Progettazione e validazione di un modello sperimentale per lo studio del modellamento sinaptico

Abstract

Durante l'ultimo anno accademico, ho svolto una tesi sperimentale presso il laboratorio DIFAR di Genova Sturla sotto la supervisione della Prof.ssa Anna Maria Pittaluga. L'obiettivo primario della ricerca è stato sviluppare e validare una metodologia per studiare il rimodellamento sinaptico, ovvero l'endocitosi delle terminazioni nervose da parte delle cellule microgliali. Tradizionalmente, la maggior parte degli studi su questo argomento si è basata su tecniche di immunoistochimica, che, pur essendo utili, offrono solo una visualizzazione statica del fenomeno, senza fornire una chiara definizione delle fasi del processo di rimodellamento né dei complessi molecolari coinvolti. Il metodo proposto, invece, permette una caratterizzazione dinamica del meccanismo di fagocitosi, evidenziando i fenomeni che favoriscono l'endocitosi delle terminazioni nervose isolate dalle cellule microgliali attivate. Il lavoro sperimentale ha coinvolto l'uso di sinaptosomi corticali di topo trattati con lipopolisaccaride (LPS) per indurre uno stato infiammatorio. I risultati hanno mostrato un aumento significativo dell'espressione di proteine del complemento (C1q e C3) nei sinaptosomi dei topi trattati rispetto ai controllo. Questo incremento è stato correlato con una maggiore capacità fagocitica delle cellule microgliali nei confronti delle terminazioni nervose Se validato, questo approccio potrebbe consentire un'analisi dettagliata delle diverse fasi del processo, identificando i componenti e i recettori che regolano il rimodellamento sinaptico. Questo potrebbe portare allo sviluppo di nuovi interventi terapeutici per il trattamento di patologie legate all'attivazione microgliale, offrendo prospettive innovative nella cura di malattie neurodegenerative come l'Alzheimer, il Parkinson, la SLA e la Sclerosi Multipla

During the last academic year, I conducted an experimental thesis at the DIFAR laboratory in Genova Sturla under the supervision of Prof. Anna Maria Pittaluga. The primary objective of the research was to develop and validate a methodology to study synaptic remodeling, specifically the endocytosis of nerve terminals by microglial cells.

Traditionally, most studies on this topic have relied on immunohistochemistry techniques, which, while useful, offer only a static visualization of the phenomenon, without providing a clear definition of the phases of the remodeling process or the molecular complexes involved. The proposed method, on the other hand, allows for a dynamic characterization of the phagocytosis mechanism, highlighting the phenomena that promote the endocytosis of isolated nerve terminals by activated microglial cells.

The experimental work involved the use of cortical synaptosomes from mice treated with lipopolysaccharide (LPS) to induce an inflammatory state. The results showed a significant increase in the expression of complement proteins (C1q and C3) in the synaptosomes of treated mice compared to controls. This increase was correlated with a higher phagocytic capacity of microglial cells towards nerve terminals.

If validated, this approach could enable a detailed analysis of the different phases of the process, identifying the components and receptors that regulate synaptic remodeling. This could lead to the development of new therapeutic interventions for the treatment of pathologies related to microglial activation, offering innovative perspectives in the treatment of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's, Parkinson's, ALS, and Multiple Sclerosis.