Laboratorio di Biochimica delle Piastrine

Responsabili: Prof. Mauro Torti, Prof. Gianni Guidetti, Prof. Ilaria Canobbio

Collaboratori: Mauro Vismara (postdoc), Luca Galgano (dottorando), Silvia Trivigno (dottoranda)

Nel nostro laboratorio vengono studiati gli eventi biochimici coinvolti nell’attivazione delle piastrine al fine di chiarirne i meccanismi di controllo. Le piastrine svolgono un ruolo cruciale nell’emostasi, nella trombosi e in numerosi fenomeni fisiopatologici, tra cui i processi infiammatori, le malattie neurodegenerative e la metastasi dei tumori. Lo studio del coinvolgimento delle piastrine in questi eventi rappresenta una promettente area di ricerca in grado di aprire nuovi scenari in ambito biomedico.

1) Studio dei meccanismi di trasduzione del segnale nelle piastrine nel contesto dell’emostasi e della trombosi.

La conoscenza approfondita dei meccanismi di trasduzione del segnale che mediano l’attivazione piastrinica è essenziale per identificare nuovi bersagli farmacologici per le patologie trombotiche, le quali rappresentano la principale causa di mortalità ed invalidità nei Paesi industrializzati. In questo contesto, il nostro gruppo di ricerca si occupa di investigare i seguenti aspetti fondamentali:

• il recettore CD93 nella funzionalità piastrinica e nella trombosi
• ruolo della tirosin chinasi Pyk2 nella trombosi e tromboinfiammazione
• contributo delle diverse isoforme dell’enzima fosfatidilinositolo 3-chinasi (PI3K) nell’attivazione piastrinica
• processi di trasduzione del segnale innescati dall'adesione piastrinica mediata da integrine, recettori accoppiati a proteine G e recettori contenenti domini ITAM
• meccanismi dell’attivazione piastrinica indotta da nanoparticelle di origine ambientale o sviluppate per applicazioni industriali e biomediche.

2) Analisi del metabolismo e della funzione della proteina precursore di amiloide (APP) e del peptide A amiloide nelle piastrine: una connessione tra emostasi, trombosi e malattia di Alzheimer.

La malattia di Alzheimer è correlata all’accumulo di peptidi amiloidi nel cervello e nei vasi cerebrali. I peptidi amiloidi derivano dal metabolismo della proteina precursore di amiloide (APP). Le piastrine esprimono APP e, quando attivate, rilasciano nel plasma peptidi A amiloidi. Nel nostro laboratorio ci occupiamo di:

• studiare l’effetto dell’accumulo dei peptidi amiloidi nella circolazione periferica. Abbiamo dimostrato che i peptidi amiloidi sono in grado di attivare le piastrine e di promuovere uno stato di infiammazione cronica. Stiamo ora investigando il ruolo dei peptidi amiloidi nella formazione dei ROS nelle piastrine;
• in collaborazione con il prof. Pula, dell’Università di Exeter (UK) ci stiamo occupando di definire l’effetto dei peptidi sull’attivazione delle cellule del sistema immunitario, in particolare neutrofili, e sulle cellule endoteliali;
• studiare il ruolo della proteina precursore di amiloide APP nella fisiopatologia delle piastrine, nell’emostasi e nella trombosi.

3) Studio del ruolo delle piastrine e delle microparticelle rilasciate dalle piastrine nella metastasi.

La metastasi è fortemente influenzata dalle interazioni che possono avere luogo tra le cellule tumorali e l’organismo ospite. In questo contesto è stato dimostrato che le piastrine sono componenti essenziali del processo metastatico e che la loro deplezione, in pazienti trombocitopenici o in modelli animali, limita la diffusione del tumore. Questo suggerisce che anche il controllo farmacologico dell’attivazione delle piastrine possa rappresentare un’arma terapeutica per bloccare o contenere la diffusione metastatica. L’obiettivo del nostro studio è la comprensione degli aspetti molecolari alla base del contributo delle piastrine nella metastasi. In particolare, la nostra attenzione è focalizzata sul ruolo delle microparticelle rilasciate dalle piastrine (platelet-derived microparticles, PMPs). Le PMPs sono vescicole rilasciate dalle piastrine in seguito ad attivazione e rappresentano importanti trasportatori di segnali biologici in grado di modulare l’attività di cellule bersaglio. Con questa linea di ricerca ci proponiamo di:

• analizzare la capacità della PMPs di alterare il potenziale metastatico delle cellule tumorali;
• studiare i meccanismi molecolari alla base dell’attività prometastatica delle PMPs;
• effettuare un’analisi comparativa dell’effetto di diversi trattamenti farmacologici sull’attività prometastatica delle piastrine e delle PMPs.

Principali collaborazioni del gruppo di ricerca:

• Mitsuhiko Okigaki (Department of Cardiovascular Medicine,Kyoto Prefectural University of Medicine, Kyoto, Japan )
• Emilio Hirsch (MBC, Università di Torino)
• Maria Enrica Tira (Dipartimento di Biologia e Biotecnologie, Università degli Studi di Pavia)
• Giampaolo Minetti (Dipartimento di Biologia e Biotecnologie, Università degli Studi di Pavia)
• Carlo Balduini, Patrizia Noris, Alessandro Pecci (Clinica Medica, IRCCS Policlinico San Matteo, Pavia)
• Barbara Oliviero, Stefania Mantovani (Malattie Infettive, IRCCS Policlinico San Matteo, Pavia)
• Giordano Pula (Institute of Biomedical & Clinical Science, University of Exeter Medical School, Exeter, UK)
• Satya P. Kunapuli (Departments of Physiology and Pharmacology and Sol Sherry Thrombosis Research Center, Temple University, School of Medicine, Philadelphia, Pennsylvania
• Federico Galvagni, Maurizio Orlandini (Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia, Università di Siena)
• Silvia Barbieri, Marta Zarà (Istituto cardiologico Monzino, Milano)

Principali tecniche e metodiche utilizzate dal gruppo di ricerca: purificazione e analisi di cellule del sangue (piastrine e neutrofili); isolamento e caratterizzazione di microparticelle e microvescicole piastriniche, metodi biochimici per l’analisi delle proteine (elettroforesi, western blotting, immunoblotting, analisi in chemiluminescenza, spettrofotometria, spettrofluorimetria, citofluorimetria); saggi di adesione cellulare in condizioni statiche e di flusso; microscopia ottica (contrasto di fase e fluorescenza); tecniche di biologia molecolare, estrazione DNA e RNA, PCR; purificazione di proteine (espressione in ospiti batterici, cromatografia a scambio ionico, cromatografia di affinità, gel filtrazione, HPLC, FPLC); manipolazione di colture cellulari, mantenimento, trasfezione, analisi di migrazione, proliferazione, rilascio di metalloproteasi; utilizzo di modelli animali (Mus musculus) geneticamente modificati (Pyk2KO, APPKO, APP23, CD93 KO).