Bando a cascata "new Diamond based multiaRrays for studying...." - finanziato dall’Unione europea –NextGenerationEU” Missione 4 - Componente 2” - Investimento 1.3 - PE00000006 - MNESYS - CUP: E63C22002170007
Progetto DREAMED mira a sviluppare una tecnologia innovativa per monitorare l'attività neuronale e le sue alterazioni in nuovi modelli di disturbi dello spettro autistico (ASD). Questo obiettivo sarà raggiunto combinando la rilevazione simultanea dell'attività elettrica della rete, del rilascio quantale di neurotrasmettitori e dei transitori di Ca2+.
Questo progetto integra il know-how consolidato sulle basi neurobiologiche dell'ASD e la tecnologia del diamante per sviluppare multi-array a base di diamante (D-MEA), come biosensori multi-task. I prototipi grafitici (gD-MEA) fabbricati nei nostri laboratori sono adatti per monitorare il rilascio quantale esocitotico di catecolamine dalle cellule cromaffini e, più recentemente, l'eccitabilità neuronale e il rilascio quantale di dopamina dai neuroni dopaminergici del mesencefalo in coltura. Ora puntiamo a migliorare ulteriormente questa tecnologia per indagare la plasticità sinaptica e l'eccitabilità cellulare nei modelli di ASD.
Sfruttando le proprietà uniche della superficie di diamante, ci proponiamo di:
i) costruire nuovi D-MEA, con canali e elettrodi grafitici opachi sostituiti da percorsi drogati al boro (bD-MEA), adatti per l'imaging a fluorescenza e la microscopia confocale ad alta risoluzione.
ii) aggiornare l'impianto D-MEA per progettare uno strumento multi-task user-friendly, adatto per registrazioni a lungo termine del rilascio di neurotrasmettitori, delle variazioni intracellulari di Ca2+ e dell'attività di scarica neuronale utilizzando bD-MEA come array di rilevamento multi-task per indagare le attività neuronali in reti sinaptiche alterate.
iii) i bD-MEA saranno interfacciati con neuroni dell'ippocampo e della Substantia Nigra in coltura e in sezioni di cervello ex-vivo provenienti da:
- nuovi modelli animali con ASD indotto da mutazioni "gain-of-function" (GOF) dei canali di tipo L Cav1.2 e Cav1.3 osservati in pazienti con ASD, ritardo dello sviluppo neuropsicomotorio e disabilità motorie (TS2, Cav1.3AG)
- nuove linee murine mutanti ASD (mutanti CDKL5 null e knock-in).
iv) mirare a ripristinare la disomeostasi di [Ca2+]i indotta dalle mutazioni GOF di Cav1.2 e Cav1.3 utilizzando inibitori dei canali Ca2+ come potenziali opzioni terapeutiche.