PERRELLI ANDREA

KRIT1 regola l'omeostasi delle specie reattive dell'ossigeno (ROS) intracellulari. Durante il mio dottorato, sfruttando dati precedenti che dimostrano come la perdita di funzione di KRIT1 sia associata a un'alterata omeostasi redox e a un'attivazione anomala di fattori di trascrizione redox-sensibili, che complessivamente determinano effetti pro-ossidativi, pro-infiammatori e pro-angiogenici, ho esteso la caratterizzazione di questi pathway molecolari. In particolare, ho scoperto che la perdita di funzione di KRIT1 porta a un'attivazione anomala e sostenuta del sistema di difesa dallo stress Nrf2, inclusa una persistente sovraregolazione dei suoi effettori a valle HO-1 e Glo1, mostrando anche una difesa endogena adattativa coordinata contro lo stress sia ossidativo che glicosidico. Tuttavia, la sovraregolazione sostenuta di questi pathway dovuta a condizioni costitutive pro-ossidanti e pro-infiammatorie, come quelle causate dalla perdita di funzione di KRIT1, si traduceva in un'omeostasi redox adattativa cronica che sensibilizzava le cellule a ulteriori eventi stressanti. Inoltre, i miei risultati hanno suggerito una significativa riduzione del rapporto redox GSH/GSSG e della sua attività antiossidante, associata alla perdita di funzione di KRIT1, e che ha portato a una maggiore S-glutationilazione di distinte proteine ​​regolatrici e strutturali, che a loro volta possono contribuire alle emergenti funzioni pleiotropiche redox-sensibili di KRIT1, definendo così una nuova firma molecolare nella malattia CCM.

Localizzazione subcellulare e funzione fisiologica di KRIT1. Sebbene la mutazione del gene KRIT1 sia stata identificata come la causa principale della malattia da CCM, le funzioni fisiologiche della sua proteina sono ancora parzialmente poco chiare. È noto che KRIT1 è coinvolta nel mantenimento della giunzione endoteliale-cellula, nell'adesione cellula-matrice, nella permeabilità vascolare e nell'integrità della barriera emato-encefalica (BEE), nonché nella regolazione dell'omeostasi redox cellulare. Tuttavia, KRIT1 si trova sia nel citoplasma che nel nucleo, sebbene le proteine ​​di segnalazione a monte e i meccanismi che regolano il trasporto nucleo-citoplasmatico di KRIT1, dovuti alle sue proteine ​​regolatrici o ai partner di legame, non siano ben compresi e la sua funzione all'interno del nucleo rimanga ancora oscura. Pertanto, nell'ultimo anno ho iniziato ad analizzare la compartimentazione subcellulare di KRIT1, gettando così nuova luce sulle funzioni fisiopatologiche di questa proteina.

Sviluppo di approcci terapeutici innovativi basati sulla nanotecnologia. Purtroppo, ad oggi non esistono approcci terapeutici diretti per il trattamento della CCM, oltre alla rimozione chirurgica delle lesioni accessibili, e la maggior parte delle strategie terapeutiche sviluppate mira a contrastare i sintomi secondari della malattia. In questo contesto, collaborando con diversi gruppi di ricerca italiani nell'ambito della rete multidisciplinare "CCM Italia", abbiamo sviluppato diverse strategie multifunzionali preventive o terapeutiche basate sulla nanotecnologia e sulla nanomedicina. Questo approccio sfrutta nanoparticelle caricate o legate a farmaci dotati di proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e pro-autofagiche. In particolare, un nanosistema multifunzionale composito che combina l'attività intrinseca di rimozione delle ROS dei nanoenzimi di platino con l'effetto stimolante dell'autofagia della rapamicina (Rapa), e lo ha testato in distinti modelli cellulari della malattia CCM, ha evidenziato i vantaggi del composto platino/rapamicina nell'aumentare direttamente le risposte cellulari contro lo stress ossidativo e riattivare l'autofagia, ha inibito la transizione endoteliale-mesenchimale (EndMT), esercitando così effetti sinergici che limitano le principali disfunzioni molecolari associate alla malattia CCM.