Biologia delle cellule staminali e farmacologia delle malattie neurodegenerative
Il Laboratorio di Biologia delle Cellule Staminali e Farmacologia delle Malattie Neurodegenerative, diretto dalla Prof.ssa Elena Cattaneo, afferisce al Dipartimento di Bioscienze dell’Università degli Studi di Milano.
Sulla base di un accordo di collaborazione stipulato tra l’Università degli Studi di Milano e INGM, il laboratorio si trasferisce nella sede dell’Istituto Nazionale di Genetica Molecolare a partire da Agosto 2015.
Il laboratorio studia la Coréa di Huntington, una malattia genetica e neurodegenerativa, con l’obiettivo di contribuire a comprenderne la fisiopatologia e proporre strategie farmacologiche, geniche, cellulari che ne
rallentino il decorso o ne blocchino l’insorgenza.
Le strategie di ricerca adottate prevedono:
- Lo studio del gene huntingtina e delle sue funzioni e il suo ruolo durante lo sviluppo e nell’evoluzione; una parte degli studi si concentra su analisi bioinformatiche svolte in collaborazione con l’unità bioinformatica – Dr. Riccardo Rossi;
- Lo studio dei profili trascrizionali che caratterizzano i neuroni striatali nella condizione sana e nella malattia e le loro implicazioni funzionali – in collaborazione con il gruppo del Prof. Massimiliano Pagani;
- L’analisi delle capacità differenziative in vitro di cellule staminali umani pluripotenti recanti il gene huntingtina mutato;
- Lo sviluppo di piattaforme imaging e di high-throughput screening mediante editing genomico, per l’ottenimento e la caratterizzazione di neuroni striatali da cellue staminali umane.
La valutazione della trasferibilità clinica, in termini di valutazione del potenziale diagnostico e/o terapeutico, delle scoperte di base del laboratorio è sistematicamente affrontata in collaborazione con i clinici referenti per la malattia in Italia e nel mondo.
Il laboratorio è composto da un professore ordinario, un professore associato, un ricercatore a tempo determinato, studenti, borsisti, dottorandi e assegnisti di ricerca afferenti all’Università degli Studi di Milano.
Progetti
- Studio dei meccanismi molecolari alla base dello sviluppo dei neuroni striatali che muoiono nella Malattia di Huntington;
- Ottimizzazione dei protocolli di differenziamento in vitro di cellule staminali pluripotenti umane in neuroni striatali;
- Meccanismi patogenetici alla base della Malattia di Huntington;
- Funzioni dell’huntingtina;
- Efficacia della somministrazione di colesterolo e di modulatori dell’attività sinaptica nel modello animale di Huntington.
Team
Pubblicazioni
Elena Cattaneo ha pubblicato oltre 160 manoscritti su riviste scientifiche peer-reviewed (tra le quali Science, Nature, Nature Genetics, Nature Neuroscience, Journal of Neuroscience, JBC). Il suo H index è 64. Selezione delle 20 pubblicazioni piu’ rilevanti, dal 2000:
- The coding and long noncoding single-cell atlas of the developing human fetal striatum.
Bocchi VD, Conforti P, Vezzoli E, Besusso D, Cappadona C, Lischetti T, Galimberti M, Ranzani V, Bonnal RJP, De Simone M, Rossetti G, He X, Kamimoto K, Espuny-Camacho I, Faedo A, Gervasoni F, Vuono R, Morris SA, Chen J, Felsenfeld D, Pavesi G, Barker RA, Pagani M, Cattaneo E.
Science. 2021 May 7;372(6542):eabf5759. doi: 10.1126/science.abf5759. PMID: 33958447. - hiPSCs for predictive modelling of neurodegenerative diseases: dreaming the possible
Rivetti di Val Cervo P, Besusso D, Conforti P & Cattaneo E.
Nature Reviews Neurology. 2021 Mar 3:1–12. doi: 10.1038/s41582-021-00465-0. Epub ahead of print. PMID: 33658662; PMCID: PMC7928200. - Modeling autism-associated SHANK3 deficiency using human cortico-striatal organoids generated from single neural rosettes
Wang Y, Chiola S, Yang G, Russell C, Armstrong C J, Wu Y, Spampanato J, Tarboton P, Chang A N, Harmin D A, Vezzoli E, Besusso D, Cui J, Cattaneo E, Kubanek J, Shcheglovitov A.
bioRxiv preprint, version posted January 25, 2021, doi:https://doi.org/ 10.1101/2021.01.25.428022 - Insights into kinetics, release, and behavioral effects of brain-targeted hybrid nanoparticles for cholesterol delivery in Huntington’s disease
Birolini G, Valenza M, Ottonelli I, Passoni A, Favagrossa M, Duskey JT, Bombaci M, Vandelli MA, Colombo L, Bagnati R, Caccia C, Leoni V, Taroni F, Forni F, Ruozi B, Salmona M, Tosi G, Cattaneo E.
J Control Release. 2021 Jan 5;330:587-598. - RUES2 hESCs exhibit MGE-biased neuronal differentiation and muHTT-dependent defective specification hinting at SP1
Conforti P, Besusso D, Brocchetti S, Campus I, Cappadona C, Galimberti M, Laporta A, Iennaco R, Rossi RL, Bocchi Dickinson V, Cattaneo E.
Neurobiology of Disease, Oct. 2020, doi.org/10.1016/j.nbd.2020.105140. In press. - Stem Cell-Derived Human Striatal Progenitors Innervate Striatal Targets and Alleviate Sensorimotor Deficit in a Rat Model of Huntington Disease.
Besusso D, Schellino R, Boido M, Belloli S, Parolisi R, Conforti P, Faedo A, Cernigoj M, Campus I, Laporta A, Bocchi VD, Murtaj V, Parmar M, Spaiardi P, Talpo F, Maniezzi C, Toselli MG, Biella G, Moresco RM, Vercelli A, Buffo A, Cattaneo E.
Stem Cell Reports. 2020 May 12;14(5):876-891. - Huntingtin gene CAG repeat size affects autism risk: Family-based and case-control association study.
Piras IS, Picinelli C, Iennaco R, Baccarin M, Castronovo P, Tomaiuolo P, Cucinotta F, Ricciardello A, Turriziani L, Nanetti L, Mariotti C, Gellera C, Lintas C, Sacco R, Zuccato C, Cattaneo E, Persico AM.
Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2020 Sep;183(6):341-351. - DNAJB6, a Key Factor in Neuronal Sensitivity to Amyloidogenesis
Thiruvalluvan A, de Mattos EP, Brunsting JF, Bakels R, Serlidaki D, Barazzuol L, Conforti P, Fatima A, Koyuncu S, Cattaneo E, Vilchez D, Bergink S, Boddeke E H W G, Copray S, Kampinga HH.
Mol Cell, 2020 Mar 25;S1097-2765(20)30115-5. doi:10.1016/j.molcel.2020.02.022. Online ahead of print. - Efficacy of cholesterol nose-to-brain delivery for brain targeting in Huntington’s disease
Passoni A, Favagrossa M, Colombo L, Bagnati R, Gobbi M, Diomede L, Birolini G, Di Paolo E, Valenza M, Cattaneo E, Salmona M.
ACS Chem Neurosci. 2020 Feb 5;11(3):367-372. doi: 10.1021/acschemneuro.9b00581. Epub 2020 Jan 7. - Allele-specific silencing as treatment for gene duplication disorders: proof-of-principle in autosomal dominant leukodystrophy.
Giorgio E, Lorenzati M, Rivetti di Val Cervo P, Brussino A, Cernigoj M, Della Sala E, Bartoletti Stella A, Ferrero M, Caiazzo M, Capellari S, Cortelli P, Conti L, Cattaneo E, Buffo A, Brusco A.
Brain. 2019 May 29. pii: awz139. [Epub ahead of print] - Inhibiting pathologically active ADAM10 rescues synaptic and cognitive decline in Huntington’s Disease
Vezzoli E, Caron I, Talpo F, Besusso D, Conforti P, Battaglia E, Sogne E, Falqui A, Petricca L, Verani M, Martufi P, Caricasole A, Bresciani A, Cecchetti O, Rivetti di Val Cervo P, Sancini G, Riess O, Nguyen H, Seipold L, Saftig P, Biella G, Cattaneo and Zuccato C.
Journal of Clinical Investigation 2019 May 6; 130. pii: 120616. doi: 10.1172/JCI120616. [in press] - Differentiation of human telencephalic progenitor cells into MSNs by inducible expression of Gsx2 and Ebf1.
Faedo A, Laporta A, Segnali A, Galimberti M, Besusso D, Cesana E, Belloli S, Moresco RM, Tropiano M, Fuca E, Wild S, Bosio A, Vercelli AE, Biella G, Cattaneo E.
Proc Natl Acad Sci U S A (2017) 114:E1234-E1242 - Cholesterol-loaded nanoparticles ameliorate synaptic and cognitive function in Huntington’s disease mice.
Valenza M, Chen JY, Di Paolo E, Ruozi B, Belletti D, Ferrari Bardile C, Leoni V, Caccia C, Brilli E, Di Donato S, Boido MM, Vercelli A, Vandelli MA, Forni F, Cepeda C, Levine MS, Tosi G, Cattaneo E.
EMBO Mol Med (2015) 7:1547-64 - Mutant Huntingtin promotes autonomous microglia activation via myeloid lineage-determining factors.
Crotti A, Benner C, Kerman BE, Gosselin D, Lagier-Tourenne C, Zuccato C, Cattaneo E, Gage FH, Cleveland DW, Glass CK.
Nat Neurosci (2014) 17:513-21 - Molecular and functional definition of the developing human striatum.
Onorati M, Castiglioni V, Biasci D, Cesana E, Menon R, Vuono R, Talpo F, Laguna Goya R, Lyons PA, Bulfamante GP, Muzio L, Martino G, Toselli M, Farina C, Barker RA, Biella G, Cattaneo E.
Nat Neurosci (2014) 17:1804-15 - Developmentally coordinated extrinsic signals drive human pluripotent stem cell differentiation toward authentic DARPP-32+ medium-sized spiny neurons.
Delli Carri A, Onorati M, Lelos MJ, Castiglioni V, Faedo A, Menon R, Camnasio S, Vuono R, Spaiardi P, Talpo F, Toselli M, Martino G, Barker RA, Dunnett SB, Biella G, Cattaneo E.
Development (2013) 140:301-12 - An evolutionary recent neuroepithelial cell adhesion function of huntingtin implicates ADAM10-Ncadherin.
Lo Sardo V, Zuccato C, Gaudenzi G, Vitali B, Ramos C, Tartari M, Myre MA, Walker JA, Pistocchi A, Conti L, Valenza M, Drung B, Schmidt B, Gusella J, Zeitlin S, Cotelli F, Cattaneo E.
Nat Neurosci (2012) 15:713-21 - Neural stem cell systems: physiological players or in vitro entities?
Conti L, Cattaneo E.
Nat Rev Neurosci (2010) 11:176-87 - Cholesterol defect is marked across multiple rodent models of Huntington’s disease and is manifest in astrocytes.
Valenza M, Leoni V, Karasinska JM, Petricca L, Fan J, Carroll J, Pouladi MA, Fossale E, Nguyen HP, Riess O, MacDonald M, Wellington C, DiDonato S, Hayden M, Cattaneo E.
J Neurosci (2010) 30:10844-50 - Molecular mechanisms and potential therapeutical targets in Huntington’s disease.
Zuccato C, Valenza M, Cattaneo E.
Physiol Rev (2010) 90:905-81 - Brain-derived neurotrophic factor in neurodegenerative diseases.
Zuccato C, Cattaneo E.
Nat Rev Neurol (2009) 5:311-22 - Phylogenetic comparison of huntingtin homologues reveals the appearance of a primitive polyQ in sea urchin.
Tartari M, Gissi C, Lo Sardo V, Zuccato C, Picardi E, Pesole G, Cattaneo E.
Mol Biol Evol (2008) 25:330-8 - Widespread disruption of repressor element-1 silencing transcription factor/neuron-restrictive silencer factor occupancy at its target genes in Huntington’s disease.
Zuccato C, Belyaev N, Conforti P, Ooi L, Tartari M, Papadimou E, MacDonald M, Fossale E, Zeitlin S, Buckley N, Cattaneo E.
J Neurosci (2007) 27:6972-83 - Normal huntingtin function: an alternative approach to Huntington’s disease.
Cattaneo E, Zuccato C, Tartari M.
Nat Rev Neurosci (2005) 6:919-30 - Dysfunction of the cholesterol biosynthetic pathway in Huntington’s disease.
Valenza M, Rigamonti D, Goffredo D, Zuccato C, Fenu S, Jamot L, Strand A, Tarditi A, Woodman B, Racchi M, Mariotti C, Di Donato S, Corsini A, Bates G, Pruss R, Olson JM, Sipione S, Tartari M, Cattaneo E.
J Neurosci (2005) 25:9932-9 - Huntingtin interacts with REST/NRSF to modulate the transcription of NRSE-controlled neuronal genes.
Zuccato C, Tartari M, Crotti A, Goffredo D, Valenza M, Conti L, Cataudella T, Leavitt BR, Hayden MR, Timmusk T, Rigamonti D, Cattaneo E.
Nat Genet (2003) 35:76-83 - Opinion: neural stem cell therapy for neurological diseases: dreams and reality.
Rossi F, Cattaneo E.
Nat Rev Neurosci (2002) 3:401-9 - Loss of normal huntingtin function: new developments in Huntington’s disease research.
Cattaneo E, Rigamonti D, Goffredo D, Zuccato C, Squitieri F, Sipione S.
Trends Neurosci (2001) 24:182-8 - Shc signaling in differentiating neural progenitor cells.
Conti L, Sipione S, Magrassi L, Bonfanti L, Rigamonti D, Pettirossi V, Peschanski M, Haddad B, Pelicci P, Milanesi G, Pelicci G, Cattaneo E.
Nat Neurosci (2001) 4:579-86 - Loss of huntingtin-mediated BDNF gene transcription in Huntington’s disease.
Zuccato C, Ciammola A, Rigamonti D, Leavitt BR, Goffredo D, Conti L, MacDonald ME, Friedlander RM, Silani V, Hayden MR, Timmusk T, Sipione S, Cattaneo E.
Science (2001) 293:493-8
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