Instabilità genomica e riprogrammazione metabolica nell’invecchiamento
Il laboratorio Instabilità genomica e riprogrammazione metabolica nell'invecchiamento condotto da Piergiorgio Mastroberardino è un programma internazionale congiunto dell'Erasmus Medical Center di Rotterdam e di IFOM e svolge la sua attività all'intersezione fra oncologia molecolare e malattie neurodegenerative.
Gli interessi scientifici del dr. Pier Giorgio Mastroberardino ruotano attorno alla biologia del sistema nervoso e alle sue alterazioni durante il processo di invecchiamento e delle malattie ad esso correlate, come ad esempio le malattie neurodegenerative e il cancro. Il suo percorso ha inizio con lo studio del ruolo degli enzimi di cross-linking nella formazione di aggregati patologici nella malattia di Huntington. Successivamente, il suo focus di ricerca si è esteso all'interazione tra due aspetti fondamentali della biologia cellulare - il metabolismo e la conservazione della fedeltà delle informazioni genetiche – in condizioni fisiologiche e patologiche.
In passato, il laboratorio del dr. Mastroberardino ha stabilito una connessione tra i difetti nella riparazione del DNA legati all'invecchiamento e la malattia di Parkinson (PD). Il team ha infatti dimostrato che una leggera compromissione del meccanismo di riparazione del DNA - il nucleotide excision repair pathway - danneggia il sistema dopaminergico. In particolare, questi difetti del meccanismo di riparazione del DNA producono alterazioni della fisiologia mitocondriale e dell'omeostasi ossido-riduttiva paragonabili a quelle osservate nelle cellule dei pazienti affetti da PD, aumentando anche la sensibilità a neurotossine che causano il PD. Il suo laboratorio ha inoltre descritto un nuovo meccanismo di regolazione allosterica della glicolisi dovuta al blocco della trascrizione causato da un progressivo accumulo di danno al DNA. Tale meccanismo si basa sul potenziamento della via dei pentosi fosfato a seguito dell'inibizione della glicolisi ed è dovuto ad una riprogrammazione metabolica analoga a quella che si osserva in alcune malattie genetiche rare o dopo un trattamento chemioterapico. Il laboratorio di Mastroberardino ha inoltre un forte interesse per la ricerca traslazionale e ha recentemente applicato l'uso di intelligenza artificiale e algoritmi di Machine Learning per stratificare pazienti affetti dal morbo di Parkinson attraverso l'analisi di variabili sia cliniche che metaboliche.
Attualmente, il suo laboratorio continua a studiare come un fattore patogenetico comune a diverse malattie neurodegenerative – la proteina aggregante α-sinucleina – possa contribuire all'instabilità genomica e ad alterazioni del metabolismo. Inoltre, il suo team continua a esplorare il potenziale diagnostico degli algoritmi di Machine Learning applicati a variabili cliniche e molecolari-biochimiche.
Grazie alla posizione congiunta tra IFOM ed Erasmus MC di Rotterdam, Pier Giorgio Mastroberardino mette a disposizione di una più ampia comunità scientifica - rappresentata da questi importanti istituti e dai loro partner internazionali – la propria competenza nel campo del metabolismo e della biologia del sistema nervoso. L'obiettivo finale di questo sforzo combinato è di catalizzare sinergie che contribuiranno ad aprire nuovi percorsi tecnologici e concettuali all'interno del campo della ricerca biomedica.
