Stress cellulare e segnalazione del cancro
Il nostro laboratorio studia come l’attivazione delle vie di segnalazione dello stress cellulare regoli la fitness cellulare, la sopravvivenza e la progressione delle malattie. Analizziamo come le alterazioni di geni nucleolari coinvolti nella biogenesi ribosomiale o l’accumulo di proteine mal ripiegate o misfolded, inducano risposte di stress cellulare che attivano vie come l’autofagia, la ferroptosi, l’infiammazione e l’apoptosi, determinando se le cellule riescono ad adattarsi e sopravvivere oppure vengono eliminate.
Utilizzando modelli di malattia in Drosophila e sistemi cellulari umani, il nostro obiettivo è definire come queste vie di segnalazione dello stress vengano attivate e integrate nelle patologie umane, con un focus particolare sul cancro, affrontandone al contempo la rilevanza più ampia nei disordini metabolici e degenerativi.
Linee di ricerca
- Stress nucleolare e controllo della crescita cellulare
Alterazioni nella biogenesi dei ribosomi inducono stress nucleolare, favorendo la competizione cellulare e contribuendo alle fasi iniziali dello sviluppo tumorale. La disregolazione della biogenesi ribosomiale e del controllo della traduzione rappresenta una caratteristica distintiva sia del cancro sia delle ribosomopatie, rare patologie genetiche associate a un’elevata incidenza di tumori. Attraverso approcci genetici e proteomici, abbiamo identificato Noc1 come un fattore regolato da MYC coinvolto nel controllo della maturazione dell’rRNA e della funzione ribosomiale.
Noc1 appartiene a una famiglia conservata di proteine nucleolari che, insieme a Noc2 e Noc3, regolano la maturazione e il processamento dell’rRNA. L’espressione di queste proteine è essenziale per la sopravvivenza delle cellule tumorali. La riduzione di Noc1 induce stress nucleolare, aumenta i livelli di p53 e innesca apoptosi associata a danno del DNA, attraverso meccanismi che restano in larga parte da chiarire. - Ferroptosi e infiammazione cronica: strategie antiossidanti che bersagliano le vie di segnalazione da stress
Utilizzando l’atassia di Friedreich (FA) come modello di perossidazione lipidica e ferroptosi, studiamo come alterazioni del metabolismo del ferro e dei lipidi nei tessuti metabolici e nel cervello generino stress ossidativo e specie reattive dell’ossigeno (ROS), attivando la segnalazione ferroptotica. Sfruttando modelli conservati di FA in Drosophila e sistemi cellulari umani, testiamo composti antiossidanti, tra cui estratti naturali di origine vegetale, per identificare vie di segnalazione da stress in grado di sopprimere la perossidazione lipidica, limitare il danno ferroptotico e promuovere la sopravvivenza cellulare.
In parallelo, utilizziamo modelli di Drosophila in cui le interazioni immuno-metaboliche sono conservate per studiare l’infiammazione cronica associata all’obesità e la resistenza all’insulina nei tessuti metabolici, condizioni guidate dallo stress ossidativo e metabolico. Abbiamo dimostrato che componenti alimentari, come gli antiossidanti e gli agenti antidiabetici, riducono l’infiammazione cronica e migliorano la sensibilità all’insulina. Attualmente stiamo conducendo screening chimici per identificare nuove strategie antiossidanti in grado di alleviare lo stress metabolico e la resistenza all’insulina.
- L’autofagia come meccanismo di sopravvivenza
Utilizzando la malattia di Huntington (HD) come modello di proteinopatie (misfolded proteins), studiamo come lo stress proteotossico alteri l’omeostasi cellulare e come possa essere contrastata attraverso l’induzione dell’autofagia. Modulando la segnalazione degli amminoacidi e della via TOR, nonché i percorsi metabolici, attiviamo l’autofagia come risposta adattativa allo stress. Attraverso approcci genetici e biochimici, miriamo a definire i meccanismi per cui l’autofagia riduce in vivo gli aggregati proteici tossici e aumenta la resilienza cellulare, con l’obiettivo di estendere queste conoscenze ad altre condizioni di stress cronico.
Noc1 Reduction Induces Nucleolar Stress and Upregulates p53 Isoforms, with a Robust Increase of the Truncated p53E Isoform in Drosophila Wing Discs. Vutera Cuda A, Shivani Bajaj S, Manara V, Bellosta P. G3 (Bethesda). December 2025 accepted.
Drosophila and human cell studies reveal a conserved role for CEBPZ, NOC2L, and NOC3L in rRNA processing and tumorigenesis. Rambaldelli G, Manara V, Vutera Cuda A, Bertalot G, Penzo M, Bellosta P.
J Cell Sci 2025 2025 Sep 1;138(17)
Optimized protocol for single-cell isolation and alkaline comet assay to detect DNA damage in cells of Drosophila wing imaginal discs. Pederzolli M, Barion E, Valerio A, Cuda AV, Manara V, Bellosta P.
STAR Protoc. 2025 Jan 23;6(1):103590.
Drosophila: a Tale of regeneration with MYC. Serras F., Bellosta P.
Front Cell Dev Biol. 2024 Jul 23;12:1429322.
NOC1 is a direct MYC target, and its protein interactome dissects its activity in controlling nucleolar function. Manara V, Radoani M, Belli R, Peroni D, Destefanis F, Angheben L, Tome G, Tebaldi T, Bellosta P.
Front Cell Dev Biol. 2023 Dec 28;11:1293420.
Drosophila melanogaster as a model to study autophagy in neurodegenerative diseases induced by proteinopathies. Santarelli S, Londero C, Soldano A, Candelaresi C, Todeschini L, Vernizzi L, Bellosta P.
Front Neurosci. 2023 May 18;17:1082047.
Reduction of nucleolar NOC1 leads to the accumulation of pre-rRNAs and induces Xrp1, affecting growth and resulting in cell competition. Destefanis F, Manara V, Santarelli S, Zola S, Brambilla M, Viola G, Maragno P, I. Signoria, Viero G, Pasini ME, Penzo M and Bellosta P.
J Cell Sci. 2022 Dec 1;135(23)
Myc as a Regulator of Ribosome Biogenesis and Cell Competition: A Link to Cancer. Destefanis F, Manara V, Bellosta P.
Int J Mol Sci. 2020 Jun 5;21(11).
Glutamine Synthetase 1 Increases Autophagy Lysosomal Degradation of Mutant Huntingtin Aggregates in Neurons, Ameliorating Motility in a Drosophila Model for Huntington's Disease. Vernizzi L, Paiardi C, Licata G, Vitali T, Santarelli S, Raneli M, Manelli V, Rizzetto M, Gioria M, Pasini ME, Grifoni D, Vanoni MA, Gellera C, Taroni F, Bellosta P.
Cells. 2020 Jan 13;9(1):196.
Drosophila melanogaster as a model organism to study cancer growth. Mirzoyan Z, Allocca MT, Valenza MA, Sollazzo M, Grifoni D e Bellosta P.
Frontiers in Genetics. 2019 Mar 1;10:51.
Human Cancer Cells Signal Their Competitive Fitness Through MYC Activity. Di Giacomo S, Sollazzo M, de Biase D, Ragazzi M, Bellosta P, Pession A, Grifoni D.,
Sci Rep. 2017 Oct 3;7(1):12568.
The Stearoyl-CoA Desaturase-1 (Desat1) in Drosophila cooperates with Myc to Induce Autophagy and Growth, a Potential New Link to Tumor Survival. Paiardi C, Mirzoyan Z, Zola S, Parisi F, Vingiani A, Pasini ME, Bellosta P.
Genes (Basel). 2017 Apr 28;8(5).
Super-competitor status of Drosophila Myc cells requires p53 as a fitness sensor to reprogram metabolism and promote viability. de la Cova C, Senoo-Matsuda N, Ziosi M, Wu C, Bellosta P, Quinzii CM, and Johnston L.
Cell Metabolism 2014 19(3):470-83.
dMyc expression in the fat body affects DILP2 release and increases the expression of the fat desaturase Desat1, resulting in organismal growth. Parisi F, Riccardo S, Zola S, Lora C, Grifoni D, Brown L, and Bellosta P.
Dev Biol. 2013 379(1):64-75 F1000Prime.
Drosophila insulin and target of rapamycin (TOR) pathways regulate GSK3 beta activity to control Myc stability and determine Myc expression in vivo. Parisi F, Riccardo S, Daniel M, Saqcena M, Kundu N, Pession A, Grifoni D, Stocker H, Tabak E, Bellosta P.
BMC Biol. 2011 Sep 27;9:65.
dMyc functions downstream of Yorkie to promote the supercompetitive behavior of hippo pathway mutant cells. Ziosi M, Baena-López LA, Grifoni D, Froldi F, Pession A, Garoia F, Trotta V, Bellosta P, Cavicchi S, Pession A. PLoS Genet. 2010 Sep 23;6(9).
Identification of domains responsible for ubiquitin-dependent degradation of dMyc by glycogen synthase kinase 3beta and casein kinase 1 kinases. Galletti M, Riccardo S, Parisi F, Lora C, Saqcena MK, Rivas L, Wong B, Serra A, Serras F, Grifoni D, Pelicci P, Jiang J, Bellosta P.
Mol Cell Biol. 2009 Jun;29(12):3424-34.
Myc interacts genetically with Tip48/Reptin and Tip49/Pontin to control growth and proliferation during Drosophila development. Bellosta P, Hulf T, Balla Diop S, Usseglio F, Pradel J, Aragnol D, Gallant P.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Aug 16;102(33):11799-804.
Drosophila myc regulates organ size by inducing cell competition. de la Cova C, Abril M, Bellosta P, Gallant P, Johnston LA.
Cell. 2004 Apr 2;117(1):107-16. Cover
- Paola Bellosta, PI*
- Shivani Bajaj, studentessa di dottorato
- Alessandra Caragiuli, studentessa di master
- Giorgia Depaoli, studentessa di master
- Sara Miglioranza, studentessa di laurea triennale
- Lorenzo Conci, studente di laurea triennale
- Federico Ghirelli, studente di laurea triennale
* presente
Professore associato aggiunto, Dipartimento di Medicina NYU Langone Medical Center, New York, USA
Membro della COST-21154 Translational Control in Cancer European Network
Member of the Drosophila European Network http//droseu.net
2018-22 Membro del comitato scientifico consultivo della Rete europea per la malattia di Huntington
2009-17 Membro del Centro di diabetologia ed endocrinologia (DERC) Columbia University, New York, NY, USA
- Stefan Martens, Fondazione Edmund Mach, FEM Trento
- Giovanni Provenzano, Dept CIBIO, University of Trento
- Alessandro Provenzani, Dept CIBIO, University of Trento
- Gabriella Viero, Fondazione Bruno Kessler, FBK Trento
- Marianna Penzo, Hospital Sant’Orsola and University of Bologna
- Giovanni Bertalot, Hospital Santa Chiara, and CisMed, Trento
- Adam Bajar, University of South Bohemia, Ceske Budejovice, Czech Republic