Nel Laboratorio di Neuroscienze Traslazionali del CEINGE-Biotecnologie avanzate di Napoli, diretto da Alessandro Usiello, professore di Biochimica e Biologia molecolare clinica dell’Università degli Studi della Campania Luigi Vanvitelli e Principal Investigator del Centro di Ricerca napoletano, i ricercatori hanno analizzato i tessuti cerebrali post-mortem di individui sani e di pazienti affetti dalla schizofrenia, una patologia psichiatrica di cui non si conoscono ancora le cause.
IL TEAM DI BIOLOGI IMPEGNATI NELLA RICERCA
Alla ricerca hanno collaborato Andrea de Bartolomeis, responsabile del Laboratorio di Psichiatria molecolare e traslazionale dell’Universita’ Federico II di Napoli, Andrea Fontana, co-responsabile dell’Unita’ di Biostatistica della Fondazione IRCCS Casa Sollievo della Sofferenza, Antonio Rampino dell’Universita’ di Bari il coordinatore del Laboratorio di Psichiatria molecolare e Genetica, e Alessandro Bertolino docente di Psichiatria.
I ricercatori hanno scoperto l’esistenza di alterazioni biochimiche diffuse nella complessa rete di connessioni neuronali tra le sinapsi della corteccia, che utilizzano come principale trasmettitore il glutammato. Il professore Usiello ha precisato: “Gli esperimenti di neurobiologia molecolare e biochimica svolti nel nostro laboratorio al CEINGE sono stati successivamente elaborati mediante l’utilizzo di avanzate tecniche analitiche basate sul “machine learning”, una branca dell’intelligenza artificiale. Tale metodologia ha permesso di individuare nei soggetti con schizofrenia variazioni non di singole molecole, ma di gruppi di molecole, che potrebbero agire come “complessi disfunzionali” di una struttura biologica fondamentale del cervello, nota come sinapsi glutamatergica”.
Francesco Errico, professore di Biochimica presso il dipartimento di Agraria della Federico II e ricercatore del Laboratorio di Neuroscienze Traslazionali del CEINGE, ha dichiarato: “Proviamo a pensare al funzionamento del cervello umano come ad una orchestra in cui gli strumenti presi singolarmente funzionano bene, ma non sono tra loro intonati. Nel caso della patologia studiata possiamo parlare di disarmonia tra gruppi di molecole, che potrebbe tradursi in un disordinato funzionamento della sinapsi glutamatergica in alcune aree cerebrali implicate nel disturbo, quali la corteccia prefrontale”.
Secondo il professore Rampino, la scoperta apre nuovi scenari per la individuazione di nuovi bersagli molecolari per le terapie farmacologiche: “Pensiamo che avere come target dei trattamenti farmacologici non i singoli elementi della sinapsi, ma l’armonico funzionamento di gruppi di questi, possa permettere la messa a punto di nuovi agenti farmacologici capaci di funzionare come “buoni direttori d’orchestra” più che come “silenziatori” o “amplificatori” di singoli strumenti”.
Il professore de Bartolomeis commenta così gli studi effettuati: “Dal momento che precedenti tentativi di colpire singole molecole della sinapsi glutamatergica si sono rivelati infruttuosi cambiamento di prospettiva potrebbe in futuro fornire nuove indicazioni nel trattamento di questo complesso disturbo psichiatrico con molecole innovative”.
Come riportato dal CEINGE-Biotecnologie avanzate di Napoli, i risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista internazionale Schizophrenia (Nature Group): “L’approccio all’analisi è consistito nel lancio dell’algoritmo “iterative Random Forest”, che si basa sulla costruzione di una foresta “casuale” di alberi di classificazione dei dati, in modo iterativo ed internamente validato. Attraverso tali algoritmi matematici è stato possibile non soltanto individuare le molecole della sinapsi glutamatergica corticale maggiormente predittive della patologia ma anche suggerirne le loro interazioni funzionali”.
DI COSA SI OCCUPA IL CEINGE?
Il CEINGE-Biotecnologie avanzate opera nel campo della biologia molecolare e delle biotecnologie avanzate applicate alla Salute dell’Uomo. È un’eccellenza in Italia e all’estero per la Ricerca e la Diagnostica delle malattie genetiche (ereditarie ed acquisite). È un centro di Alta formazione per le nuove generazioni di ricercatori e scienziati e costituisce uno dei cardini fondamentali per lo sviluppo del settore “biotech” nel territorio regionale campano. I soci del CEINGE sono l’Azienda Ospedaliera Universitaria Federico II e l’Università degli Studi di Napoli Federico II.
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