Online meeting: Molecular Biology at the times of SARS-CoV-2 epidemics: the key contributions of Molecular Biology to the understanding and therapy of Covid-19

PROGRAM

14:00-14:20 Introduction Valeria Poli – University of Turin
Testing, Tracing, Treating: the unique contributions of Molecular Biology not only to the development of SARS-CoV-2 therapies, but also to diagnosis

14:20-14:50 Sachdev Sidhu - University of Toronto
COVID-19 Biologic Therapeutic Development in Real Time

14:50-15:20 Pier Paolo Pandolfi - University of Turin
Targeted therapies for Covid-19 and other RNA viruses

15:20-15:50 Giuseppe Novelli - Tor Vergata University of Rome
COVID-19: Genetics, is it the answer?

15:50-16:20 Coffee break

16:20-16:50 Federica Facciotti - European Institute of Oncology, Milan
Serological tests for SARS-Cov2 Antibodies detection: the IEO experience

16:50-17:05 Barbara Illi - National Research Council, Rome SIBBM-Zanichelli
Covid-19 web resource presenting molecular, genomic, epidemiological and social sciences approaches towards the understanding and solution of the epidemics.

17:10-17:40 Graziano Pesole - National Research Council, Bari and University of Bari
Comparative and evolutionary genomics of SARS-Cov-2

17:40-18:10 Luigi Aurisicchio - Takis S.r.l., Rome
Generation of recombinant viral vectors for vaccine and gene therapy applications

18:10-18:30 Conclusions

the zoom link at https://www.sibbm.org

 @sibbm2

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SPEAKERS

Sachdev Sidhu 

The Donnelly Centre, University of Toronto

160 College Street, Room 816 Toronto, Ontario Canada M5S 3E1 

sachdev.sidhu@utoronto.ca 

Pier Paolo Pandolfi 

Department of Molecular Biotechnology and Health Sciences Molecular Biotechnology Center, University of Turin 

Via Nizza 52, 10126 - Turin, Italy 

pierpaolo.pandolfiderinaldis@unito.it 

Giuseppe Novelli 

Laboratory of Medical Genetics Tor Vergata University of Rome 

V.le Oxford 81, 00133 - Rome, Italy 

novelli@med.uniroma2.it 

Federica Facciotti 

Mucosal Immunology European Institute of Oncology 

Via Adamello 16, 20139 - Milan, Italy 

federica.facciotti@ieo.it 

Barbara Illi 

Institute of Molecular Biology and Pathology National Research Council 

Department of Biology and Biotecnology "Charles Darwin", Sapienza University of Rome 

barbara.illi@uniroma1.it 

Graziano Pesole 

Institute of Biomembranes, Bioenergetics and Molecular Biotechnologies National Research Council

Bari, Italy 

Department of Biosciences, Biotechnologies and Biopharmaceutics, University of Bari "A. Moro", 

via Amendola 165/A, 70125 - Bari, Italy 

graziano.pesole@uniba.it 

Luigi Aurisicchio 

Chief Executive and Scientific Officer, Takis S.r.l. 

Via Castel Romano, 100, 00128 - Rome, Italy 

aurisicchio@takisbiotech.it

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Seminario online: il lato oscuro della psiche al tempo del COVID19

Title: THE DARK SIDE OF THE MOOD IN THE TIME OF COVID-19

di Andrea de Bartolomeis, 

Sezione di Psichiatria, Dipartimento di Neuroscienze, Scienze Riproduttive e Odontostomatologiche, Università Federico II di Napoli.



Il seminario si terrà in forma di webinar: https://global.gotomeeting.com/join/207972829

Presentazione e indirizzo di saluto: Luigi Califano,
Presidente Scuola Medicina e Chirurgia. Università degli Studi di Napoli Federico II

Introduzione al seminario: Ennio del Giudice,
Presidente Neapolitan Brain Group

Moderatore e discussant: Carmela Bravaccio,
Responsabile dell’UOSD di Neuropsichiatria infantile
Policlinico universitario Federico II

Abstract (ITA)

1. Multiple evidenze di tipo epidemiologico e clinico indicano la possibilità di un impatto significativo diretto e indiretto della pandemia di Covid 19 e delle sue conseguenze di carattere sociale sul benessere psichico della popolazione generale, sulla salute mentale dei soggetti più vulnerabili e sulla espressività di manifestazioni comportamentali di adattamento degli individui esposti contagiati e non.
2. L’isolamento sociale, la deafferentazione relazionale, l’interazione inclusiva forzata, la sospensione in molti casi dalle occupazioni lavorative e la riduzione spesso drastica delle usuali attività quotidiane hanno rappresentato possibili condizioni destrutturanti specialmente per gli individui più fragili e con minori risorse di adattamento
3. Tra gli effetti della pandemia di Covid19 sulla salute mentale vanno considerati le possibili ricadute sui pazienti con severe patologie psichiatriche (ad esempio schizofrenia, disturbo bipolare, depressione maggiore). L’esacerbazione della sintomatologia psichica, la minore capacità di adattarsi a eventi stressanti di vita e significativi cambiamenti nelle modalità di accesso ai servizi di salute mentale possono aver avuto significativo ruolo nel funzionamento dei pazienti.
4. Infine, iniziano ad emergere putativi meccanismi neurobiologici dell’impatto del SARS Cov2 sul sistema nervoso centrale, con cauta e ancora iniziale possibilità di traslazione clinica nella fisiopatologia di malattie neuropsichiatriche.

Abstract (ENG)

1.Multiple lines of evidence suggest a significant impact of Covid19 pandemia and its social sequelae, on psychological wellbeing of general population, on mental health of the most vulnerable people, and on the severity of dysfunctional adaptive behavior.
2. Social isolation, and derangement of regular relationships, job loss or work interruption, as well as the significant reduction of everyday activities, have jeopardize the capacity of copying with impaired resilience strategies.
3. An epitomic issue of Covid19 impact on mental health is the effect of abrupt changes in everyday life of people with severe psychiatric disorders. Potential exacerbation of serious symptoms, reduced capacity to adapt to stressful events together with changes in the access to mental health programs may have affected patients' functioning.
4. Finally, emerging findings on the impact of SARS Cov2 on CNS may represent a first ground breaking toward translational implications for the clinics in neuropsychiatry disorders

Riferimenti bibliografici

• Banerjee D, Rai M. Social isolation in Covid-19: The impact of loneliness [published online ahead of print, 2020 Apr 29]. Int J Soc Psychiatry. 2020;20764020922269. doi:10.1177/0020764020922269
• Vindegaard N, Eriksen Benros M. COVID-19 pandemic and mental health consequences: Systematic review of the current evidence [published online ahead of print, 2020 May 30]. Brain Behav Immun. 2020; S0889-1591(20)30954-5. doi:10.1016/j.bbi.2020.05.048
• Iasevoli F, Fornaro M, D'Urso G, Galletta D, Casella C, Paternoster M, Buccelli C, de Bartolomeis A; COVID-19 in Psychiatry Study Group. Psychological distress in patients with serious mental illness during the COVID-19 outbreak and one-month mass quarantine in Italy. Psychol Med. 2020 May 19:1-3. doi: 10.1017/S0033291720001841.

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Contact: Elia Di Schiavi

e-mail: elia.dischiavi@ibbr.cnr.it

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IX Neapolitan Brain Group: grazie a tutti i partecipanti!

Il 12 dicembre 2019, presso il Telethon Institute of Genetics And Medicine (Tigem), nella sede di Pozzuoli, si è svolto il primo meeting congiunto promosso da Ennio Del Giudice, Presidente del Neapolitan Brain Group e Andrea Ballabio, Direttore del Tigem.

L’incontro è anche stato il IX meeting consecutivo organizzato dal Neapolitan Brain Group (NBG). Il programma dell’evento si è articolato in due sessioni, la prima al mattino e la seconda al pomeriggio, entrambe precedute da due letture magistrali, rispettivamente sul ruolo emergente dei condotti cellulari denominati TNTs (tunnelling nanotubes) tenuta da Chiara Zurzolo e sulle malattie neurodegenerative da proteinopatia tenuta da Vincenzo Alessandro Gennarino.

Hanno fatto seguito due sezioni denominate: From the bedside to the bench e From the bench to the bedside in cui due clinici (Nicola Brunetti-Pierri e Pasquale Striano) e due ricercatori di base (Vincenzo Nigro e Maurizio Taglialatela) si sono confrontati sui contributi personali che ciascuno è potenzialmente in grado di fornire alla comprensione e al trattamento delle patologie del sistema nervoso. La terza parte del programma ha previsto, tra mattina e pomeriggio, la presentazione orale di 12 comunicazioni selezionate da un comitato di revisori internazionali a partire da tutte quelle inviate dopo una formale call for abstracts. Si è anche tenuta una Sessione dedicata ai poster in cui sono stati brevemente discussi i singoli contenuti.

Nel complesso sono stati presentati nel corso della giornata più di 50 nuovi contributi di ricerca nel campo delle neuroscienze, provenienti da Centri regionali sia universitari che afferenti al CNR (es.: Università di Napoli Federico II, Università della Campania Luigi Vanvitelli, Università di Salerno, Tigem, CEINGE, IBBR, IBB, ISPAAM, ISASI, ICB) e alcuni anche da centri extra-regionali (es.: Neuromed, Ospedale Pediatrico Bambino Gesù Roma, European Brain Research Institute EBRI, Roma). Da segnalare che le ricerche presentate si sono anche avvalse di collaborazioni con Istituti di ricerca italiani (es.: Istituto Scientifico San Raffaele Milano, Università di Roma “La Sapienza”, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) Trieste, etc.) e stranieri (es.: Lausanne University Hospital, University of Cambridge, University of Zurich, University of California Los Angeles, Max Planck Institute of Psychiatry Munich, etc.).

I contributi sono stati presentati nella quasi totalità dei casi dai più giovani esponenti dei gruppi di ricerca. Infatti, una delle mission del gruppo NBG è appunto quella di promuovere la partecipazione attiva dei ricercatori più giovani per stimolarne le doti scientifiche e di confronto con la finalità ultima di unire in una sorta di rete culturale tutti i Centri dell’area campana in cui si fanno clinica e/o ricerca di base dedicate allo studio della fisiologia e della patologia del sistema nervoso.

Il libro degli abstract è disponibile per il download in versione pdf.

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Endocannabinoid Research Group

di Vincenzo Di Marzo

L’Endocannabinoid Research Group (ERG) è un gruppo di ricerca multidisciplinare fondato nel 1995 dal Prof. Vincenzo Di Marzo nei laboratori dell’Istituto di Chimica Biomolecolare del Consiglio Nazionale delle Ricerche (ICB-CNR) di Pozzuoli (NA). A tale gruppo aderirono, e contribuirono alla sua nascita, vari Istituti di ricerca del CNR e Università dell’area napoletana e salernitana (Università degli Studi di Napoli “Federico II”, Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” e Università degli Studi di Salerno). Storicamente l’oggetto della ricerca scientifica dell’ERG è lo studio degli Endocannabinoidi e delle ammidi bioattive degli acidi grassi a lunga catena. Tuttavia dal 1995 ad oggi la conoscenza del Sistema Endocannabinoide e lo studio degli elementi che ne fanno parte si è estesa notevolmente. Infatti, le scoperte dell’ultimo decennio hanno suggerito di espandere la nostra visione di tale sistema e di considerarlo come un vero e proprio –oma, rinominato quindi “endocannabinoidoma”.

In ambito medico scientifico il termine “Sistema Endocannabinoide - ECS” fa riferimento a un numeroso gruppo di molecole che nel nostro organismo adempie alla produzione e funzione dei due principali mediatori lipidici endocannabinoidi noti come Anandamide (AEA) and 2-Arachidonoilglicerolo (2-AG). Sin dalla loro identificazione, è apparso evidente come sia l’AEA che il 2-AG giochino un ruolo di rilievo nel preservare l’omeostasi delle cellule, dei tessuti, degli organi e dell’organismo. Alterazioni dell’attività dell’AEA e del 2-AG sono state descritte in una pletora di disordini che interessano non solo il sistema nervoso centrale ma anche organi e tessuti periferici.

Nell’ambito delle Neuroscienze notevoli contributi sono stati forniti dall’ERG allo studio dell’endocannabinoidoma a partire dalla prima identificazione e caratterizzazione degli enzimi DAGLa e b, che giocano un ruolo chiave della biosintesi del 2-AG (Bisogno et al., JBC 2003), fino allo studio molecolare dei percorsi di segnalazione endocannabinoide-mediata fisiologicamente rilevanti e per i quali è stato dimostrato il ruolo omeostatico, in particolare nella regolazione ipotalamica dei circuiti dell’appetito (Di Marzo et al., Nature 2001; Cristino et al., PNAS 2013), nonché della loro disregolazione che sottende l’ obesità (Morello et al., PNAS 2016).

Ricerche dell’ERG hanno inoltre dimostrato come la modulazione del sistema endocannabinoide attraverso tools farmacologici o molecolari, anche mediante l’interazione con i recettori canale TRP(V), possa rappresentare una valida strategia terapeutica per il trattamento di patologie più o meno rare per le quali ad oggi non esiste ancora un trattamento terapeutico efficace. Esempio di ciò sono gli studi dove si dimostra come gli effetti neuroprotettivi che il cannabidiolo (CBD) ha in diversi modelli sperimentali di epilessia siano dovuti ad attivazione e veloce desensitizzazione del recettore canale TRPV1. Queste prove scientifiche corroborano, pertanto, l’impiego del cannabidiolo (oggi farmaco approvato FDA) come valida strategia terapeutica per il trattamento di alcune delle più severe forme di epilessia pediatriche farmaco resistenti come le Dravet e Lennoux Gasteau (Iannotti et al., ACS Chem Neurosci. 2014; Di Marzo, Nat Rev Drug Discov. 2018).

Gli sforzi del gruppo si concentrano anche sullo sviluppo di approcci di targeted lipidomics per identificare nuove molecole correlate agli endocannabinoidi ed investigarne il loro ruolo biologico sia in modelli di disordini neurodegenerativi che di trauma cranico. In particolare, molto recentemente, il gruppo ha dimostrato come nell’insula di un modello murino di mild-TBI il trauma producesse un aumento considerevole di un membro poco conosciuto della famiglia delle N-aciliglicine, l’N-oleoilglicina (OlGly), in grado di ridurre la preferenza alla nicotina e i sintomi da astinenza, fenomeno riportato essere associato ad alcune forme di mild-TBI (Donvito, Piscitelli et al., Neuropharmacology. 2019).

In aggiunta al sistema nervoso centrale, studi molto recenti eseguiti dal gruppo del Prof. Di Marzo, hanno dimostrato per la prima volta in ambito scientifico che: (i) sia in cellule muscolari murine che umane, il 2-AG gioca un ruolo chiave nella promozione del processo di proliferazione, ma al contrario impedisce il loro completo processo di maturazione mediante l’inibizione dei canali del potassio Kv7; (ii) il 2-AG ha un ruolo chiave durante le fasi di formazione e sviluppo del muscolo scheletrico sia in fase embrionale che post-natale; (iii) sia nei muscoli scheletrici dei topi che dei pazienti affetti da Distrofia muscolare di Duchenne, si riscontra un’aumentata attività del sistema endocannabinoide; (iv) l’inibizione farmacologica dell’ ECS risulta in un significativo miglioramento locomotorio e cognitivo nei topi affetti da distrofia muscolare di Duchenne (Iannotti et al., Nature Commun. 2018; Iannotti et al., Br J Pharmacol. 2018; Iannotti et al., PNAS 2014).

Un altro contributo fondamentale del gruppo di ricerca è stato lo sviluppo di nuove molecole per il targeting selettivo del sistema endocannabinoide e per l’uso terapeutico dei cannabinoidi in diverse malattie sia centrali che periferiche. In particolare, sono stati caratterizzati nuovi scaffold per il trattamemto di patologie infiammatorie cutanee (Mugnaini et al, Eur J Med Chem. 2019) e per il trattamento della malattia dell’Alzheimer (Montanari et al., Eur J Med Chem. 2019). Infine, il gruppo ERG è stato fra i primi a condurre studi pionieristici che proponessero l’utilizzo curativo e non palliativo di fitocannabinoidi non psicotropici in diverse patologie tumorali quali carcinoma della mammella (Ligresti et al. J Pharmacol Exp Ther. 2006) e carcinoma prostatico (De Petrocellis et al., Br J Pharmacol. 2013).

Oltre a tali evidenze, sforzi attuali del gruppo di studio di ricerca sugli endocannabinoidi puntano alla comprensione della funzione del microbiota intestinale e della sua interazione con l’endocannabinoidoma nel controllo delle funzioni del sistema nervoso centrale, periferico così come del sistema scheletrico muscolare. Tali connessioni funzionali sono conosciute come “asse intestino-cervello” e “asse intestino-muscolo”. Infatti, recentemente il Prof. Di Marzo è diventato direttore dell’Unita’ Mista Internazionale di Ricerca Chimica e Biomolecolare sul Microbioma tra CNR e Université Laval, Quebec City, Canada (www.umilaval.cnr.it).

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Un lavoro di Tesi per conoscere il mondo

di Q.A. Vassalli

Da sempre sono stato affascinato dalla complessità dell’occhio, come organo capace di farci conoscere il mondo. Aristotele diceva nella Metafisica: “Tutti gli uomini tendono per natura al sapere. Lo segnala il loro amore per le sensazioni, amate per se stesse, indipendentemente dall’utilità, preferita tra tutte la vista, non solo in vista dell’azione, ma anche senza intenzione pratica. Il motivo è che, mostrando la molteplicità delle differenze, la vista fa acquisire più delle altre sensazioni [nuove] conoscenze”.

I fotorecettori sono neuroni specializzati nella percezione degli stimoli luminosi e durante l’evoluzione si sono considerevolmente diversificati. Il meccanismo genetico che sottende il loro differenziamento e il progressivo aumento di complessità resta non del tutto delineato. Il mio progetto di dottorato, svolto nel laboratorio di biologia molecolare dello sviluppo, diretto dalla Dott.ssa Annamaria Locascio e dal Dott. Paolo Sordino, presso la Stazione Zoologica Anton Dohrn, aveva come scopo principale caratterizzare il grado di conservazione del pathway molecolare, regolato dal gene Onecut, nella morfogenesi dell’occhio e nel differenziamento dei fotorecettori durante l’evoluzione dei cordati.

Ho analizzato la funzione del gene Oc nel differenziamento dei fotorecettori in due diverse specie di cordato attraverso la creazione di organismi transgenici nell’ascidia Ciona robusta e mediante knockdown in zebrafish (Danio rerio).

La figura 1 mostra i fenotipi transgenici ottenuti attraverso esperimenti di elettroporazione in uova fecondate di Ciona di due forme di Onecut, una costitutivamente attiva (Vp16) (Fig.1 B) e una costitutivamente repressiva (WRPW) (Fig. 1 C), utilizzando un promotore specifico dei precursori dei fotorecettori (pGsx). L’espressione di questi due transgeni ha portato a specifici ed opposti effetti nel differenziamento dei fotorecettori e delle cellule pigmentate dell’ocello; più ocelli nella forma costitutivamente attiva e assenza di ocello nella forma costitutivamente repressiva. Tale studio ha dimostrato che OC è coinvolto nel pathway molecolare che controlla il differenziamento di fotorecettori e cellule pigmentate. Le cellule precursori dei fotorecettori degli embrioni transgenici OC:Vp16, OC:WRPW, e controllo sono state isolate ed utilizzate per un’analisi differenziale dei trascrittomi tramite RNA-sequencing. In particolare, i risultati del sequenziamento dei trascrittomi sono stati confrontati tra loro al fine di individuare i geni target di OC, regolati differenzialmente nelle due condizioni di attivazione e repressione costitutiva. L’analisi bioinformatica ha evidenziato la presenza di 470 geni per la condizione di attivazione e 57 geni per la condizione di repressione, differenzialmente espressi in maniera significativa. In particolare questa analisi ha mostrato che 21 di questi geni erano differenzialmente espressi in entrambe le condizioni (Fig.1 D).


La down-regolazione dei geni OC in zebrafish mediante microiniezione di oligonucleotidi antisenso (morfolino) per i geni OC1, OC2, OC-like, e l’iniezione contemporanea degli stessi tre morfolino, ha dimostrato la loro implicazione nello sviluppo dell’occhio dei vertebrati. Infatti, come si può vedere negli embrioni downregolati (morfanti) mostrati nella Figura 2, livelli ridotti di espressione di questi geni causano microftalmia con diametro dell'occhio più piccolo del 40-50% rispetto al controllo. Analisi mediante linee transgeniche dell’occhio e saggi di immunoistochimica mediante anticorpi specifici delle cellule della retina hanno mostrato la loro ridondante cooperazione nel differenziamento delle cellule retiniche, in particolare la loro azione è fondamentale nello sviluppo delle cellule orizzontali e del ganglio della retina.

L’analisi transcrittomica differenziale sugli embrioni transgenici di Ciona ha posto le basi per l'identificazione dei geni bersaglio di OC e per studiare la loro conservazione fino ai vertebrati. Molti dei geni risultati differenzialmente espressi in Ciona si sono mostrati down- o up-regolati negli embrioni morfanti di zebrafish, mediante RT-qPCR analisi, rivelando un ruolo primario conservato del gene OC nel differenziamento dei fotorecettori in tutti i cordati ad eccezione dei mammiferi.

Tale analisi, inoltre, ha identificato diversi target di OC, coinvolti nell'omeostasi del calcio e nella neurotrasmissione sinaptica. La stessa analisi ha anche evidenziato che funzioni geniche specifiche non sono sempre mantenute tra geni ortologhi, definiti dal punto di vista computazionale, mentre, spesso, sono condivise con altri paraloghi.

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