nella generazione e propagazione del tremore. Oltre a migliorare le conoscenze attualmente disponibili in tale ambito, il progetto avrà un forte impatto sulla gestione clinica dei pazienti con tremore essenziale, sulla definizione del piano terapeutico più adatto sia in termini di farmaci che di eventuali terapie basate sulla neurostimolazione, e sul loro monitoraggio clinico. Inoltre, questi nuovi dati potranno essere di grande aiuto per la pianificazione di terapie, in pazienti selezionati, con una nuova strumentazione che si basa su ultrasuoni focalizzati ad alta intensità (HiFu), recentemente installata presso l’AOUI di Verona (per la cui acquisizione la VBRF si era molto battuta).


Progetto Di Ricerca

Tossicità muscolare del bortezomib in pazienti con mieloma multiplo

2017


Responsabile Della Ricerca Dott. Gaetano Vattemi

PROBLEMA: EFFETTI COLLATERALI DI CHEMIOTERAPICI

Premessa: Le miopatie (malattie muscolari) indotte da farmaci costituiscono un gruppo clinicamente eterogeneo di patologie del muscolo scheletrico (cioè la muscolatura che consente il movimento volontario) che possono presentarsi in soggetti sottoposti a dosi terapeutiche di un determinato farmaco. Un noto esempio di farmaci in grado di indurre tossicità a carico del muscolo scheletrico è dato dalle statine, ampiamente utilizzate nella pratica clinica per il trattamento dell’ipercolesterolemia.
Il mieloma multiplo è una patologia neoplastica delle plasmacellule, caratterizzata da una proliferazione di plasmacellule nel midollo osseo, dalla presenza di una componente "monoclonale" nel sangue e/o nelle urine e da disfunzioni d’organo associate. Il mieloma multiplo rappresenta l’1% di tutti tumori e il secondo tumore ematologico più comune negli USA e in Europa con circa 86.000 nuovi casi ogni anno in tutto il mondo. Sono attualmente in uso molti farmaci per la cura di questo tumore nella pratica clinica (talidomide, bortezomib and lenalidomide), ma sono stati riportati diversi effetti collaterali associati al loro utilizzo.
Il bortezomib è stato approvato nel 2008 come trattamento di prima linea del mieloma multiplo. Ad oggi, il principale effetto collaterale descritto dovuto al suo utilizzo è l’insorgenza di una neuropatia periferica (cioè un danno dei nervi periferici). Tuttavia, è stata recentemente riportata una tossicità anche a carico del muscolo cardiaco in pazienti sottoposti a terapia con bortezomib e senza precedenti problemi cardiaci. Dati preliminari. Il presente progetto nasce dall’osservazione, effettuata presso la Clinica Neurologica di Verona, di una paziente affetta da mieloma multiplo che ha sviluppato una debolezza muscolare a seguito del trattamento con bortezomib, poi regredita in seguito alla sospensione del farmaco. La biopsia muscolare eseguita a scopo diagnostico ha documentato altrazioni cellulari, confermando il sospetto diagnostico di una miopatia.

Obiettivi: 1. Indagare la possibile tossicità muscolare del bortezomib La comparsa di sintomi a carico del muscolo scheletrico verrà monitorata in un gruppo di pazienti affetti da mieloma multiplo e sottoposti a terapia chemioterapica con diversi agenti, incluso il bortezomib, in accordo con le linee guida internazionali per il trattamento di tale neoplasia. Questo consentirà di chiarire la sospettata associazione tra il farmaco in oggetto e il possibile coinvolgimento muscolare, nonché di definire le caratteristiche cliniche della miopatia indotta da bortezomib.
2- Caratterizzare sperimentalmente gli effetti del trattamento con bortezomib sul muscolo scheletrico. Al fine di identificare gli effetti del bortezomib sulla struttura e funzione del muscolo scheletrico, verrà effettuata una sperimentazione (il cui svolgimento sarà effettuato in seguto ad approvazione di un protocollo etico per evitare sofferenze a topi di laboratorio) utilizzando dosi del farmaco equivalenti a quelle usate nei pazienti e indagando diversi tipi di muscolo con tecniche avanzate.
3. Definire i meccanismi cellulari e molecolari coinvolti della tossicità muscolare del bortezomib. Cellule muscolari coltivate in vitro (colture cellulari) verranno utilizzate come modello per studiare gli effetti del bortezomib sul muscolo scheletrico. A seguito del trattamento con il farmaco a diverse dosi e tempi, verranno monitorati effetti cellulari e molecolari coinvolti nei meccanismi d’azione del bortezomib.


RILEVANZA
Gli agenti chemoterapici attualmente in uso per il trattamento del mieloma multiplo hanno mostrato diversi effetti collaterali che talvolta impediscono ai pazienti di completare il programma terapeutico, compromettendone quindi l’efficacia e influenzando la qualità di vita dei pazienti stessi. Riconoscere e gestire la possibile tossicità associata all’utilizzo di tali farmaci rappresenta uno dei principali obiettivi nella pratica clinica.
Lo svolgimento di questo progetto di ricerca chiarirà la sospetta tossicità muscolare del bortezomib, fornendo quindi informazioni utili ai medici nella pratica clinica quotidiana. Inoltre, lo studio apporterà conoscenze sui meccanismi attraverso i quali si manifesta la tossicità dei farmaci, in particolare del bortezomib, a livello del muscolo scheletrico.


Progetto di Ricerca

GLIBIOTER (GLIoblastoma BIOmarcatori e TERapie innovative)

Gennaio 2014 – in corso


Responsabili Prof. Giulio Cabrini – Dott. M. Cristina Dechecchi





Il glioblastoma è il più frequente tumore cerebrale maligno. Nella maggior parte dei paesi europei e del Nord America l'incidenza è di 2-3 nuovi casi all'anno su 100.000 abitanti. Il glioblastoma può manifestarsi a qualsiasi età, ma colpisce di preferenza gli adulti. I diversi fattori ambientali che promuovono l'insorgenza e la progressione di questo tumore, ancora in corso di accertamento, producono alterazioni di geni nelle cellule del tessuto cerebrale. E’ accertato, infatti, che nei glioblastomi si verifica l’attivazione di geni che promuovono la cancerogenesi (oncogeni quali EGFR, MDM2, PDGFR) e la disattivazione di geni che proteggono dall'insorgenza dei tumori (geni oncosoppressori quali PTEN, TP53, RB). Insieme alle terapie di supporto per alleviare i sintomi, le cure prevedono terapie di prima linea, che consistono nella maggioranza dei casi nell'intervento neurochirurgico di asportazione della massa tumorale seguito da radioterapia e chemioterapia. Quando indicato, segue una terapia di seconda linea con farmaci indirizzati al bersaglio molecolare, ossia rivolti generalmente ad inibire i prodotti degli oncogeni attivati.
Nonostante i numerosi progressi di terapia, il glioblastoma tende a recidivare, riformandosi nel cervello dopo un breve tempo dall’asportazione chirurgica e dalla radio- e chemioterapia. Di conseguenza, la prospettiva di sopravvivenza di molti pazienti affetti da glioblastoma resta assai limitata, rendendo la ricerca di terapie innovative una importante sfida per i ricercatori.

Scopi del progetto

Terapia di prima linea

Esplorare a fondo i meccanismi della resistenza alla terapia di prima linea per individuare strategie per aggirare la resistenza ai chemioterapici di prima linea, migliorando la qualità e l’aspettativa di vita dei pazienti;

Terapia di seconda linea

Disegnare approcci farmacologici innovativi mirati al bersaglio molecolare utilizzando biotecnologie innovative che possano essere sviluppate quanto prima dall'industria farmaceutica per le applicazioni nei pazienti precocemente resistenti alla terapia di prima linea;

Monitoraggio delle recidive

Individuare nuovi bio-marcatori circolanti nel sangue che permettano innanzitutto di identificare precocemente l’insorgenza di una recidiva del glioblastoma nei pazienti, con un’analisi poco invasiva, quale un prelievo di sangue, e di costo contenuto.

Esplorare a fondo i meccanismi della resistenza alla terapia di prima linea

Da alcuni anni è stato segnalato che la sopravvivenza globale dei pazienti affetti da glioblastoma sottoposti alla terapia di prima linea è molto variabile, anche in funzione dell’espressione di un gene denominato MGMT (1), che condiziona in particolare la risposta ai chemioterapici utilizzati. Ad esempio, per livelli molto elevati di metilazione del gene MGMT, che corrispondono a bassi livelli di espressione del gene MGMT, la sopravvivenza media dei pazienti operati e trattati con chemioterapico può prolungarsi di quasi 16 mesi rispetto ai pazienti nei quali la metilazione del gene MGMT è assente (2).
La rilevanza dell’espressione del gene MGMT nella risposta alla chemioterapia nei pazienti affetti da glioblastoma ha, quindi, stimolato numerosi studi rivolti alla comprensione dei meccanismi di regolazione genica, riportati in una recente revisione della letteratura (3) che riassume quanto conosciuto e sottolinea come diversi meccanismi siano ancora da chiarire.
A questo scopo, abbiamo effettuato un’analisi estesa al genoma relativamente all’espressione dei microRNA, piccole sequenze di acidi nucleici che regolano l'espressione dei geni, in tessuti tumorali di glioblastoma in rapporto all’espressione del gene MGMT. Lo studio, recentemente pubblicato su rivista scientifica internazionale (4), coordinato dal Laboratorio di Patologia Molecolare dell'Azienda Ospedaliera Universitaria di Verona e che ha coinvolto ricercatori delle Università di Verona, di Ferrara e di San Diego (california, USA), ha portato ad identificare nuovi microRNA regolatori dell’espressione di MGMT, microRNA che cooperano nel ridurre l'espressione del gene MGMT e potrebbero quindi favorire una migliore risposta alla chemioterapia ed un prolungamento della sopravvivenza in pazienti affetti da glioblastoma. Questi risultati aprono la possibilità di intervenire con approcci farmacologici innovativi mirati direttamente alla riduzione della espressione del gene MGMT nel corso della terapia di prima linea.

RILEVANZA
I dati di questo studio hanno un alto potenziale per un miglioramento significativo della qualità e aspettativa di vita dei pazienti operati per glioblastoma ed in trattamento con radioterapia e chemioterapia (terapia di prima linea), intervenendo sul ben noto fattore di resistenza alla chemioterapia nei glioblastomi (MGMT).

ALTRE NOTE
Progetto co-finanziato da BRFV, Consorzio Italiano Biotecnologie, COFIN 2009, AIRC, Doris Duke Charitable Foundation, Sontag Foundation, Discovery Grant from American Brain Tumor Association.



Disegnare approcci farmacologici innovativi mirati al bersaglio molecolare

Intervenire sulle alterazioni genetiche nel sistema nervoso centrale che caratterizzano i glioblastomi è uno degli approcci innovativi che si stanno utilizzando in una collaborazione consolidata tra il Laboratorio di Patologia Molecolare dell'Azienda Ospedaliera Universitaria di Verona, e le Università di Ferrara e di Parma.
Il progetto si sviluppa in due fasi: 1) l'identificazione di meccanismi di regolazione effettuati dai microRNA, piccole sequenze di acidi nucleici che regolano l'espressione dei geni, e 2) la modulazione dei microRNA con un ruolo pro-cancerogeno, mediante nuove molecole chimeriche costituite da ibridi di proteine e acidi nucleici, quali i PNA (Peptide Nucleic Acids). Queste molecole vengono in alcuni casi modificate sia in modo da poter essere resistenti all'ambiente tissutale, che comporterebbe la degradazione ed inattivazione degli acidi nucleici, sia direttamente veicolabili all'interno delle cellule tumorali. I primi risultati, già pubblicati, sono relativi alla regolazione della angiogenesi dei glioblastomi, uno dei processi che deve essere ostacolato per ridurre l'apporto di nutrimento al tumore, o per indurre la morte cellulare per apoptosi delle cellule del tumore (5-7).

RILEVANZA
I risultati di questo progetto possono fornire farmaci biologici di nuova concezione a pazienti affetti da glioblastoma che vanno incontro a recidiva e devono affrontare una terapia di seconda linea. In particolare, i risultati del progetto propongono di intervenire sulle caratteristiche genomiche dei tumori del singolo paziente con un approccio definito come terapia personalizzata

ALTRE NOTE
Progetto co-finanziato da BRFV, Consorzio Italiano Biotecnologie, COFIN 2009, AIRC



Individuare nuovi biomarcatori circolanti nel sangue

In analogia con altri tumori maligni, durante le sue fasi di crescita nel cervello, il glioblastoma rilascia dalla sua superficie delle piccole vescicole dalla membrana della massa tumorale che contengono diversi acidi nucleici (DNA, RNA, microRNA) e proteine (8). Poichè il glioblastoma promuove una estesa vascolarizzazione per permettere la sua stessa crescita (neo-angiogenesi), una parte di queste piccole vescicole di membrana può entrare nel circolo sanguigno periferico, diventando una possibile fonte di riconoscimento della presenza del tumore cerebrale con un semplice prelievo di sangue periferico.
Questo progetto, iniziato nel 2016 grazie al supporto di BRFV, coordinato dal Laboratorio di Patologia Molecolare e che vede la collaborazione dell'Istituto di Neurochirurgia dell'Azienda Ospedaliera Universitaria di Verona e dell'Istituto Oncologico Veneto con sede a Padova, si propone di identificare nelle vescicole di membrana circolanti i marcatori biologici (biomarcatori) che possano essere indicativi a) della presenza della neoplasia, b) della sua inattivazione dopo terapia di primo livello, c) della presenza di recidiva e progressione a distanza dall'intervento operatorio neurochirurgico e d) della predizione della prognosi globale. Il progetto sta indagando in particolare i biomarcatori più innovativi quali i microRNA.


RILEVANZA
Il progetto è mirato a capire il più precocemente possibile se un paziente affetto da glioblastoma è resistente alla terapia di prima linea oppure, al termine di questo ciclo di terapia, sta andando incontro ad una recidiva. Il progetto può quindi consentire di intervenire quanto prima possibile con una terapia di seconda linea, utilizzando un’analisi poco invasiva (un prelievo di sangue) e che si può effettuare in tempi ravvicinati non richiedendo la disponibilità di strumentazione radiologica con maggiore impegno di risorse (RMN o TAC).


Progetto di ricerca

Ottimizzazione dell’imaging vascolare per la pianificazione ed il follow up del trattamento con radiochirurgia gamma knife per le malformazioni artero-venose

Settembre 2015 - Giugno 2018


Beneficiario Dott. Christos Lemonis

Tutor Dott. Antonio Nicolato - Dott. Giuseppe Ricciardi

Stato dell'arte

L’angiografia convenzionale per catetere con sottrazione digitale (DSA) è l’attuale standard di riferimento per valutare le malformazioni artero-venose cerebrali prima e dopo i trattamenti radiochirurgici con Gamma Knife. Mentre i trattamenti con Gamma Knife sono minimamente invasivi, l’angiografia convenzionale pur essendo solo un esame diagnostico è invasiva con il rischio potenziale di complicazioni peri-procedurali, che espone sia il paziente che il personale sanitario alle radiazioni ionizzanti.

Obiettivi

Il progetto si propone di rispondere al quesito: E’ possibile sostituire la diagnostica angiografica invasiva con le nuove tecniche di angio-risonanza magnetica non invasive?
Lo studio è mirato a valutare se la combinazione tra diverse tecniche di angiografia per risonanza magnetica (angio-RM) può essere utilizzata, come alternativa all’angiografia convenzionale, sia per caratterizzare le strutture vascolari al fine di impostare i trattamenti, che per la conferma della obliterazione delle malformazioni artero-venose cerebrali successivamente al trattamento con radiochirurgia Gamma Knife.

Fasi dello studio e risultati preliminari

Lo studio prevede una prima fase in cui la combinazione di tre tecniche di angio-RM (triple Magnetic Resonance Angiography= triple-MRA) verrà usata per verificare la corretta chiusura delle malformazioni artero-venose ed una seconda in cui questo utilizzo sarà affiancato da quello utile a impostare i trattamenti radiochirurgici di tali malformazioni.
A tutt’oggi sono stati studiati 26 pazienti che, dopo anni dal trattamento con radiochirurgia Gamma-Knife, dovevano essere sottoposti al normale controllo con angiografia convenzionale. Lo stesso giorno della DSA veniva eseguito, con risonanza magnetica ad elevato campo (3 Tesla), lo studio con le tre metodiche angio-RM non invasive. L’associazione di tre tecniche angio-RM permette di combinare: alta velocità di studio arterioso (4D Arterial Spin Labelling), elevato dettaglio delle immagini vascolari (High Resolution Time-Of-Flight angiography) e studio dinamico delle strutture arteriose e venose (Contrast-Enhanced Time-Resolved MRA). Il tempo di acquisizione delle tre tecniche angio-RM è di circa 18 minuti.
La valutazione preliminare e indipendente, da parte di tre ricercatori, dei casi studiati fino ad ora ha mostrato una sovrapposizione quasi completa dei risultati ottenuti utilizzando l’angiografia convenzionale con quelli ottenuti con lo studio angio-RM non invasivo.

RILEVANZA
Se i risultati preliminari saranno confermati al termine dello studio, non solo questo potrà ulteriormente ridurre l’invasività dei trattamenti radiochirurgici con Gamma-Knife, ma si aprirà anche la strada a sostituire ancor più frequentemente gli studi diagnostici invasivi con quelli di rsionanza magnetica non invasivi. Ciò avrà un forte impatto sulla possibilità di diagnosticare e seguire nel tempo le malformazioni vascolari cerebrali (una patologia relativamente frequente e che presenta grandi rischi per il paziente) anche quando non è indicato alcun trattamento o sono previsti trattamenti diversi dalla radiochirurgia.


Borsa Di Dottorato Di Ricerca

Il monitoraggio dei potenziali evocati motori cortico-spinali (Onda D) nella chirurgia dei tumori in area motoria: influenza sull’outcome e sul recupero funzionale

1 novembre 2016 – 31 ottobre 2019


Beneficiario Dott. Pietro Meneghelli

Tutor Prof. Francesco Sala

L’asportazione chirurgica di neoplasie cerebrali che si sviluppano all’interno delle aree motorie è gravata dal rischio di un deficit neurologico post-operatorio potenzialmente permanente. L’utilizzo del monitoraggio neurofisiologico intraoperatorio dei potenziali evocati motori muscolari (PEM) ha permesso di ridurre significativamente tale rischio. Una registrazione continua dei PEM durante la chirurgia permette una valutazione “real time” dell’integrità funzionale della regione che si sta operando. Tuttavia, non è stata ancora chiarita la correlazione tra l’entità dell’alterazione dei PEM intraoperatori e l’obiettività neurologica post-operatoria. Inoltre, la presenza di falsi positivi (pazienti che hanno presentato un’alterazione dei PEM intraoperatori in assenza di deficit neurologico post-operatorio) e falsi negativi (pazienti con PEM stabili durante l’intervento ma con deficit neurologico post-operatorio) complica ulteriormente l’analisi dei dati del monitoraggio.
Il monitoraggio dei potenziali evocati cortico-spinali (onda D) è, viceversa, una tecnica largamente utilizzata e validata nella chirurgia dei tumori intramidollari e costituisce il più affidabile parametro prognostico per la funzione motoria a lungo termine: riduzioni dell’ampiezza dell’onda D > al 50% rispetto al dato di partenza si associano ad elevato rischio di deficit neurologico permanente. Tuttavia, per molti anni il suo utilizzo nella chirurgia cerebrale è stato anedottico e riportato solo da studi giapponesi. Recentemente, alcuni centri pilota stanno cercando di introdurre anche in Europa tale metodica grazie al superamento di alcune difficoltà tecniche legato all'introduzione percutanea (non a cielo aperto) dell'elettrodo di registrazione spinale.
L’obiettivo dello studio è introdurre il monitoraggio dell’onda D nella chirurgia dei tumori cerebrali che si sviluppano nell'area motoria per valutare l’impatto di tale metodica sull’outcome funzionale dei pazienti. La sua validazione consentirebbe di disporre di un parametro più affidabile di quelli attualmente utilizzati per predire l'outcome motorio a lungo termine e, di conseguenza, di aggiustare la strategia chirurgica in modo da non oltrepassare le soglie critiche di compromissione dell'onda D.


RILEVANZA
Il progetto di ricerca si prefigge di migliorare ulteriormente l'affidabilità delle tecniche di neurofisiologia intraoperatoria, con particolare riferimento alla chirurgia dei tumori cerebrali che coinvolgono le aree motorie. Allo stato attuale, non disponiamo di criteri neurofisiologici prognostici del tutto affidabili e ciò non consente al chirurgo di poter utilizzare al meglio l'informazione funzionale acquisita in sala operatoria.Una miglior definizione dei criteri di allarme neurofisiologico potrebbe, nel prossimo futuro, consentire di definire protocolli di neuromonitoraggio adattabili al singolo paziente considerando la patologia da cui è affetto, la sua aspettativa di vita, la sua volontà e il rischio chirurgico associato a quello specifico intervento. Ad esempio, si potrebbero definire criteri di allarme più restrittivi (preservando quindi il mantenimento della funzione) per pazienti con tumori maligni e breve aspettativa di vita al fine di non gravare ulteriormente sulla loro qualità di vita con una paresi che risulterebbe inaccettabile a fronte di una prognosi infausta. Viceversa, in pazienti con tumori a basso grado di malignità che -se asportati radicalmente- consentono sopravvivenze di molti anni, potrebbero essere giustificati criteri di allarme meno restrittivi, quindi una chirurgia più aggressiva per un miglior risultato oncologico, anche al prezzo di una paresi transitoria.