Patologie scheletriche: dal meccanismo alla terapia - Antonella Forlino & Roberta Besio

Antonella Forlino, PI

Email: antonella.forlino@unipv.it

Roberta Besio, PI

Email: roberta.besio@unipv.it

Tel.: +39 0382 987235

Antonella Forlino, PI, Professore Ordinario

Roberta Besio, PI, Professore Associato

Francesca Tonelli, RTDA

Sivia Cotti, dottoranda

Valentina Daponte, dottoranda

Barbara Contento, dottoranda

Cecilia Masiero, dottoranda

Lo scheletro è indispensabile per determinare le dimensioni corporee, per consentire il movimento, per il mantenimento della nicchia ematopoietica e per proteggere gli organi. È costituito principalmente da collagene di tipo I e da cristalli di idrossiapatite, rappresenta un serbatoio di calcio e fosforo e regola numerosi processi metabolici, incluso il controllo del bilancio energetico. Sia le malattie ereditarie rare dello scheletro che quelle più comuni, come l’osteoporosi, sono un grave problema per la salute umana.

La nostra ricerca è focalizzata sullo studio molecolare, biochimico e funzionale di malattie comuni e ereditarie dello scheletro con l'obiettivo di definire i loro meccanismi per sviluppare terapie innovative. Siamo un centro internazionale per lo studio dell’osteogenesi imperfetta, una famiglia di malattie correlate al collagene di tipo I che raggruppa le più comuni tra le malattie rare delle ossa ed è un modello perfetto per studiare l'osteoporosi a esordio precoce. Le nostre competenze spaziano dalla biochimica del collagene, allo studio funzionale delle proteine, allo sviluppo di approcci terapeutici per il trattamento delle malattie ossee con tecniche all'avanguardia.

I nostri progetti principali sono:

1. La generazione e la caratterizzazione di modelli cellulari, murini e zebrafish di malattie ossee, in particolare delle nuove forme recessive di osteogenesi imperfetta
2. La dissezione dei meccanismi delle malattie ossee per identificare nuovi target terapeutici
3. Lo sviluppo di terapie specifiche per l'osso

Siamo esperti in: purificazione e caratterizzazione biochimica del collagene; colture primarie di fibroblasti e osteoblasti; generazione di modelli animali (CRISPR Cas9); analisi fenotipica dei modelli in vitro e in vivo con approcci OMICI; analisi istomorfometrica mediante microscopia confocale ad alta risoluzione; caratterizzazione delle proprietà ossee con microCT; screening farmacologici in zebrafish e loro validazione in modelli murini.

Garibaldi N, Besio R, Dalgleish R, Villani S, Barnes AM, Marini JC, Forlino A. Dissecting the phenotypic variability of osteogenesis imperfecta. Dis Model Mech. 2022 May 1;15(5):dmm049398. doi: 10.1242/dmm.049398.

Garibaldi N, Contento BM, Babini G, Morini J, Siciliani S, Biggiogera M, Raspanti M, Marini JC, Rossi A, Forlino A, Besio R. Targeting cellular stress in vitro improves osteoblast homeostasis, matrix collagen content and mineralization in two murine models of osteogenesis imperfecta. Matrix Biol. 2021;98:1-20.

Tonelli F, Cotti S, Leoni L, Besio R, Gioia R, Marchese L, Giorgetti S, Villani S, Gistelinck C, Wagener R, Kobbe B, Fiedler IAK, Larionova D, Busse B, Eyre D, Rossi A, Witten PE, Forlino A. Crtap and p3h1 knock out zebrafish support defective collagen chaperoning as the cause of their osteogenesis imperfecta phenotype. Matrix Biol. 2020;90:40-60.

Besio R, Garibaldi N, Leoni L, Cipolla L, Sabbioneda S, Biggiogera M, Mottes M, Aglan M, Otaify GA, Temtamy SA, Rossi A, Forlino A. Cellular stress due to impairment of collagen prolyl hydroxylation complex is rescued by the chaperone 4-phenylbutyrate. Dis Model Mech. 2019;12(6):dmm038521.

Besio R, Iula G, Garibaldi N, Cipolla L, Sabbioneda S, Biggiogera M, Marini JC, Rossi A, Forlino A. 4-PBA ameliorates cellular homeostasis in fibroblasts from osteogenesis imperfecta patients by enhancing autophagy and stimulating protein secretion. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2018;1864(5 Pt A):1642-1652.