Neuroscienze molecolari e comportamentali
L'obiettivo principale del laboratorio di Neuroscienze Molecolari e Comportamentali è lo studio dei meccanismi neurobiologici alla base di disturbi neuropsichiatrici come l’autismo, la sindrome dell'X fragile e la schizofrenia. Diversi evidenze indicano che tali disturbi neuropsichiatrici potrebbero derivare dall'alterazione delle normali traiettorie di sviluppo cerebrale.
Sebbene la maggior parte degli studi siano focalizzati su fasi precoci dello sviluppo come quello prenatale, esaminare i cambiamenti molecolari e fisiopatologici che avvengono durante l’adolescenza potrebbe rappresentare una grande opportunità per il trattamento dell'autismo.
L'adolescenza è un momento di enorme riorganizzazione e plasticità cerebrale, specialmente in regioni del cervello coinvolte in processi cognitivi complessi come l'apprendimento, il comportamento sociale ed emotivo.
Una delle tematiche di ricerca del laboratorio è comprendere come variano le funzioni cerebrali durante l’adolescenza attraverso l’uso di modelli sperimentali. A tal fine, usiamo un approccio multidisciplinare che integra approcci genomica funzionale, studi molecolari e comportamentali per sviluppare una comprensione più completa della relazione tra alterazioni genetiche, disfunzioni in circuiti cerebrali e deficit comportamentali.
Linee di ricerca
- Identificazione di alterazioni trascrittomiche comuni alla patogenesi dell’autismo a diversa eziologia
Gli studi sul trascrittoma sono uno strumento strategico per scoprire alterazioni funzionalmente rilevanti in differenti disturbi neuropsichiatrici. Attualmente, nel nostro laboratorio siamo interessati a verificare se alterazioni del trascrittoma durante il periodo adolescenziale hanno conseguenze a lungo termine sulle funzioni cerebrali. Il nostro obiettivo è l'identificazione di bersagli farmacologici, tramite l’analisi integrata di dati di trascrittomica e farmacogenomica (riposizionamento farmacologico). Ciò potrebbe potenzialmente portare allo sviluppo di nuovi trattamenti farmacologici, con il vantaggio di creare le premesse per un approccio terapeutico basato su una specifica finestra temporale. - Mappatura delle popolazioni neuronali alla base dei comportamenti sociali
Una grande sfida nelle neuroscienze è identificare e caratterizzare le popolazioni neuronali coinvolte nella generazione e modulazione dei comportamenti sociali. Il nostro approccio si basa sull’utilizzo dell’imaging a “single-cell resolution” abbinato a dei tools all’avanguardia come i “genetically encoded effectors” al fine di visualizzare e caratterizzare i neuroni attivati durante un’esperienza sociale.
L'obiettivo principale è quello di studiare i meccanismi molecolari attraverso i quali queste cellule neuronali attivate esercitano i loro effetti a livello comportamentale.
Pietropaolo S, Provenzano G. Targeting Excitation-Inhibition Imbalance in Neurodevelopmental and Autism Spectrum Disorders. Front Neurosci. 2022 Jul 8;16:968115. doi: 10.3389/fnins.2022.968115. eCollection 2022.
Focchi E, Cambria C, Pizzamiglio L, Murru L, Pelucchi S, D'Andrea L, Piazza S, Mattioni L, Passafaro M, Marcello E, Provenzano G, Antonucci F (2022) ATM rules neurodevelopment and glutamatergic transmission in the hippocampus but not in the cortex. Cell Death Dis, 13(7):616, doi:10.1038/s41419-022-05038-7.
Balasco L, Pagani M, Pangrazzi L, Chelini G, Viscido F, Chama AGC, Galbusera A, Provenzano G, Gozzi A, Bozzi Y (2022) Somatosensory cortex hyperconnectivity and impaired whisker-dependent responses in Cntnap2. Neurobiol Dis, 169:105742, doi:10.1016/j.nbd.2022.105742.
Zerbi V, Pagani M, Markicevic M, Matteoli M, Pozzi D, Fagiolini M, Bozzi Y, Galbusera A, Scattoni ML, Provenzano G, Banerjee A, Helmchen F, Basson MA, Ellegood J, Lerch JP, Rudin M, Gozzi A, Wenderoth N. Brain mapping across 16 autism mouse models reveals a spectrum of functional connectivity subtypes. Mol Psychiatry. 2021 Aug 11. doi: 10.1038/s41380-021-01245-4.
Balasco L, Chelini G, Bozzi Y, Provenzano G. Whisker Nuisance Test: A Valuable Tool to Assess Tactile Hypersensitivity in Mice. Bio Protoc. 2019 August 20, Vol 9, Iss 16. doi: 10.21769/BioProtoc.3331.
Chelini G, Zerbi V, Cimino L, Grigoli A, Markicevic M, Libera F, Robbiati S, Gadler M, Bronzoni S, Miorelli S, Galbusera A, Gozzi A, Casarosa S, Provenzano G*, Bozzi Y*. Aberrant Somatosensory Processing and Connectivity in Mice Lacking Engrailed-2. J Neurosci. 2019 Feb 20;39(8):1525-1538. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0612-18.2018.
Provenzano G#, Corradi Z, Monsorno K, Fedrizzi T, Ricceri L, Scattoni ML, Bozzi Y. Comparative Gene Expression Analysis of Two Mouse Models of Autism: Transcriptome Profiling of the BTBR and En2 (-/-) Hippocampus. Front Neurosci. 2016 Aug 25;10:396. doi: 10.3389/fnins.2016.00396.
Provenzano G, Pangrazzi L, Poli A, Sgadò P, Genovesi S, Zunino G, Berardi N, Casarosa S, Bozzi Y (2014). Hippocampal dysregulation of neurofibromin-dependent pathways is associated with impaired spatial learning in Engrailed 2 knockout mice. J Neurosci. 2014 Oct 1;34(40):13281-8. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2894-13.2014.
Chabrol E, Navarro V, Provenzano G, Cohen I, Dinocourt C, Rivaud-Péchoux S, Fricker D, Baulac M, Miles R, LeGuern E and Baulac S (2010). Electro-clinical Characterization of Epileptic Seizures in LGI1-deficient Mice. Brain. 2010 Sep;133(9):2749-62. doi: 10.1093/brain/awq171. Epub 2010 Jul 21.
* = equal contribution
Siamo alla ricerca di candidati motivati come studenti universitari, pre-doc e dottorandi, per unirsi al nostro laboratorio. Se siete interessati alle neuroscienze molecolari e comportamentali, contattateci giovanni.provenzano@unitn.it.
- Flavia Antonucci, University of Milan, Milano, Italy
- Silvano Piazza, ICGEB, Trieste, Italy
- Susanna Pietropaolo, University of Bordeaux, Bordeaux Cedex, France
- Sara Bonini, University of Brescia, Brescia, Italy
- Josep Rubert, Wageningen University, Wageningen, The Netherlands
- Yuri Bozzi, CIMeC - Center for Mind/Brain Sciences, University of Trento, Italy
Il laboratorio di Neuroscienze Molecolari e Comportamentali fa parte di TRAIN – Trentino Autism Initiative.