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Biologia

L’Università di Padova coordina la stesura di linee guida internazionali sulla comunicazione cellulare

By ScientifiCult 25 Giugno 2025

L’UNIVERSITÀ DI PADOVA COORDINA LA STESURA DELLE LINEE GUIDA INTERNAZIONALI SULLA COMUNICAZIONE CELLULARE

Pubblicata sulla rivista «Nature Reviews Molecular Cell Biology» la “Expert Recommendation” affidata ai docenti dell’Università di Padova

Tito Calì, Marisa Brini, Rosario Rizzuto e Luca Scorrano

Comprendere i meccanismi molecolari alla base delle malattie, sviluppare farmaci personalizzati e progettare terapie innovative per patologie complesse sono obiettivi chiave della ricerca sugli organelli intracellulari, strutture fondamentali per il benessere delle nostre cellule.

Tuttavia, fino ad oggi mancavano parametri condivisi e standard riconosciuti a livello internazionale per studiare come questi organelli comunicano tra loro: un importante passo avanti arriva da un team di scienziati dell’Università di Padova che ha redatto le prime linee guida internazionali per definire e analizzare la comunicazione tra organelli.

Al centro di questo lavoro ci sono i Membrane Contact Sites (MCS), siti di contatto tra organelli che svolgono un ruolo cruciale nei processi di segnalazione cellulare e nell’equilibrio interno della cellula; questi punti di contatto, spesso compromessi in condizioni patologiche, consentono lo scambio diretto di ioni, lipidi e metaboliti tra compartimenti separati da membrane, contribuendo così all’adattamento delle cellule a condizioni fisiologiche in continuo cambiamento.

L’articolo, pubblicato come “Expert Recommendation” sulla rivista scientifica «Nature Reviews Molecular Cell Biology», è stato coordinato da Tito Calì del Dipartimento di Scienze Biomediche e Marisa Brini del Dipartimento di Scienze del Farmaco in collaborazione con Rosario Rizzuto del Dipartimento di Scienze Biomediche e Luca Scorrano del Dipartimento di Biologia dell’Ateneo patavino e con il contributo dei principali esperti a livello internazionale.

Le linee guida definiscono i parametri fondamentali di riferimento per i ricercatori che studiano come i diversi organelli comunicano tra loro in tempo reale: un’azione condivisa permetterà di sviluppare una nuova frontiera nella medicina molecolare attraverso terapie mirate a correggere i difetti di comunicazione tra organelli che sono implicati in numerose condizioni patologiche, ad esempio in processi neurodegenerativi, tumori e disturbi metabolici.

«Dopo oltre dieci anni di sviluppo, i nostri sensori si sono rivelati fondamentali per aprire un nuovo ambito di studio e intensa ricerca, consentendo di visualizzare la prossimità molecolare tra le due membrane – spiega Tito Calì, coordinatore del lavoro e docente Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università di Padova –. Questo approccio si sta dimostrando cruciale non solo per comprendere in profondità nuovi meccanismi molecolari alla base delle malattie, ma anche per lo sviluppo di farmaci mirati e personalizzati. Le implicazioni sono enormi, dalla possibilità di intervenire in modo preciso sui punti di mancata comunicazione tra organelli, fino alla progettazione di strategie terapeutiche innovative per patologie complesse come cancro, malattie neurodegenerative, diabete e disturbi metabolici».

«La comunità scientifica ci ha riconosciuto un ruolo importante in questo ambito di ricerca grazie ai risultati che abbiamo ottenuto con questi sensori – aggiunge Marisa Brini, coordinatrice del lavoro e docente al Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Ateneo patavino –. Siamo particolarmente orgogliosi che questa prestigiosa rivista ci abbia affidato l’incarico di coordinare la stesura di un articolo nel formato “Expert Recommendation”».

La “Expert Recommendation” rappresenta infatti una pietra miliare per la comunità internazionale poiché definisce standard scientifici di riferimento secondo la tradizione scientifica dell’Università di Padova.

Riferimenti bibliografici:

Tito Calì, Emmanuelle M. Bayer, Emily R. Eden, György Hajnóczky, Benoit Kornmann, Laura Lackner, Jen Liou, Karin Reinisch, Hyun-Woo Rhee, Rosario Rizzuto, Luca Scorrano & Marisa Brini, Key challenges and recommendations for defining organelle membrane contact sites – «Nature Reviews Molecular Cell Biology» – 2025, Link: https://www.nature.com/articles/s41580-025-00864-x

Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Padova

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Biologia

Parkinson e scambio di informazioni intracellulare

By ScientifiCult 20 Febbraio 2024

PARKINSON E SCAMBIO DI INFORMAZIONI INTRACELLULARE

Ricercatori dei dipartimenti di Scienze Biomediche e di Scienze del Farmaco dell’Università di Padova, pionieri nello sviluppo di sensori per studiare la comunicazione intracellulare, mostrano il tallone di Achille del morbo di Parkinson. Lo studio pubblicato su «Nature Communications»

La suddivisione in compartimenti cellulari con funzioni definite ha permesso alle cellule eucariotiche di evolversi adattandosi rapidamente alle condizioni ambientali e rappresenta uno degli aspetti più affascinanti della biologia moderna. Le funzioni distintive di ogni organello vengono mantenute attraverso l’isolamento e la concentrazione di specifici ioni, metaboliti ed enzimi evitando così la mescolanza indiscriminata dei loro contenuti.

Tuttavia, per poter assicurare il corretto svolgimento di tutte le funzioni cellulari i diversi compartimenti devono potersi “parlare” e scambiare informazioni in modo preciso e strettamente controllato al fine di garantire il coordinamento efficace delle attività cellulari.

Questo livello di regolazione si attua in specifici “siti di contatto” tra le membrane di diversi organelli, che rappresentano il collo di bottiglia attraverso il quale il flusso di sostanze viene dosato accuratamente e dinamicamente e che sfida la concezione tradizionale di compartimentalizzazione cellulare.

Tra gli organelli cellulari, i mitocondri e i lisosomi sono lo yin e yang del controllo energetico e metabolico e la loro comunicazione è critica per la sopravvivenza cellulare: difetti nel loro scambio di informazioni contribuiscono allo sviluppo di patologie di grande impatto sociale.

Ricercatori dei Dipartimenti di Scienze Biomediche e di Scienze del Farmaco dell’Università di Padova hanno pubblicato lo studio “A SPLICS reporter reveals α-synuclein regulation of lysosome-mitochondria contacts which affects TFEB nuclear translocation” sulla prestigiosa rivista «Nature Communications» dove, attraverso una nuova metodologia sviluppata nei loro laboratori ed ampiamente riconosciuta a livello internazionale, hanno potuto osservare come avviene la comunicazione tra questi due organelli chiave (mitocondri e lisosomi) e come la proteina alfa-sinucleina, coinvolta nell’insorgenza di malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson e la malattia di Alzheimer, interferisce con questa comunicazione portando alla morte delle cellule neuronali.

«Gli strumenti molecolari che abbiamo sviluppato si sono rivelati indispensabili – spiega il Prof. Tito Calì del Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università di Padova – per la comprensione del linguaggio attraverso cui i diversi compartimenti cellulari si scambiano informazioni vitali. Riuscire a decifrare questo linguaggio permetterà non solo di far luce sui meccanismi molecolari alla base del funzionamento cellulare, ma anche di capire quando questa comunicazione viene meno, e perché, nelle diverse condizioni patologiche evidenziando così il tallone di Achille di una specifica malattia ed aprendo la strada allo sviluppo di nuovi farmaci mirati.»

«Nello specifico, lo studio che abbiamo condotto, ha permesso di identificare che alfa sinucleina, modificando le distanze che intercorrono tra i mitocondri, la centrale energetica delle cellule e i lisosomi, gli inceneritori cellulari, regola il trasferimento di segnali, gli ioni calcio, essenziali per il benessere delle nostre cellule – spiega la Prof.ssa Marisa Brini del Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Università di Padova – La perdita di questa funzione, dovuta per esempio all’ accumulo incontrollato di alfa-sinucleina nel sistema nervoso centrale, risulta in un indebolimento dei meccanismi protettivi che le nostre cellule possiedono per eliminare proteine/organelli non funzionanti, con conseguente danno cellulare e sviluppo di malattie neurodegenerative».

La disponibilità per la comunità scientifica di strumenti che permettono la comprensione dei meccanismi molecolari più fini alla base della comunicazione intracellulare apre la strada all’identificazione di nuovi bersagli farmacologici finora non esplorati.

Link alla ricerca: https://www.nature.com/articles/s41467-024-46007-2

Titolo: “A SPLICS reporter reveals α-synuclein regulation of lysosome-mitochondria contacts which affects TFEB nuclear translocation” – «Nature Communications» 2024

Autori: Flavia Giamogante, Lucia Barazzuol, Francesca Maiorca, Elena Poggio, Alessandra Esposito, Anna Masato, Gennaro Napolitano, Alessio Vagnoni, Tito Calì & Marisa Brini.

Come la proteina alfa-sinucleina, coinvolta nell’insorgenza di malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson e la malattia di Alzheimer, interferisca nello scambio di informazioni intracellulare portando alla morte delle cellule neuronali. Foto di Konstantin Kolosov

Testo e foto di Marisa Brini e Tito Calì dall’Ufficio Stampa dell’Università di Padova

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Medicina

SARS-COV-2 e patologie cardiovascolari

By ScientifiCult 6 Maggio 2022

SARS-COV-2 E PATOLOGIE CARDIOVASCOLARI

Team di ricercatori dell’Università di Padova chiarisce non solo che l’angiotensina II aumenta ACE2, il recettore cellulare del virus SARS-CoV-2, ma promuove anche l’infezione delle cellule bronchiali

Un lavoro scientifico pubblicato su «International Journal of Molecular Sciences» dal titolo “Angiotensin II Promotes SARS‐CoV‐2 Infection via Upregulation of ACE2 in Human Bronchial Cells” dal gruppo di ricerca multidisciplinare dell’Università di Padova coordinato dal Prof. Gian Paolo Rossi del Dipartimento di Medicina ha chiarito perché l’infezione da virus SARS-CoV-2 determini una prognosi peggiore nei pazienti con patologie cardiovascolari, come l’ipertensione arteriosa e lo scompenso cardiaco. Tali pazienti presentano un’attivazione di uno dei più importanti sistemi che regolano la pressione arteriosa, il sistema renina-angiotensina.

Attraverso una serie di esperimenti su cellule bronchiali umane, utilizzando sia il virus SARS-CoV-2 che una serie di pseudovirus, i ricercatori sono riusciti a dimostrare, per la prima volta, non solo che l’angiotensina II aumenta ACE2, il recettore cellulare del virus SARS-CoV-2, ma promuove anche l’infezione delle cellule bronchiali. Secondo i ricercatori ciò avviene attraverso il recettore AT1 dell’angiotensina II, e l’attivazione della proteasi TMPRSS2, il bersaglio dell’antivirale giapponese nafamostat, attualmente in sperimentazione presso l’Azienda Ospedale-Università di Padova.

Questo studio fornisce un contributo fondamentale alla comprensione del meccanismo attraverso il quale i farmaci bloccanti del sistema renina-angiotensina – ACE inibitori e sartani – contrastando gli effetti dell’angiotensina II abbiano un effetto protettivo nei riguardi dell’infezione e quindi non debbano essere sospesi nei pazienti che s’ammalano di Covid-19.

«Merito del gruppo interdisciplinare di ricerca non è stato solo quello di chiarire questi aspetti dell’infezione da Covid-19, che sono assai importanti per la scelta della terapia – afferma Gian Paolo Rossi nel commentare lo studio – ma anche quello di valorizzare vari giovani ricercatori come Ilaria Caputo, Brasilina Caroccia, Ilaria Frasson, Elena Poggio, Tito Calì e Stefania Zamberlan che con approcci diversi e complementari hanno lavorato sotto la guida dei Professori: Sara Ritcher, Marisa Brini, Teresa Seccia e Margherita Morpurgo, appartenenti a diversi Dipartimenti dell’Ateneo patavino».

SARS-COV-2 E PATOLOGIE CARDIOVASCOLARI — Gian Paolo Rossi

Lo studio è frutto del progetto di ricerca risultato vincitore di un bando competitivo nazionale promosso dalla Banca Intesa San Paolo di Torino.

Link alla ricerca: https://doi.org/10.3390/ijms23095125

Titolo: Angiotensin II Promotes SARS‐CoV‐2 Infection via Upregulation of ACE2 in Human Bronchial Cells – «International Journal of Molecular Sciences» – 2022

Autori: Ilaria Caputo, Brasilina Caroccia, Ilaria Frasson, Elena Poggio, Stefania Zamberlan, Margherita Morpurgo, Teresa M. Seccia, Tito Calì, Marisa Brini, Sara N. Richter e Gian Paolo Rossi

Testi e foto dall’Ufficio Stampa Università degli Studi di Padova

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