0-TESTO COMPLETO.pdf - Fondazione Santa Lucia
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FONDAZIONE SANTA LUCIA<br />
ISTITUTO DI RICOVERO E CURA A CARATTERE SCIENTIFICO<br />
OSPEDALE DI RILIEVO NAZIONALE E DI ALTA SPECIALIZZAZIONE PER LA RIABILITAZIONE NEUROMOTORIA<br />
ATTIVITÀ SCIENTIFICA<br />
ANNO 2009
A cura della Direzione Scientifica <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS<br />
Antonio Ierna e Alessandra Venturi<br />
www.hsantalucia.it<br />
e-mail: direzione.scientifica@hsantalucia.it
I N D I C E<br />
Pag.<br />
PRESENTAZIONE 1<br />
SEZIONE I 7<br />
DATI PLANIMETRICI 9<br />
STRUTTURA ORGANIZZATIVA 27<br />
DATI STATISTICI SULL’ATTIVITÀ ASSISTENZIALE 61<br />
SERVIZIO DI DOCUMENTAZIONE E BIBLIOTECA 69<br />
SEZIONE II 75<br />
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE 77<br />
ATTIVITÀ DIDATTICA E FORMATIVA 91<br />
BORSE DI STUDIO 113<br />
SEMINARI E CONVEGNI 175<br />
TRIALS CLINICI 181<br />
PERCORSI DIAGNOSTICI E TERAPEUTICI 203<br />
– Cartella clinica nutrizionale: gestione della nutrizione del paziente<br />
in ospedale e prevenzione delle infezioni ad essa correlate<br />
(Antonino Salvia, Umberto Scognamiglio, Francesca Garbagnati,<br />
Stefano Paolucci, Maria Grazia Grasso, Antonella Gaita, Lina Barba,<br />
Paola Calcagno, Alessandro Cuccaro, Stefania Martinelli,<br />
2009 V
Indice<br />
Francesca Ortu, Angelo Rossini, Marilia Simonelli,<br />
Alessandra Valenzi, Giulia Cairella, Gianfranco Donelli) 204<br />
– Standard per una corretta esecuzione dell’esame ecografico<br />
(Antonio Aliotta, Giovanna Ferraioli, Tito Livraghi) 208<br />
PRODUZIONE SCIENTIFICA 211<br />
BREVETTI 265<br />
– Dispositivo per misurare il tono muscolare assiale nella<br />
riabilitazione della postura (Yuri Ivanenko) 266<br />
– Uso dei mutanti dominanti negativi di Sam68 per il trattamento<br />
della SMA (Maria Paola Paronetto, Simona Pedrotti) 271<br />
SEZIONE III 291<br />
SETTORI DI RICERCA 293<br />
ATTIVITÀ PER LINEA DI RICERCA CORRENTE 295<br />
– A. Neurologia clinica e comportamentale (Carlo Caltagirone) 297<br />
– B. Metodologie innovative in riabilitazione (Francesco Lacquaniti) 345<br />
– C. Neuroscienze sperimentali (Giorgio Bernardi) 367<br />
– D. Neuropsicologia (Luigi Pizzamiglio) 403<br />
– E. Neurofisiopatologia clinica (Maria Grazia Marciani) 447<br />
– F. Neuroimmagini funzionali (Emiliano Macaluso) 473<br />
– G. Ricerca clinica traslazionale (Stefano Paolucci) 495<br />
ATTIVITÀ PER PROGETTI 551<br />
– AAR.1 – Progetto miglioramento della qualità della vita delle<br />
famiglie che assistono in casa persone affette da Alzheimer<br />
(Carlo Caltagirone) 553<br />
– AFM.1 – A study on the effects of p66Shc on oxidative stress and<br />
mitochondrial damage induced by mutant SOD1<br />
(Mauro Cozzolino) 561<br />
– AISLA.1 – Validation of a combined pharmacological treatment<br />
to slow progression of disease in ALS: a preclinical study<br />
(Maria Teresa Carrì) 571<br />
VI 2009
Indice<br />
– CAMPUS.1 – Analysis of developmental interactions between<br />
reelin haploinsufficiency, male sex and mercury exposure<br />
(Flavio Keller, Marco Molinari) 579<br />
– EC.11 – Neuroprotective strategies for multiple sclerosis<br />
(Francesca Aloisi, Luca Battistini) 593<br />
– EC.13 – Motivating platform for elderly networking, mental<br />
reinforcement and social interaction (Stelios Pantelopoulos,<br />
Roberta Annichiarico) 603<br />
– ERANET – Calcium homeostasis dysfunction and mitochondrial<br />
damage in Alzheimer’s and Huntington’s diseases<br />
(Fabrizio Tagliavini, Francesco Angelucci) 609<br />
– FISM.9 – Proteomics and metabolomics investigations for the<br />
identification of multiple sclerosis molecular biomarkers<br />
(Andrea Urbani) 621<br />
– HSR.1 – Effects of laquinimod on synaptic neurodegenerative<br />
damage in experimental multiple sclerosis<br />
(Roberto Furlan, Diego Centonze) 633<br />
– ISS.17 – Biomarkers and diagnosis (Luca Battistini) 637<br />
– MERCK.1 – Effects of interferon b-1a and cladribine on<br />
synaptic neurodegenerative damage in experimental multiple<br />
sclerosis (Diego Centonze) 649<br />
– ÖSSUR – Benefici funzionali, negli amputati transtibiali, dell’uso<br />
di un piede protesico (Proprio Foot ) controllato da un<br />
microprocessore e di un sistema di sospensione dell’invaso con un<br />
sistema di sotto-vuoto passivo (Iceross Seal-In) ® (Marco Traballesi) 655<br />
– PFIZER.2 – Effects of the phospho-diesterase type x (PDE10)<br />
inhibitor on R6/2 mouse model of HD (Francesca Fusco) 665<br />
– REG.15 – Ricerca di biomarcatori di esposizione a diossine e<br />
policlorobifenili diossino-simili in specie animali produttrici di<br />
alimenti provenienti da allevamenti ad alto rischio<br />
di contaminazione (Carlo Nebbia, Andrea Urbani) 673<br />
– REG.16 – Determinanti genetici e fattori modulatori nelle<br />
malattie neurodegenerative: modelli clinici e animali<br />
(Amalia Cecilia Bruni, Nicola Biagio Mercuri) 679<br />
– REG.17 – Identificazione di markers precoci biochimici e genetici<br />
per la prevenzione del morbo di Alzheimer nella popolazione<br />
affetta da diabete mellito (Aldo Orlacchio, Antonio Orlacchio,<br />
Carlo Caltagirone) 687<br />
– RF07.39.1 – Genetic risk factors and peripheral biological markers<br />
of conversion from mild cognitive impairment to Alzheimer’s<br />
disease (Fabrizio Tagliavini, Paola Bossù) 699<br />
2009 VII
Indice<br />
– RF07.39.2 – Diagnosis of incipient Alzheimer disease: development<br />
of ADNI-based imaging markers for use by the national health<br />
system (Giovanni B. Frisoni, Umberto Sabatini) 709<br />
– RF07.39.3 – Cognitive and behavioural indicators of conversion<br />
from mild cognitive impairment to neurodegenerative dementia<br />
and development of cognitive rehabilitation protocols<br />
(Gianfranco Spalletta, Luca Cravello) 715<br />
– RF07.41 –Access equity and qualitative standard of rehabilitation<br />
in rare diseases: pilot study in Charcot Marie Tooth disease.<br />
Evaluation of the current rehabilitation practice, development<br />
of a national network for the standardisation of rehabilitation<br />
and assessment of the network efficacy (CMT-Rehab.net)<br />
(Luca Padua, Donatella Mattia) 727<br />
– RF07.66 – The Italian ALS genetic collaborative project: follow-up<br />
genetic association study of sporadic italian and american ALS<br />
using the illumina iSELECT custom SNP chip (Adriano Chiò,<br />
Alberto Ferri) 737<br />
– RF07.74 – Development of new strategies against<br />
neuroinflammatory processes associated with neurodegenerative<br />
diseases: a focus on Amyotrophic Lateral Sclerosis and<br />
Huntington’s disease designing novel therapeutic roads through<br />
neurotoxicity and neuroprotection (Fabrizio Eusebi,<br />
Diego Centonze) 745<br />
– RF07.77 – Novel molecular targets for the treatment of brain<br />
tumors (Ferdinando Nicoletti, Daniela Barilà) 753<br />
– TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in<br />
view of a national registry for the disease (Giuliana Galluzzi) 761<br />
– TEL.14 – Manipulation of serotonin transmission on behavioural<br />
and neurochemical deficits promoted by phenylketonuria<br />
(Tiziana Pascucci) 783<br />
– UMD.1 – Anti-staphylococcal activities<br />
of A.Actinomycetemcomitans dispersin B(Gianfranco Donelli) 795<br />
– UNITE.1 – Il sistema endocannabinoide nella sclerosi multipla ed<br />
in altre malattie neurodegenerative (Mauro Maccarrone,<br />
Diego Centonze, Luca Battistini) 803<br />
VIII 2009
PRESENTAZIONE
L’attività della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> risale, con diversa denominazione,<br />
al 1960, quando la sua opera era dedicata all’assistenza dei neuromotulesi<br />
a causa della Seconda Guerra Mondiale. Gli anni trascorsi dalla<br />
nascita dell’Istituto coincidono con l’affermarsi e l’evolversi del concetto<br />
stesso di “ Riabilitazione ”, settore della Medicina che persegue lo scopo di<br />
restituire ai disabili il possesso parziale o totale delle attività funzionali lese.<br />
Negli anni Ottanta la svolta decisiva, quando l’Amministrazione decide di<br />
dedicare parte del bilancio al finanziamento di progetti di ricerca sulle neurolesioni<br />
(disturbi attentivi, trattamento delle sindromi postcomatose, diagnosi<br />
e cura delle afasie, vescica neurologica) coinvolgendo scienziati di<br />
varie nazionalità.<br />
Dal 1992 la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> è riconosciuta dal Ministero della<br />
Salute come Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico nel settore<br />
delle neuroscienze e della riabilitazione neuromotoria. L’attività ha sempre<br />
mirato all’integrazione tra la ricerca preclinica e di base e quella clinica diagnostico-terapeutica<br />
con l’obiettivo di fondere le stesse nella ricerca “ traslazionale<br />
”, quella cioè i cui prodotti possano essere utilizzati e fruibili nel<br />
breve-medio termine dal Servizio Sanitario Nazionale e possano costituire<br />
premessa per applicazioni industriali e brevettuali finalizzate al miglioramento<br />
dello stato di salute della popolazione. È in questa opera di integrazione<br />
tra lo spirito eminentemente teoretico del ricercatore biomolecolare e<br />
quello pratico-attuativo del ricercatore clinico, quindi, che si sono sviluppati<br />
gli interessi scientifici e l’operatività dell’Istituto.<br />
Successivamente al riconoscimento e in considerazione dello svolgimento<br />
di attività di studio che implicano il coinvolgimento di soggetti in sperimentazioni<br />
di tipo clinico-farmacologico o che utilizzano protocolli diagnostici e<br />
riabilitativi di carattere innovativo è stato istituito il Comitato Etico Indipendente<br />
(C.E.I.). L’Organismo si interessa ed esprime parere sia su protocolli<br />
farmacologici proposti da Case Farmaceutiche nei riguardi di Malattie del<br />
Sistema Nervoso, con particolare riguardo a quelle cronico-degenerative, sia<br />
su protocolli diagnostico-riabilitativi formulati da ricercatori interni nell’ambito<br />
dell’attività di ricerca clinica istituzionale. Inoltre, e più in generale, la<br />
presenza e l’opera del Comitato assume una funzione formativa e di crescita<br />
nei confronti del personale della struttura coinvolto nell’attività di ricerca clinica,<br />
sui problemi etici che la conduzione della stessa comporta, sviluppando<br />
un’attenzione particolare verso uno specifico “ modus operandi ” che, altrimenti,<br />
trova pochi spazi di approfondimento. La presenza di un organismo di<br />
valutazione e controllo particolarmente attento, sia alla condizione umana,<br />
sia alle normative vigenti in materia, garantisce la conduzione di studi scientificamente<br />
ed eticamente corretti e nel 2009 la <strong>Fondazione</strong> ha iniziato a svolgere<br />
anche sperimentazioni farmacologiche di fase II con sostanze ritenute<br />
specificamente attive nelle patologie neurodegenerative.<br />
Nel corso degli anni gli interessi scientifici dell’Istituto si sono consolidati<br />
estendendosi all’intera area delle Neuroscienze, attraverso il perfezionamento<br />
delle conoscenze di base e con l’instaurarsi di collaborazioni con<br />
2009 3
Presentazione<br />
IRCCS, Università ed Enti di ricerca, italiani e stranieri, oltre che con Ospedali<br />
ed altre strutture del Servizio Sanitario Nazionale.<br />
La <strong>Fondazione</strong> si è dotata, poi, dei laboratori necessari allo studio epidemiologico,<br />
diagnostico-strumentale, genetico, biologico molecolare delle<br />
patologie alla base di condizioni di disabilità neurologica ed è importante<br />
sottolineare come lo sviluppo qualiquantitativo di tali realtà (valgano solo<br />
come esempio i settori delle neuroimmagini funzionali, delle tecnologie<br />
abilitanti, della ricerca neuroimmunologica, neurogenetica e neurocomportamentale,<br />
dell’e-learning) sia avvenuto in stretta e costante connessione<br />
con le opportunità di trasferimento e di utilizzazione pratica dei prodotti<br />
della ricerca. Particolare menzione meritano per il 2009 i risultati della collaborazione<br />
tra la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, il Centro Enrico Fermi e<br />
l’ENPQ Consulting che si sono concretizzati nella progettazione di<br />
“ FUSION” (Framework and Unified System for Investigation On Neurosciences),<br />
una piattaforma dedicata hardware e software per raccogliere,<br />
integrare, elaborare, gestire e presentare dati generati in un sofisticato<br />
laboratorio di neuroimmagini.<br />
L’attività ha condotto a risultati di rilievo che si sono tradotti anche in<br />
pubblicazioni su importanti riviste di settore, in partecipazione di ricercatori<br />
dell’Istituto a manifestazioni scientifiche internazionali, in rapporti operativi<br />
con Istituzioni, Associazioni ed Enti attivi in ambito neuroscientifico,<br />
che contribuiscono con specifiche sovvenzioni. La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
riceve, infatti, finanziamenti di ricerca dal Ministero della Salute e dal Ministero<br />
della Ricerca, da enti di ricerca pubblici (Istituto Superiore di Sanità e<br />
Istituto Superiore Prevenzione E Sicurezza sul Lavoro), da Associazioni e<br />
Fondazioni onlus (Telethon, <strong>Fondazione</strong> Italiana Sclerosi Multipla, Associazione<br />
Italiana Ricerca sul Cancro, ecc.), nonché da enti di ricerca ed associazioni<br />
europee e statunitensi (Human Frontier Science Program, Authism<br />
Speaks, Association for International Cancer Research, ecc.) ed attualmente<br />
partecipa a 7 progetti della Comunità Europea nell’ambito del Settimo Programma<br />
Quadro (FP7), tra cui due rientranti tra le Azioni Marie Curie che,<br />
come noto, sostengono progetti di ricerca presentati direttamente da singoli<br />
ricercatori al fine di svilupparne e realizzarne le aspettative in campo scientifico<br />
attraverso il lavoro di ricerca in strutture di particolare valore.<br />
La considerazione del mondo scientifico per l’Istituto si manifesta<br />
anche nell’organizzazione al suo interno di importanti manifestazioni scientifiche<br />
di carattere nazionale ed internazionale. Nel maggio 2009, ad esempio,<br />
si è tenuto presso il Centro congressi il IX Convegno Annuale della<br />
Società Italiana di Riabilitazione Neurologica; tra il 2 ed il 5 settembre si è<br />
svolto il I Congresso Internazionale sui Biofilms Microbici che ha raccolto i<br />
contributi dei maggiori esperti del settore; mentre tra il 10 ed il 12 dicembre<br />
la <strong>Fondazione</strong> ha accolto il VI Incontro annuale sul Cervello, Invecchiamento<br />
e Demenza organizzato dall’Associazione Italiana di Psicogeriatria,<br />
incentrato sulla plasticità cerebrale nell’invecchiamento e nell’ictus.<br />
In parallelo all’attività di ricerca e di assistenza si è sviluppata un’intensa<br />
4 2009
Presentazione<br />
attività didattica e di formazione continua propria della <strong>Fondazione</strong> ed in collaborazione<br />
con le Università della Capitale e con altre realtà nazionali.<br />
Riguardo alla formazione universitaria è ben nota la presenza presso<br />
il Polo Didattico di 4 sedi di altrettante lauree per professioni sanitarie dell’Università<br />
Tor Vergata di Roma. Anche per tale apprezzata attività e competenza<br />
nel settore, il Ministero della Salute ha, nel 2009, stipulato con la<br />
<strong>Fondazione</strong> una convenzione per lo svolgimento degli esami previsti per il<br />
riconoscimento delle qualifiche professionali conseguite all’estero.<br />
Dal punto di vista della formazione post-universitaria è opportuno sottolineare<br />
come la <strong>Fondazione</strong> da una parte bandisca ogni anno borse di studio<br />
in vari settori neuroscientifici e ospiti numerosi dottorandi in Neuroscienze<br />
e discipline connesse, e dall’altra sia attivamente presente nel settore della<br />
Formazione Continua in Medicina nell’ambito del Programma Nazionale,<br />
promuovendo corsi di formazione nei settori di propria competenza per<br />
professionisti della sanità (dal 2005 la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha istituito<br />
un’apposita Sezione Formazione ECM, ottenendo per la stessa la Certificazione<br />
di Qualità UNI EN ISO 90012000). E per la valutazione del fabbisogno<br />
formativo e per la programmazione e proposizione dei relativi interventi<br />
è stato istituito un organismo (Comitato Scientifico per la Formazione,<br />
CSF).<br />
Nel 2009 per conto del Ministero della Salute si è concluso il progetto di<br />
sperimentazione “E-learning in Neuroriabilitazione: focus sul miglioramento<br />
della qualità della vita nelle persone anziane e disabili ”, rivolto a medici specialisti<br />
del settore, psicologi, fisioterapisti e logopedisti, la cui finalità, oltre<br />
quella specificamente formativa, è stata di fornire agli Organismi Centrali un<br />
modello riproducibile per lo sviluppo della Formazione a Distanza (FAD)<br />
degli operatori della sanità. Modalità di apprendimento questa che, pur<br />
ponendosi parallelamente a quella cosiddetta “residenziale”, necessita di strumenti<br />
tecnologici specifici dal punto di vista dell’offerta formativa e della verifica<br />
dell’apprendimento. L’esperienza maturata in tale attività sta consentendo<br />
alla <strong>Fondazione</strong> di presentarsi candidata all’accreditamento quale Provider<br />
Nazionale FAD presso il Ministero della Salute secondo i criteri sanciti per il<br />
nuovo Sistema di Educazione Continua in Medicina dalla Conferenza Stato-<br />
Regioni durante la seduta del 5 novembre 2009.<br />
Attualmente la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> si colloca in posizione prestigiosa<br />
all’interno della rete degli Istituti Scientifici, sia relativamente allo<br />
specifico settore di riconoscimento, sia in assoluto tra i 43 IRCCS nazionali.<br />
La produzione scientifica ha raggiunto un significativo livello che nel 2009<br />
conferma l’Istituto al sesto posto assoluto per valore di Impact Factor, al<br />
primo fra gli Istituti riconosciuti nel settore delle Neuroscienze ed al primo<br />
posto tra gli IRCCS del centro-sud. In tal senso, come è noto, uno degli indicatori<br />
più utilizzati a livello internazionale per misurare la efficienza della<br />
attività di ricerca di una Istituzione si fonda sul numero e sulla qualità degli<br />
articoli scientifici pubblicati dai suoi ricercatori. Per la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> il numero di tali pubblicazioni nel 2009 è pari a 315 articoli pubblicati<br />
su riviste internazionali peer-reviewed, cioè di riviste dotate di un sistema di<br />
2009 5
Presentazione<br />
selezione dei contributi che si fonda su revisori anonimi, ognuna delle quali è<br />
dotata di un punteggio che valuta la diffusione e la autorevolezza della rivista<br />
definito Impact Factor. La somma degli Impact Factor relativa alle riviste che<br />
hanno accettato i contributi dei ricercatori della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> è<br />
stata di circa 1390: un numero che è misura della qualità delle ricerche condotte<br />
e che è equivalente, per avere una stima della mole di attività realizzata,<br />
alla produzione media di una intera Facoltà di Medicina italiana di medie<br />
proporzioni che, naturalmente, usufruisce di un numero di ricercatori di gran<br />
lunga più elevato. La rilevante concretizzazione di alcuni settori di ricerca in<br />
pubblicistica viene anche evidenziata da alcune copertine di importanti riviste<br />
che riproducono lavori della <strong>Fondazione</strong> presenti al loro interno o fascicoli<br />
speciali dedicati, come quello del 2009 sul Gait recovery after spinal injury del<br />
Brain Research Bullettin interamente curato da ricercatori dell’Istituto.<br />
Per ottenere simili risultati è stato necessario pensare ad un sistema<br />
organizzativo innovativo che ha dato spazio al merito dei singoli ricercatori,<br />
premiando la qualità e l’originalità delle proposte e permettendo in definitiva<br />
la messa in atto di un vero e proprio circuito virtuoso che ha valorizzato<br />
e incentivato i meritevoli. Molti dei laboratori della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
sono condotti da “ giovani ” ricercatori e molti di loro sono stati richiamati<br />
dall’estero offrendo la possibilità di svolgere una ricerca innovativa con<br />
finanziamenti adeguati in una condizione che garantisce la distribuzione<br />
delle risorse in funzione della eccellenza della attività svolta e dei prodotti di<br />
ricerca conseguiti.<br />
Nell’ambito della programmazione nazionale di ricerca per il 2009, lo<br />
scorso 24 maggio 2010 si è conclusa la fase di presentazione al Ministero<br />
della Salute delle domande per il finanziamento di ricerche di biomedicina<br />
di carattere traslazionale proposte da ricercatori sotto i quaranta anni,<br />
come previsto da un bando che si rifà ad una norma innovativa sancita<br />
dalla legge finanziaria del 2006 che prevede la possibilità di svolgere l’attività<br />
di ricerca finanziata presso strutture scientifiche individuate dagli stessi<br />
ricercatori. Le domande di giovani che intendono svolgere le loro ricerche<br />
presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> sono state 55: tale numero conferma l’indicazione<br />
della percezione diffusa delle opportunità che l’Istituto può fornire<br />
in termini di garanzie di indipendenza della ricerca e di incentivazione<br />
del merito.<br />
Le responsabilità anche di carattere amministrativo-normativo derivanti<br />
alla <strong>Fondazione</strong> da tale status di visibile considerazione sono particolarmente<br />
sentite e per questo nel 2009 il Regolamento Organico dell’Istituto,<br />
già concepito in linea con quello degli Enti pubblici, è stato modificato ed<br />
integrato per adeguare gli ordinamenti del personale alle disposizioni del<br />
Decreto Legislativo di Riordino degli IRCCS, definendo, in tal modo, il processo<br />
di allineamento alla Legge 299/99.<br />
6 2009
SEZIONE I
Dati<br />
planimetrici
➔<br />
➔<br />
10 2009
Dati planimetrici<br />
SEDE DI VIA ARDEATINA 306<br />
Dati planimetrici<br />
Superficie totale mq 90.000<br />
Cubatura complessiva mc 220.000<br />
Area coperta mq 70.000<br />
Area a verde mq 40.000<br />
Parcheggi mq 35.000<br />
Locali per la Degenza mq 30.000<br />
Servizi Riabilitativi mq 7.450<br />
Day Hospital respiratorio mq 500<br />
Idrochinesiterapia mq 1.400<br />
Palestra attività sportive varie mq 1.600<br />
Palestra MFR (esterni) mq 500<br />
Palestre U.O. mq 2.100<br />
Terapia cognitiva e comportamentale mq 200<br />
Terapia del linguaggio mq 350<br />
Trattamenti riabilitativi extra-ospedalieri mq 800<br />
Poliambulatorio mq 1.000<br />
2009 11
Sezione I<br />
Laboratorio Analisi mq 300<br />
Dipartimento di Radiodiagnostica mq 650<br />
Laboratori di ricerca mq 3.670<br />
Centro studi in alimentazione e riabilitazione mq 100<br />
Fisiologia neuromotoria mq 800<br />
Neurofisiopatologia mq 470<br />
Neuroimmagini funzionali:<br />
– MARBILab Centro Fermi mq 400<br />
– Neuroimmagini funzionali mq 300<br />
– Neuroimmagini funzionali (da ristrutturare) mq 350<br />
Neurologia clinica e comportamentale mq 570<br />
Neuropsicologia mq 580<br />
Tecnologie e metodologie formative<br />
per assistenza alla disabilità mq 100<br />
Centro Congressi mq 1.240<br />
Aule didattica mq 1.000<br />
Biblioteca mq 440<br />
Uffici (Amministrazione, Direzione Sanitaria<br />
e Direzione Scientifica) mq 1.850<br />
Servizi vari (manutenzione, depositi, archivi,<br />
magazzini, guardaroba, cucina) mq 4.000<br />
12 2009
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Via Ardeatina, 306<br />
Grande<br />
Raccordo<br />
Anulare<br />
▼<br />
2009 13
AEROFOTOGRAFIA ANNO 2007<br />
14 2009
B MAGAZZINO<br />
C MENSA - CUCINA<br />
F DIREZIONE - UFFICI<br />
AMMINISTRATIVI -<br />
ACCETTAZIONE -<br />
POLIAMBULATORIO -<br />
SERVIZIO<br />
DIAGNOSTICA PER<br />
IMMAGINI -<br />
LABORATORIO DI<br />
RICERCA DI<br />
NEUROIMMAGINI<br />
G EDIFICIO IN<br />
RISTRUTTURAZIONE<br />
G1 OSPEDALE<br />
G2-G6 ACCESSI<br />
GARAGE INTERRATO<br />
H GAS MEDICALI<br />
J MAGAZZINI<br />
K1 MAGAZZINI<br />
MANUTENZIONE<br />
LEGENDA<br />
K2 UFFICIO TECNICO -<br />
R.S.P.P.<br />
K3 CASA AGEVOLE<br />
L CAMERA<br />
MORTUARIA<br />
P LABORATORIO DI<br />
RICERCA DI<br />
NEUROPSICOLOGIA<br />
Q ALLOGGIO SUORE<br />
R PISCINA<br />
S PALESTRA DI<br />
RIABILITAZIONE<br />
AMBULATORIALE<br />
T SERVIZI DI<br />
RIABILITAZIONE<br />
RESPIRATORIA, DI<br />
TERAPIA<br />
OCCUPAZIONALE, DI<br />
TERAPIA<br />
COGNITIVA E<br />
COMPORTAMENTALE<br />
- BAR<br />
U1 LABORATORIO<br />
ANALISI<br />
U2-U3 LABORATORI DI<br />
RICERCA<br />
SCIENTIFICA<br />
V MAGAZZINO<br />
W POLO DIDATTICO<br />
Z1 LABORATORI DI<br />
RICERCA DI<br />
NEUROFISIOPATOLO<br />
GIA<br />
Z2 CENTRO CONGRESSI<br />
Z3 LABORATORI DI<br />
NEUROLOGIA<br />
CLINICA E<br />
COMPORTAMENTALE<br />
Z4 BIBLIOTECA<br />
Z5 LABORATORI DI<br />
FISIOLOGIA<br />
NEUROMOTORIA<br />
P<br />
PARCHEGGIO<br />
P<br />
2009 15
Sezione I<br />
SVILUPPO EDILIZIO<br />
Per migliorare il livello delle proprie strutture assistenziali e di ricerca, la<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha richiesto e ottenuto una concessione edilizia in<br />
deroga, ai sensi dell’art. 3 par. 19 delle NTA di PRG.<br />
L’intervento edilizio realizzato corrisponde in pieno alle nuove esigenze<br />
scaturite dalla normativa in materia di riorganizzazione del servizio sanitario<br />
e di razionalizzazione della spesa in quanto si identifica con le priorità funzionali<br />
alle esigenze di rinnovamento strategico degli interventi in materia di<br />
edilizia sanitaria. In particolare, con riferimento all’adeguamento agli standard<br />
indicati dalla legge 18/7/1996 n. 382 di conversione del decreto legge<br />
17/5/1996 n. 280 recante “ Disposizioni urgenti nel settore sanitario ”, l’intervento<br />
è funzionale al raggiungimento dei parametri previsti (utilizzazione<br />
dei posti letto ad un tasso non inferiore al 75% in media annua; standard di<br />
dotazione media di 5,5 posti letto per mille abitanti, di cui l’1 per mille riservato<br />
alla riabilitazione ed alla lungodegenza post-acuzie; tasso di spedalizzazione<br />
del 160 per mille). Infatti il complesso ospedaliero della <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS è monospecialistico per la riabilitazione neuromotoria e<br />
detto settore, a cui viene riservato dalle norme programmatorie uno standard<br />
parametrico di un posto letto per mille abitanti, oltre a registrare enormi<br />
carenze in tutto il territorio nazionale (20.000 posti letto) è destinato a<br />
confrontarsi con sempre maggiori richieste prodotte da una serie di fattori<br />
primo fra tutti l’innalzamento dell’età media della popolazione che di per sé<br />
comporta un aumento delle patologie invalidanti.<br />
Il DPR 14/1/1997 ha posto a carico delle strutture sanitarie l’obbligo di<br />
adeguarsi nei propri requisiti strutturali, tecnologici ed organizzativi entro il<br />
termine di cinque anni. L’intervento, comunque, oltre a garantire il rispetto<br />
del predetto DPR si prefigge un completo adeguamento agli standard indicati<br />
per gli ospedali di rilievo nazionale e di alta specializzazione in modo da far<br />
rientrare il <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, migliorando gli aspetti alberghieri e dell’accoglienza,<br />
anche negli standard attuali di analoghe istituzioni europee.<br />
La necessità di aggiornare gli aspetti strutturali della qualità, così come<br />
puntualizzato dal DL 30/12/1992 n. 502 e successive modificazioni e integrazioni,<br />
comporta ovviamente un costante adeguamento della struttura e delle<br />
prestazioni alle esigenze dei cittadini con una particolare attenzione alla<br />
umanizzazione e alla personalizzazione dell’assistenza. Pertanto viene assicurata<br />
(in conformità con il decreto 15/10/1996 in GU 18/1/1997) una serie di<br />
indicatori quale strumento ordinario di verifica della qualità dei servizi e delle<br />
prestazioni per rispondere alle esigenze valutative dei vari livelli di governo del<br />
SSN. Inoltre in relazione agli interventi strutturali riferiti alla qualità percepita<br />
sono stati tenuti presenti anche gli indicatori specifici di domanda e di accessibilità<br />
di cui al decreto ministeriale 24/7/1995 in GU 10/11/1995 n. 263. La<br />
realizzazione dell’intervento comporta altresì un integrale recepimento della<br />
normativa prevista dal DL 626/1994.<br />
Ai fini del miglioramento della sicurezza e della salute negli ambienti di<br />
lavoro vengono compiutamente attuate le direttive UE in materia garantendo<br />
soluzioni tecniche e requisiti di sicurezza per alcune situazioni emergenti<br />
16 2009
Dati planimetrici<br />
quali la corretta eliminazione dei materiali e dei rifiuti speciali, tossici e<br />
nocivi; sistemi di protezione antincendio, antisismica e acustica; sicurezza e<br />
continuità elettrica; sicurezza antinfortunistica; protezione delle radiazioni<br />
ionizzanti e pronto soccorso in casi di emergenza; la protezione da agenti<br />
cancerogeni; la protezione da agenti biologici; le misure specifiche per i laboratori<br />
e gli stabulari con riferimento alla normativa nazionale regionale e<br />
locale (DPR 20/2/1997).<br />
È stato affrontato l’aspetto della manutenzione attraverso la definizione<br />
di un programma organico diretto al mantenimento in efficienza della struttura,<br />
con esclusione di semplici interventi manutentivi. In armonia alla legge<br />
sui lavori pubblici 11/2/1994 n. 109 modificata con la legge 2/6/1995 n. 216 di<br />
conversione del DL 3/4/1995 n. 101, il progetto esecutivo è corredato da apposito<br />
piano di manutenzione dell’opera.<br />
FABBRICATO PER LE DEGENZE<br />
A seguito del DL 269/1993, fermo restando il numero dei posti letto, si<br />
vuole elevare notevolmente lo standard qualitativo dei servizi e della ricettività<br />
dell’ospedale <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, prevedendo un requisito minimo funzionale di<br />
mq 20 netti di stanza di ricovero per posto letto, nonché la dotazione dei relativi<br />
servizi complementari specificati dal DM 29/1/1992.<br />
I lavori e gli interventi resi necessari dall’adeguamento del presidio<br />
ospedaliero alle nuove disposizioni di legge, oltre ad essere notevoli e complessi,<br />
sono stati eseguiti senza provocare soluzioni di continuità nelle prestazioni<br />
sanitarie fornite, pertanto, si è operato secondo il seguente programma:<br />
1. ampliamento dello spazio destinato alle degenze e alla palestra per le<br />
attività sportive;<br />
2. realizzazione di parcheggi interrati;<br />
3. trasferimento delle degenze dal vecchio al nuovo fabbricato;<br />
4. intervento di ristrutturazione dell’edificio esistente.<br />
Data la vitale importanza costituita dagli spazi aperti per le attività<br />
integrative della terapia riabilitativa, la soluzione adottata contempla la realizzazione<br />
del fabbricato su un grande piano porticato che non riduce l’estensione<br />
delle superfici all’aperto, ma anzi ne migliora la funzionalità e l’utilizzabilità<br />
anche in caso di maltempo.<br />
L’ampliamento si sviluppa su un corpo fabbrica ad “ L”, costituito da sei<br />
piani più il piano porticato, affiancato alla preesistenza ed a questa opportunamente<br />
collegato. Ogni piano è occupato da una divisione nella quale sono<br />
allocati le stanze di degenza e tutti i relativi servizi di piano, compresa una<br />
sezione di Day-Hospital.<br />
L’intervento è fondato su due principi-obiettivo:<br />
1. centralità del ricoverato, il quale trova nella struttura di riabilitazione<br />
un luogo di relazioni, oltre che di servizi, con caratteristiche evocative della<br />
qualità alberghiera;<br />
2009 17
Sezione I<br />
2. ottimizzazione della funzionalità distributiva per assicurare la migliore<br />
leggibilità e vivibilità del luogo da parte degli utilizzatori del servizio e, contemporaneamente,<br />
le migliori condizioni operative per le risorse umane impegnate<br />
a fornirlo, il tutto cercando di perseguire il massimo dell’“ economicità ”<br />
della gestione.<br />
Le diverse soluzioni si sono trovate attivando un processo circolare iterativo<br />
di verifiche sulle successive stesure delle proposte progettuali, processo<br />
che ha coinvolto stabilmente tecnici, Direzione Sanitaria e management e, di<br />
volta in volta, qualificate consulenze specialistiche.<br />
La cellula base del progetto di ampliamento è la stanza di degenza che<br />
con la sua dotazione di spazi (circa 40 mq cui si aggiungono 5,5 mq di bagno)<br />
rappresenta, per i due posti letto ospitati, uno degli standard più elevati oggi<br />
conseguibili. Questo livello qualitativo non è assicurato dal solo e semplice<br />
dato dimensionale.<br />
Particolare cura è stata posta nello studio dell’illuminazione naturale e<br />
delle opzioni di oscuramento parziale o totale dell’ambiente, dell’illuminazione<br />
artificiale, dei servizi complementari offerti di intrattenimento e di<br />
comunicazione, delle soluzioni di arredo e nelle finiture, nonché nell’impiantistica<br />
di climatizzazione.<br />
Il risultato è una confortevole unità abitativa nella quale è possibile anche<br />
soggiornare e avere vita di relazione senza i disagi del sovraffollamento e dove<br />
lo stimolo ad uscire e frequentare gli spazi esterni (fattore importantissimo<br />
nell’ambito della terapia riabilitativa) è indotto dalla migliore qualità dei servizi<br />
offerti e delle opzioni reperibili piuttosto che dalla invivibilità dello spazio<br />
di degenza assegnato.<br />
Il piano tipo delle degenze dell’Ospedale <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha una superficie<br />
totale di circa 5.000 mq, conformata ad “ L’’ ed ospita 53 posti letto distribuiti<br />
in ventisette stanze a loro volta suddivise in due sottodivisioni innestate<br />
su un corpo cerniera, destinato a spazi collettivi comuni, ospitante un<br />
grande soggiorno di circa 150 mq, pensato con le caratteristiche di immagine<br />
di un bar-ritrovo, la palestra di piano di circa 350 mq nonché i servizi<br />
di Day Hospital e tutti gli ambienti destinati al personale medico, paramedico<br />
e ausiliario.<br />
Nell’edificio è inglobata la palestra di circa 1.600 mq per le attività sportive<br />
varie. Al piano interrato, sotto il portico, sono localizzati oltre alla palestra,<br />
i depositi, e tutti i locali per attività tecniche e di supporto.<br />
Sul versante impiantistico sono state effettuate scelte che privilegiano<br />
l’alta qualità dei materiali impiegati, il controllo dei consumi, l’affidabilità dei<br />
sistemi e l’integrazione degli stessi per una gestione ottimale del comfort<br />
ambientale, della sicurezza e dell’igiene ospedaliera.<br />
Le scelte attuate non solo rispondono pienamente alle normative vigenti<br />
in materia ma recepiscono anche, dove applicabili, le nuove indicazioni che i<br />
vari Enti preposti sono in via di definizione creando i presupposti perché<br />
l’edificio rientri negli standard europei.<br />
È altresì presente una completa dotazione di impianti speciali (rivelazione<br />
e spegnimento incendi, fonia e trasmissione dati, diffusione sonora e<br />
18 2009
Dati planimetrici<br />
audiovisivi, chiamata infermieri, supervisione e controllo, controllo accessi,<br />
TV a circuito chiuso, distribuzione gas medicali) che svolgeranno il servizio di<br />
intrattenimento, tutela e sicurezza per gli occupanti e forniranno un elevato<br />
numero di facilities per gli operatori del centro.<br />
Dato il tipo di utenza, la tutela degli occupanti l’edificio è stata oggetto di<br />
particolare attenzione sia in termini di sicurezza passiva e di facilità d’esodo<br />
che di prevenzione. Tutti gli ambienti sono controllati dall’impianto di rivelazione<br />
incendi che è gestito, in condizioni di normale funzionamento, da un<br />
sistema di supervisione e controllo che mette a disposizione del personale<br />
preposto alla vigilanza un’interfaccia uomo macchina di immediato e facile<br />
utilizzo.<br />
RISTRUTTURAZIONE EDIFICIO PREESISTENTE<br />
Con le opere previste dal progetto esecutivo, consistenti principalmente –<br />
ma non esclusivamente – nella demolizione e ricostruzione del cosiddetto<br />
“ edificio storico ” dell’Ospedale <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> (ex fabbricato degenze), si completa<br />
l’intervento di ammodernamento e ampliamento a suo tempo avviato<br />
con la realizzazione dell’edificio destinato alle degenze. La parte più consistente<br />
dell’intervento riguarda appunto l’edificio “ G”, dove erano ospitate le<br />
degenze prima di essere trasferite nell’edificio contiguo (v. fig. 1).<br />
L’edificio storico è stato demolito e deve essere interamente ricostruito e<br />
ampliato realizzando un nuovo fabbricato contenuto, di massima, nell’ingombro<br />
planimetrico e nella sagoma di quello preesistente, mentre in fregio al<br />
vicolo dell’Annunziatella – nell’area da liberare previamente con la demolizione<br />
di alcuni manufatti esistenti – devono essere realizzati la nuova camera mortuaria<br />
e altri servizi più avanti specificati (v. fig. 2).<br />
Edificio degenze<br />
Area intervento edificio G<br />
Area intervento<br />
camera mortuaria e servizi<br />
Figura 1<br />
2009 19
Sezione I<br />
Il nuovo fabbricato “ G” si svilupperà per due piani interrati e quattro fuori<br />
terra, di cui due con un fronte cieco perché attestati sul dislivello esistente tra il<br />
piano della piazza interna (convenzionalmente designato come 2°) e quello della<br />
viabilità servente l’accettazione e il nuovo edificio degenze, convenzionalmente<br />
designato come piano terra (v. fig. 3).<br />
Il fabbricato “ G” ricostruito sarà servito da quattro corpi scala e collegato<br />
con le degenze attraverso due strutture ponte che metteranno in diretto collegamento<br />
le degenze con le funzioni accolte nell’edificio ricostruito (v. fig. 2).<br />
L’intervento prevede altresì la realizzazione di un insieme di gallerie interrate<br />
destinate a mettere in comunicazione il fabbricato “ G”, il fabbricato delle<br />
degenze, la camera mortuaria e i servizi connessi, la piscina, il reparto diagnostico,<br />
gli uffici amministrativi e l’accettazione. In corrispondenza dei collegamenti<br />
orizzontali di queste strutture ponte si realizzeranno due importanti<br />
collegamenti verticali, al servizio dei sei piani di degenza, costituiti da due<br />
impianti di ascensore.<br />
Figura 2<br />
20 2009
Dati planimetrici<br />
Figura 3<br />
La destinazione principale dell’edificio “ G” ristrutturato è per spazi di<br />
relazione, per servizi comuni, per laboratori di riabilitazione e ricerca e per<br />
studi medici. Più in dettaglio gli spazi sono così sommariamente distribuiti:<br />
• al piano primo interrato le zone di deposito della cucina con gli spogliatoi<br />
degli addetti, i locali deposito, i corridoi di collegamento tra la<br />
piscina esistente, la palestra – campo basket, il fabbricato degenze e la diagnostica;<br />
in zona separata sono collocati i locali tecnici dell’impianto di climatizzazione;<br />
al medesimo livello, ma in altra area, posta in fregio al vicolo<br />
dell’Annunziatella, si prevede, dopo la demolizione degli edifici sovrastanti,<br />
la realizzazione della nuova camera mortuaria, degli spogliatoi del personale<br />
dei servizi esterni e di locali tecnici destinati al deposito e smaltimento<br />
dei rifiuti;<br />
• al piano terra i laboratori di riabilitazione e ricerca, il poliambulatorio, i<br />
locali tecnici e la zona dedicata allo scarico merci e derrate destinate alla cucina;<br />
• al piano primo i laboratori di riabilitazione e ricerca, il poliambulatorio,<br />
gli studi medici, la centrale termica e i locali serbatoio per le necessità dell’antincendio;<br />
• al piano secondo tutti gli spazi di relazione e i servizi comuni: la cappella,<br />
i soggiorni, il bar, piccoli negozi, l’edicola, due sale mensa e le cucine;<br />
tutti questi ambienti affacciano su una piazza a livello pavimentata e attrezzata<br />
che, da sempre, rappresenta lo spazio di relazione per eccellenza dell’Ospedale;<br />
queste funzioni sono direttamente collegate al fabbricato degenze<br />
per il tramite di due corridoi aerei;<br />
• al piano terzo si trovano laboratori di riabilitazione e ricerca e gli studi<br />
medici; queste funzioni sono direttamente collegate al fabbricato degenze per<br />
il tramite di due corridoi aerei;<br />
• al piano quarto si trovano laboratori di ricerca e studi medici, gli<br />
alloggi del medico di guardia e del cappellano, oltre ad una estesa terrazza<br />
giardino, il tutto messo in comunicazione con le degenze tramite i collegamenti<br />
aerei.<br />
2009 21
Sezione I<br />
Per quel che attiene le finiture architettoniche il fabbricato, le cui strutture<br />
principali sono previste in cemento armato e conformi alle intervenute<br />
norme antisismiche per la città di Roma, è rivestito da una facciata in GFRC<br />
(cemento rinforzato con fibre di vetro) adeguatamente coibentata e sagomata<br />
a disegno e da specchiature vetrate realizzate parte con infissi strutturali e<br />
parte con infissi a nastro. Tutte le parti vetrate mantengono caratteristiche<br />
tecniche ed estetiche analoghe a quelle delle vetrature già installate nel nuovo<br />
fabbricato degenze.<br />
La copertura del piano terzo, la più estesa, sarà un vero e proprio giardino<br />
pensile realizzato con aiuole, percorsi e aree sosta coperte da pergolati e<br />
prevede un consistente strato di terreno vegetale che, in alcune zone, consente<br />
anche la piantumazione di essenze di medio fusto. La copertura dei corpi più<br />
alti è invece destinata ad ospitare i macchinari degli impianti tecnici. Per la<br />
zona del secondo piano, trattata come “ piazza ”, a livello si prevede la rimozione<br />
e il reimpianto di parte degli alberi esistenti, la creazione di aiuole e<br />
panchine nonché nuove piantumazioni.<br />
L’edificio “ G” è funzionalmente accessibile dal corpo degenze con dei<br />
collegamenti aerei completamente vetrati situati al secondo, al terzo e al<br />
quarto piano, e al primo piano interrato un sistema di corridoi, illuminato<br />
tramite le intercapedini con finestre di ampia dimensione con luce naturale<br />
e artificiale indiretta con effetto naturale, permette di raggiungere, raccordando<br />
quote altimetriche diverse, tutte le parti del complesso ospedaliero.<br />
Un corridoio separato ed esclusivamente dedicato smaltisce lo “ sporco ” di<br />
tutta l’area raggiungendo una nuova zona di raccolta dei rifiuti semplici e speciali<br />
situata su vicolo dell’Annunziatella dopo la camera mortuaria. Tutte le<br />
parti del fabbricato degenze e degli altri manufatti interessati dovranno, in<br />
conseguenza della realizzazione di questi nuovi collegamenti, subire adeguamenti<br />
strutturali, impiantistici ed architettonici di rilevante entità. Inoltre a<br />
servizio del fabbricato degenze verranno aggiunti due ascensori di grande<br />
dimensione e di alta tecnologia al servizio di tutti i piani.<br />
Le partizioni interne del fabbricato, ad eccezione di quelle in cemento<br />
armato con funzione strutturale, sono realizzate in laterizio alveolare con<br />
elevata resistenza al fuoco per le parti principali ed i corridoi mentre per le<br />
divisioni degli ambienti sono in pannelli di gesso ceramico fibrorinforzato,<br />
poggianti su pavimentazione continua, al fine di assicurare la massima<br />
flessibilità per eventuali cambi di distribuzione che si rendessero necessari<br />
in futuro. Le finiture interne assicurano una continuità visiva e strutturale<br />
fra il nuovo fabbricato e l’edificio degenze e prevedono pavimenti in<br />
marmo per le scale e gli sbarchi ascensori, in gres ceramico porcellanato<br />
per i corridoi, gli ambienti e i gruppi bagni, pavimenti tecnici per i locali<br />
cucine e i depositi; le pareti sono protette ove necessario da zoccolature ad<br />
altezza variabile in marmo o gres porcellanato e rivestite da parati a resistenza<br />
e caratteristiche tecniche diverse a seconda degli ambienti. Le finestre,<br />
di ampia dimensione, sono dotate di schermature per la protezione<br />
dall’irraggiamento solare con tende situate all’interno dell’infisso stesso o<br />
esternamente. Le zone a maggior irraggiamento solare sono protette da<br />
schermature frangisole.<br />
22 2009
Dati planimetrici<br />
I volumi degli impianti tecnici, nei casi in cui rimangono in vista, sono<br />
schermati da pannellature metalliche.<br />
I collegamenti ponte e il corpo ascensore adiacente sono rivestiti con un<br />
sistema di vetro strutturale del tipo a vetrate appese.<br />
Tutta l’area superficiale che circonda il fabbricato subirà le necessarie<br />
modifiche ed integrazioni riconfigurando il sistema viario, le aiuole, i marciapiedi,<br />
le alberature, l’illuminazione e quant’altro sia necessario per ridare continuità<br />
fisica e visiva alla parte dell’Ospedale interessata dall’intervento.<br />
È da rilevare che, per dare maggiore continuità tra il nuovo fabbricato<br />
“ G” e l’attuale fabbricato degenze, la pavimentazione stradale tra i due edifici<br />
è prevista, rinforzata, con le stesse caratteristiche estetiche e cromatiche di<br />
quella dell’attuale piano porticato e della nuova “ piazza ”, le parti restanti di<br />
pavimentazione stradale sono previste in asfalto a colore.<br />
Oltre al fabbricato principale è prevista, per la configurazione strutturale<br />
dei percorsi interrati, la demolizione e la successiva riedificazione del piccolo<br />
edificio situato in prossimità dell’accettazione che sarà destinato ad uffici e<br />
depositi dei giardinieri.<br />
Un cenno a parte riguarda l’edificazione interrata della nuova camera<br />
mortuaria, che, come già detto, è collegata tramite i percorsi interrati al fabbricato<br />
degenze.<br />
La posizione appartata è raggiungibile tramite un nuovo accesso carrabile<br />
creato nel muro di recinzione di vicolo dell’Annunziatella, ed è illuminata da<br />
lucernai e da un pozzo di luce situato nel giardino schermato da essenze a<br />
verde che ne garantiscano la riservatezza.<br />
2009 23
Sezione I<br />
SEDE DI VIA DEL FOSSO DI FIORANO 65<br />
Dati planimetrici<br />
Superficie totale mq 76.350<br />
Cubatura complessiva mc 78.000<br />
Area coperta ristrutturata in laboratori mq 15.000<br />
di cui: FSL (<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>) mq 5.000<br />
– Neuroscienze sperimentali<br />
EBRI (European Brain Research Institute) mq 6.000<br />
CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) mq 4.000<br />
Area coperta da ristrutturare in laboratori mq 11.000<br />
24 2009
GRANDE RACCORDO ANULARE<br />
KM 51<br />
Fosso di Fiorano<br />
Torre Pagnotta<br />
Via di Tor Pagnotta<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Via del Fosso di Fiorano, 65<br />
Via dei Fucilieri<br />
Piazza<br />
dei<br />
Crabinieri<br />
Via dell'Esercito<br />
Via dei Bersaglieri<br />
Via dei Genieri<br />
Via della Cecchignola<br />
Cecchignola<br />
Fosso di Fiorano<br />
Vc. di Tor Chiesaccia<br />
Vicolo del Bel Poggio<br />
Via di Tor Pagnotta<br />
Via del Bel Poggio<br />
GRANDE RACCORDO ANULARE<br />
Via Ardeatina<br />
Casale<br />
Prato Smeraldo<br />
V. Casale Bicocca<br />
Via del<br />
Bel Poggio<br />
Via di Tor Pagnotta<br />
Via Ardeatina<br />
Via A. Carruccio<br />
Via D. Centro del Bivio<br />
Via U. Montelatici<br />
Via Ardeatina<br />
2009 25
AEROFOTOGRAFIA ANNO 2003<br />
26 2009
Struttura<br />
organizzativa
Sezione I<br />
La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> è un IRCCS di diritto privato e un Ospedale<br />
di rilievo nazionale e di alta specializzazione per la riabilitazione neuromotoria.<br />
Lo Statuto approvato con decreto ministeriale del 20/10/1998, pubblicato<br />
in estratto sulla GU del 4/11/1998 serie generale n. 275, è integralmente riportato<br />
nelle pagine seguenti.<br />
Il Regolamento Organico, di seguito riprodotto, è stato modificato ed<br />
integrato definendo così il processo di allineamento alla legge 229 del<br />
19/06/1999. In particolare, nella stesura, si è previsto l’adeguamento al predetto<br />
decreto dei propri ordinamenti relativi alla gestione del settore del personale.<br />
Presidente: Maria Adriana Amadio<br />
Direttore Generale: Luigi Amadio<br />
Direttore Scientifico: Carlo Caltagirone<br />
Direttore Sanitario: Antonino Salvia<br />
Direttore Amministrativo: Beniamino Ceccarelli<br />
Direttore Servizi Tecnico Economali: Maria Adriana Amadio<br />
Collegio Sindacale: Enrico Santoro<br />
Michele Lucciola<br />
Fernando Pietrostefani<br />
28 2009
Comitato Etico: Fiorenzo Angelini<br />
Massimo Biagini<br />
Carlo Caltagirone<br />
Vincenzo Castellano<br />
Francesco Chiappetta<br />
Maria Giulia Colombini<br />
Anna Maria Di Nardo<br />
Mario Falconi<br />
Massimo Musicco<br />
Stefano Paolucci<br />
Carmela Razzano<br />
Antonino Salvia<br />
Bruno Silvestrini<br />
Struttura organizzativa<br />
Consiglio dei Sanitari: Antonino Salvia<br />
Carlo Caltagirone<br />
Rita Formisano<br />
Maria Grazia Grasso<br />
Marco Molinari<br />
Stefano Paolucci<br />
Luigi Pizzamiglio<br />
Umberto Sabatini<br />
Sandra Terziani<br />
Marco Traballesi<br />
Personale dell’Istituto 2009<br />
Dirigenti medici 61<br />
Dirigenti laureati non medici 39<br />
Infermieri e personale di assistenza 279<br />
Personale di riabilitazione 181<br />
Personale tecnico 62<br />
Personale amministrativo 62<br />
Contrattisti e borsisti 157<br />
Totale 841<br />
2009 29
DIREZIONE<br />
AMMINISTRATIVA<br />
Personale<br />
Amministrazione<br />
Pianificazione<br />
e controllo<br />
Sistemi informativi<br />
Clienti<br />
DIREZIONE GENERALE<br />
Sicurezza<br />
Relazioni esterne<br />
Segreteria generale Pianificazione strategica<br />
DIREZIONE<br />
ECONOMATO<br />
DIREZIONE<br />
SANITARIA<br />
Servizi generali<br />
Servizi socio sanitari<br />
Servizio acquisti<br />
Poliambulatorio<br />
Centro congressi<br />
e didattica<br />
Servizi diagnostici<br />
Servizi tecnici<br />
Unità di degenza<br />
Servizi di supporto<br />
gestione CERC<br />
Servizi riabilitativi<br />
interdivisionali<br />
Servizio di<br />
Riabilitazione<br />
Extra-Ospedaliera<br />
DIREZIONE<br />
SCIENTIFICA<br />
Coordinamento<br />
Comitato<br />
Tecnico-Scientifico<br />
Sperimentazione<br />
clinica<br />
Settori di ricerca<br />
Polo Didattico<br />
Biblioteca<br />
Sezione<br />
Formazione ECM<br />
30 2009
Servizi socio-sanitari<br />
Assistente sanitario<br />
Assistenza sociale<br />
Servizio infermieristico<br />
Servizio dietologico<br />
URP<br />
Farmacia<br />
Medicina<br />
del lavoro<br />
Sistema informativo<br />
ospedaliero<br />
Poliambulatorio<br />
Andrologia<br />
Angiologia<br />
Cardiologia<br />
Dermatologia<br />
Fisiatria<br />
Foniatria<br />
Genetica molecolare<br />
Medicina dello Sport<br />
Medicina Preventiva<br />
Neurofisiopatologia<br />
Neurologia<br />
Neuropsicologia adulti<br />
e dell’età evolutiva<br />
Oculistica/Ortottica<br />
Ortopedia<br />
Otorinolaringoiatria<br />
Pneumologia<br />
Psichiatria<br />
Reumatologia<br />
Urologia<br />
DIREZIONE SANITARIA<br />
Assistenza<br />
spirituale<br />
Segreteria<br />
Sistema<br />
qualità aziendale<br />
Servizi diagnostici<br />
Unità di degenza<br />
Servizi riabilitativi<br />
interdivisionali<br />
Diagnostica<br />
per immagini<br />
Ecografia<br />
Radiologia<br />
convenzionale<br />
RMN<br />
TAC<br />
Unità<br />
Operativa A<br />
Unità<br />
Operativa B<br />
Unità<br />
Operativa C<br />
Unità<br />
Operativa D<br />
Day Hospital<br />
Linguaggio<br />
Neurourologia<br />
Cognitiva<br />
Eminattenzione<br />
Foniatria<br />
Linguaggio<br />
Palestra P<br />
Piscina<br />
Riabilitazione respiratoria<br />
Sport terapia<br />
Terapia neuropsicologica<br />
Terapia occupazionale<br />
Laboratorio<br />
analisi<br />
Unità<br />
Operativa E<br />
Unità<br />
Operativa F<br />
Servizio di riabilitazione<br />
extra-ospedaliera<br />
Riabilitazione<br />
adulti<br />
Riabilitazione<br />
bambini<br />
2009 31
Comitato Tecnico<br />
Scientifico<br />
Coordinamento<br />
Organizzazione attività<br />
culturali e relazioni<br />
scientifiche esterne<br />
Monitoraggio<br />
della attività<br />
di ricerca<br />
Analisi e cura<br />
dei fondi<br />
Programmazione<br />
e verifica degli studi<br />
Raccolta e valutazione<br />
dei prodotti di ricerca<br />
DIREZIONE SCIENTIFICA<br />
Sperimentazione<br />
clinica<br />
Settori di ricerca Polo Didattico<br />
Comitato Etico<br />
Neurologia clinica<br />
e comportamentale<br />
Comitato per la<br />
sperimentazione<br />
clinica<br />
Fisiologia<br />
neuromotoria<br />
Neuroscienze<br />
sperimentali<br />
Neuropsicologia<br />
Neurofisiopatologia<br />
clinica<br />
Neuroimmagini<br />
funzionali<br />
Corso di laurea<br />
di I livello Fisioterapisti<br />
Corso di laurea<br />
di I livello Infermieri<br />
Corso di laurea<br />
di I livello Logopedisti<br />
Corso di laurea<br />
di I livello Tecnici<br />
di Neurofisiopatologia<br />
Ricerca clinica<br />
traslazionale<br />
Sc. di Specializzazione<br />
in Neurofisiopatologia<br />
Organizzazione<br />
e gestione<br />
dei servizi sanitari<br />
Sc. di Specializzazione<br />
in Neuropsicologia<br />
Biblioteca<br />
Sezione<br />
Formazione ECM<br />
Comitato Scientifico<br />
per la Formazione<br />
32 2009
Laboratori e servizi di ricerca<br />
Neurologia clinica<br />
e comportamentale<br />
Fisiologia<br />
neuromotoria<br />
Neuropsicologia<br />
Neurofisiopatologia<br />
clinica<br />
Morfologia e<br />
morfometria<br />
per neuroimmagini<br />
Neuropsichiatria<br />
Neuropsicobiologia<br />
sperimentale<br />
Neuropsicologia<br />
comportamentale<br />
Neuropsicologia<br />
della memoria<br />
Neuropsicologia<br />
sperimentale<br />
Neurosonologia<br />
Anatomia funzionale<br />
del controllo<br />
neuromotorio<br />
Chinesiologia<br />
clinica e riabilitativa<br />
Controllo visuomotorio<br />
e fisiologia<br />
microgravitaria<br />
spaziale<br />
Metodi<br />
computazionali<br />
e biomeccanica<br />
della mano<br />
Postura e<br />
locomozione<br />
Realtà virtuali<br />
Dislessia<br />
dell’età evolutiva<br />
Epidemiologia<br />
dei disturbi cognitivi<br />
Neuropsicologia<br />
dei disturbi<br />
visuo-spaziali<br />
e della navigazione<br />
Neuropsicologia<br />
dell’attenzione<br />
Neuropsicologia<br />
del movimento e<br />
dell’integrazione<br />
cross modale<br />
Psicofisica<br />
della visione<br />
Analisi<br />
quali-quantitativa<br />
dell’E.E.G.<br />
Fisiopatologia<br />
delle malattie<br />
extrapiramidali<br />
Neurofisiologia<br />
dei sistemi<br />
somato-sensoriali<br />
e motori<br />
Neuroimmagini<br />
funzionali<br />
Interazioni<br />
multisensoriali<br />
Metodi e fisica<br />
Neurourologia<br />
Tecnologie e metodologie<br />
formative<br />
per l’assistenza<br />
alla disabilità<br />
Laboratorio Biofilm<br />
microbici<br />
Organizzazione<br />
e gestione<br />
dei servizi sanitari<br />
Ricerca clinica<br />
traslazionale<br />
Laboratorio per<br />
lo studio delle atassie<br />
Psicopatologia<br />
del linguaggio<br />
Centro studi<br />
su alimentazione<br />
e riabilitazione<br />
Neuroimmagini<br />
non convenzionali<br />
nella patologia<br />
neurologica<br />
Processi visivi<br />
e di integrazione<br />
sensori-motoria<br />
Neuroscienze sperimentali<br />
Bioinformatica<br />
Neuroepigenetica<br />
Cell signaling<br />
Neurofisiologia<br />
Farmacologia<br />
epigenetica<br />
Neuroanatomia<br />
Neurobiofisica<br />
Neurobiologia<br />
cellulare<br />
Neurobiologia del<br />
comportamento<br />
Neurobiologia<br />
molecolare<br />
Neurochimica<br />
Neurochimica<br />
dei lipidi<br />
Neuroembriologia<br />
Neuroembriologia<br />
molecolare<br />
Neurofisiopatologia<br />
sperimentale e<br />
del comportamento<br />
Neurogenetica<br />
Neuroimmunologia<br />
Neurologia<br />
sperimentale<br />
Neurooncoematologia<br />
Neuroriabilitazione<br />
sperimentale<br />
Proteomica e<br />
metabonomica<br />
Psichiatria<br />
molecolare e genetica<br />
Psicobiologia<br />
Stabulario<br />
2009 33
Sezione I<br />
STATUTO DELLA FONDAZIONE SANTA LUCIA<br />
(aggiornato al 25/1/2006)<br />
Art. 1 – Su iniziativa del “ Centro Residenziale<br />
Clinica <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> S.r.l. ” è costituita<br />
la “ FONDAZIONE SANTA LUCIA”.<br />
Art. 2 – La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha sede<br />
in Roma, Via Ardeatina n. 306.<br />
Il Consiglio di Amministrazione ha facoltà di<br />
istituire altrove succursali, agenzie, rappresentanze,<br />
sezioni distaccate e di sopprimerle.<br />
Art. 3 – La <strong>Fondazione</strong> che non ha scopo di<br />
lucro e che in nessun caso può distribuire<br />
avanzi di gestione si prefigge:<br />
– di operare, in armonia alle normative<br />
vigenti, nel settore della rieducazione funzionale<br />
delle malattie conseguenti a lesioni del<br />
Sistema Nervoso Centrale e di altri apparati<br />
tramite presidi sanitari ospedalieri ed extraospedalieri,<br />
laboratori di ricerca, centri di<br />
studio;<br />
– di perseguire finalità di ricerca nel campo<br />
biomedico e in quello della organizzazione e<br />
gestione dei servizi sanitari insieme con prestazioni<br />
di ricovero e cura;<br />
– di fornire agli organi ed enti del SSN e ad<br />
analoghe istituzioni europee il supporto tecnico<br />
ed operativo per l’esercizio delle loro<br />
funzioni e per il perseguimento dei piani<br />
sanitari nazionali ed europei in materia di<br />
ricerca sanitaria nonché di formazione continua<br />
del personale.<br />
La attività scientifica è diretta a sviluppare le<br />
conoscenze nel settore specifico delle neuroscienze,<br />
del recupero di funzioni e della<br />
sanità pubblica.<br />
In particolare sulla base di una stretta connessione<br />
tra ricerca di laboratorio e ricerca<br />
clinica verranno assicurati:<br />
a) il rapido trasferimento dei risultati alla<br />
pratica assistenziale;<br />
b) la validazione scientifica di metodologie<br />
diagnostiche e terapeutiche;<br />
c) la formulazione e diffusione di protocolli<br />
diagnostici e terapeutici;<br />
d) la formazione di personale specializzato<br />
per l’assistenza e la ricerca;<br />
e) la diffusione dell’informazione e dell’educazione<br />
sanitaria.<br />
Art. 4 – Al fine di conseguire nel modo più<br />
qualificato i suddetti scopi e finalità la <strong>Fondazione</strong><br />
collaborerà con Istituzioni Scientifiche<br />
ed Enti specializzati nazionali ed internazionali,<br />
mettendo a disposizione le proprie<br />
strutture funzionali.<br />
Per il raggiungimento degli scopi statutari<br />
la <strong>Fondazione</strong> provvederà oltreché con i<br />
proventi derivanti dal proprio patrimonio e<br />
dalle attività istituzionali anche con i mezzi<br />
derivanti da eventuali contributi per la<br />
ricerca scientifica e da prestazioni ad enti e<br />
privati.<br />
Art. 5 – Il patrimonio della <strong>Fondazione</strong> è<br />
costituito dai beni conferiti dal “ CENTRO<br />
RESIDENZIALE CLINICA SANTA LUCIA<br />
S.r.l. ” descritti nell’elenco allegato all’atto<br />
costitutivo. Esso potrà essere aumentato sia<br />
dai successivi conferimenti acquisiti a qualsivoglia<br />
titolo sia con legati, eredità, erogazioni<br />
da parte di Enti pubblici e privati.<br />
Art. 6 – Sono organi della <strong>Fondazione</strong>:<br />
a) il Presidente;<br />
b) il Consiglio di Amministrazione;<br />
c) il Direttore Generale;<br />
d) il Comitato Tecnico Scientifico;<br />
e) la Commissione per la Ricerca Scientifica;<br />
f) il Collegio dei Revisori dei Conti.<br />
Art. 7 – Il Presidente ha la legale rappresentanza<br />
della <strong>Fondazione</strong>, convoca almeno ogni<br />
sei mesi il Consiglio di Amministrazione e<br />
determina le materie da sottoporre all’esame e<br />
alle deliberazioni del Consiglio stesso.<br />
In caso di sostituzione del Presidente, il<br />
Consiglio di Amministrazione designerà il<br />
nuovo Presidente.<br />
Art. 8 – Il Consiglio di Amministrazione è<br />
composto da tre membri, compreso il Presidente,<br />
che restano in carica a tempo indeterminato.<br />
I membri che cessano dalla carica per morte<br />
o dimissioni vengono sostituiti dagli altri<br />
membri in carica per cooptazione a voti di<br />
maggioranza.<br />
Il Consiglio di Amministrazione è dotato di<br />
tutti i poteri di ordinaria e straordinaria<br />
amministrazione. Viene convocato di regola<br />
ogni sei mesi e comunque almeno una volta<br />
l’anno entro sei mesi dalla chiusura dell’esercizio<br />
finanziario per l’approvazione del<br />
bilancio. Delle riunioni verrà redatto formale<br />
verbale in apposito registro dal segretario<br />
che verrà nominato dal Consiglio di<br />
Amministrazione. Le deliberazioni sono<br />
34 2009
Struttura organizzativa<br />
prese a maggioranza di voto. Le adunanze<br />
del Consiglio di Amministrazione sono<br />
valide con la presenza della maggioranza<br />
dei membri.<br />
Art. 9 – Il Direttore Generale viene nominato<br />
dal Consiglio di Amministrazione.<br />
Tutti i poteri di gestione ordinaria sono attribuiti<br />
al Direttore Generale.<br />
Art. 10 – Il Comitato Tecnico Scientifico ha<br />
funzione consultiva generale in ordine all’attività<br />
di ricerca scientifica della <strong>Fondazione</strong>.<br />
Il Consiglio di Amministrazione con apposito<br />
regolamento ne determina la composizione e<br />
le attribuzioni.<br />
Art. 11 – Nell’ambito delle finalità della<br />
<strong>Fondazione</strong>, il Consiglio di Amministrazione<br />
nomina una Commissione per la valutazione,<br />
la programmazione e la verifica<br />
degli aspetti economico-finanziari dell’attività<br />
di ricerca scientifica.<br />
Essa è composta dai seguenti membri:<br />
a) presidente del Consiglio di Amministrazione;<br />
b) due membri del Consiglio di Amministrazione;<br />
c) presidente del Collegio dei Revisori;<br />
d) direttore scientifico;<br />
e) due esperti in programmazione sanitaria;<br />
f) due rappresentanti del Ministero della<br />
Sanità, dei ruoli dirigenziali dello stesso<br />
Ministero;<br />
g) un rappresentante di ciascuna Regione<br />
dove hanno sede i presidi dell’Istituto.<br />
Le designazioni dei membri di cui alle lettere<br />
f ) e g) vengono rimesse alla discrezionalità<br />
del Ministero della Sanità e delle competenti<br />
Regioni. Le funzioni di Segretario della Commissione<br />
sono espletate dal Direttore Generale<br />
dell’Istituto.<br />
La Commissione esprime pareri relativamente<br />
a tutti gli aspetti economico-finanziari<br />
dell’attività di ricerca scientifica oltre a<br />
svolgere una funzione consultiva e propositiva<br />
generale per l’attività di ricerca scientifica.<br />
Inoltre per il miglior funzionamento della<br />
<strong>Fondazione</strong> il Consiglio di Amministrazione<br />
potrà nominare Commissioni, Comitati ed<br />
istituire Centri di Ricerca, anche su argomenti<br />
scientifici determinandone la composizione,<br />
le attribuzioni nonché le modalità di<br />
funzionamento e di durata.<br />
Art. 12 – Il Collegio dei Revisori dei Conti<br />
esercita le funzioni di controllo della<br />
gestione contabile e amministrativa della<br />
<strong>Fondazione</strong>. I componenti debbono essere<br />
iscritti nell’apposito albo professionale. È<br />
composto di tre membri uno con funzioni di<br />
Presidente. I Revisori sono nominati dal<br />
Consiglio di Amministrazione e durano in<br />
carica tre esercizi.<br />
Art. 13 – L’esercizio finanziario ha inizio con<br />
l’anno solare. Il bilancio consuntivo deve<br />
essere deliberato dal Consiglio di Amministrazione<br />
non oltre sei mesi dalla chiusura<br />
dell’esercizio finanziario corrispondente.<br />
Art. 14 – La durata della <strong>Fondazione</strong> è a<br />
tempo indeterminato.<br />
Art. 15 – La <strong>Fondazione</strong> sarà operante dopo<br />
che avrà acquistato la personalità giuridica<br />
ai sensi dell’art. 12 del Codice Civile.<br />
Art. 16 – Se gli scopi della <strong>Fondazione</strong> non<br />
possono essere raggiunti, ovvero in caso di<br />
scioglimento, cessazione o estinzione, il<br />
patrimonio verrà devoluto al Fondatore Centro<br />
Residenziale Clinica S. <strong>Lucia</strong> S.r.l. il<br />
quale dovrà destinare il patrimonio retrocessogli<br />
alla realizzazione di scopi analoghi a<br />
quelli già perseguiti dalla <strong>Fondazione</strong>.<br />
Art. 17 – Per quanto non previsto dal presente<br />
Statuto si fa riferimento alle norme del<br />
Codice Civile regolanti le Fondazioni.<br />
2009 35
Sezione I<br />
REGOLAMENTO ORGANICO DELLA FONDAZIONE SANTA LUCIA<br />
(con modifiche ed integrazioni al Regolamento del 19/05/2004<br />
approvate dal Consiglio di Amministrazione il 28/09/2009 per completare<br />
l’adeguamento alle disposizioni della Legge 229 del 19/06/1999)<br />
TITOLO I – La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Art. 1 – Finalità della <strong>Fondazione</strong><br />
La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha sede in<br />
Roma, Via Ardeatina n. 306. Il Consiglio di<br />
Amministrazione ha facoltà di istituire<br />
altrove succursali, agenzie, rappresentanze,<br />
sezioni distaccate e di sopprimerle.<br />
La <strong>Fondazione</strong> non ha scopo di lucro e si<br />
prefigge:<br />
– di operare, in armonia alle normative<br />
vigenti, nel settore della rieducazione funzionale<br />
delle malattie conseguenti a lesioni del<br />
sistema nervoso centrale e di altri apparati tramite<br />
presidi sanitari ospedalieri ed extraospedalieri,<br />
laboratori di ricerca, centri di studio;<br />
– di perseguire finalità di ricerca nel campo<br />
biomedico e in quello della organizzazione e<br />
gestione dei servizi sanitari insieme con prestazioni<br />
di ricovero e cura;<br />
– di fornire agli organi ed enti del SSN e ad<br />
analoghe istituzioni europee il supporto tecnico<br />
ed operativo per l’esercizio delle loro<br />
funzioni e per il perseguimento dei piani<br />
sanitari nazionali ed europei in materia di<br />
ricerca sanitaria nonché di formazione continua<br />
del personale.<br />
L’attività scientifica è diretta a sviluppare le<br />
conoscenze nel settore specifico delle neuroscienze,<br />
del recupero di funzioni e della<br />
sanità pubblica.<br />
In particolare sulla base di una stretta connessione<br />
tra ricerca di laboratorio e ricerca<br />
clinica verranno assicurati:<br />
a) il rapido trasferimento dei risultati alla<br />
pratica assistenziale;<br />
b) la validazione scientifica di metodologie<br />
diagnostiche e terapeutiche;<br />
c) la formulazione e diffusione di protocolli<br />
diagnostici e terapeutici;<br />
d) la formazione di personale specializzato<br />
per l’assistenza e la ricerca;<br />
e) la diffusione dell’informazione e dell’educazione<br />
sanitaria.<br />
TITOLO II – Organi della <strong>Fondazione</strong><br />
Art. 2 – Gli organi della <strong>Fondazione</strong><br />
Ai sensi dell’art. 6 dello Statuto, sono organi<br />
della <strong>Fondazione</strong>:<br />
a) il Presidente;<br />
b) il Consiglio di Amministrazione;<br />
c) il Direttore Generale;<br />
d) il Comitato Tecnico Scientifico;<br />
e) la Commissione per la Ricerca Scientifica;<br />
f) il Collegio dei Revisori dei Conti.<br />
I suddetti organi si avvalgono della struttura<br />
e del modello organizzativo indicati nel<br />
Titolo III.<br />
Art. 3 – Il Presidente<br />
Il Presidente ha la legale rappresentanza<br />
della <strong>Fondazione</strong>, convoca almeno una volta<br />
l’anno il Consiglio di Amministrazione e<br />
determina le materie da sottoporre all’esame<br />
e alle deliberazioni del Consiglio stesso.<br />
In caso di sostituzione del Presidente, il Consiglio<br />
di Amministrazione designerà il nuovo<br />
Presidente.<br />
Art. 4 – Il Consiglio di Amministrazione<br />
Il Consiglio di Amministrazione è composto<br />
da tre membri, compreso il Presidente, che<br />
restano in carica a tempo indeterminato. I<br />
membri che cessano dalla carica per morte o<br />
dimissioni vengono sostituiti dagli altri<br />
membri in carica per cooptazione a voti di<br />
maggioranza.<br />
Il Consiglio di Amministrazione è dotato di<br />
tutti i poteri di ordinaria e straordinaria<br />
amministrazione.<br />
Viene convocato di regola ogni sei mesi e<br />
comunque almeno una volta l’anno entro sei<br />
mesi dalla chiusura dell’esercizio finanziario<br />
per l’approvazione del bilancio.<br />
Delle riunioni verrà redatto formale verbale<br />
in apposito registro dal segretario che verrà<br />
nominato dal Consiglio di Amministrazione.<br />
Le deliberazioni sono prese a maggioranza<br />
di voto.<br />
Le adunanze del Consiglio di Amministrazione<br />
sono valide con la presenza della maggioranza<br />
dei membri.<br />
Art. 5 – Il Direttore Generale<br />
Il Direttore Generale viene nominato dal<br />
Consiglio di Amministrazione. Il Direttore<br />
Generale, cui sono attribuiti tutti i poteri di<br />
gestione ordinaria per il raggiungimento<br />
degli obiettivi predeterminati dal Consiglio<br />
36 2009
Struttura organizzativa<br />
di Amministrazione, è coadiuvato nelle<br />
materie di rispettiva competenza dal Direttore<br />
Scientifico, dal Direttore Sanitario, dal<br />
Direttore Amministrativo e dal Direttore Servizi<br />
Tecnico Economali.<br />
Il Direttore Generale deve essere in possesso<br />
dei seguenti requisiti:<br />
– diploma di laurea;<br />
– esperienza almeno quinquennale di direzione<br />
in enti, aziende, strutture pubbliche e<br />
private, in posizione dirigenziale con autonomia<br />
gestionale e diretta responsabilità delle<br />
risorse umane, tecniche e finanziarie.<br />
Il rapporto di lavoro del Direttore Generale<br />
è regolato da contratto di diritto privato di<br />
durata non superiore a cinque anni, rinnovabile,<br />
stipulato in osservanza delle norme<br />
del titolo terzo del libro quinto del codice<br />
civile.<br />
La carica di Direttore Generale è incompatibile<br />
con la sussistenza di altro rapporto di<br />
lavoro dipendente o autonomo. Eventuali<br />
incarichi a carattere temporaneo ed occasionale<br />
compatibili con la funzione di Direttore<br />
Generale, devono essere preventivamente<br />
autorizzati dal Consiglio di Amministrazione.<br />
In sede di prima applicazione, il Consiglio di<br />
Amministrazione può disporre la proroga del<br />
contratto del Direttore Generale in carica<br />
all’atto dell’entrata in vigore del presente<br />
regolamento, per un periodo massimo di cinque<br />
anni.<br />
Art. 6 – Il Comitato Tecnico Scientifico<br />
Il Comitato Tecnico Scientifico ha funzione<br />
consultiva generale in ordine all’attività<br />
scientifica ed assistenziale dell’Istituto. Esso<br />
riassume anche i compiti del Consiglio dei<br />
Sanitari ed è composto da:<br />
1. Direttore Scientifico;<br />
2. Direttore Sanitario;<br />
3. Direttore Amministrativo;<br />
4. dirigenti medici responsabili di unità organizzative<br />
e responsabili dei laboratori di<br />
ricerca dell’Istituto ed eventuali direttori di<br />
dipartimento;<br />
5. titolari di cattedre universitarie, e/o direttori<br />
di Istituti universitari ed altri enti convenzionati<br />
con l’Istituto e nello stesso operanti;<br />
6. due rappresentanti del restante personale<br />
dipendente medico;<br />
7. due rappresentanti del personale tecnicolaureato;<br />
8. due rappresentanti del personale dipendente<br />
tecnico non laureato o con diploma<br />
universitario.<br />
Al Comitato, presieduto dal Direttore Scientifico,<br />
può partecipare il Direttore Generale.<br />
Il Comitato Tecnico Scientifico è nominato<br />
con provvedimento del Consiglio di Amministrazione<br />
ed esercita una funzione consultiva<br />
generale in ordine all’attività assistenziale e<br />
di ricerca dell’Istituto e si riunisce, su convocazione<br />
del proprio Presidente, trimestralmente.<br />
Il Direttore Generale può, di volta in volta, su<br />
singoli argomenti, chiedere parere al Comitato<br />
Tecnico Scientifico prima che gli stessi<br />
siano sottoposti agli organi deliberanti dell’Istituto.<br />
Art. 7 – La Commissione<br />
per la Ricerca Scientifica<br />
Nell’ambito delle finalità della <strong>Fondazione</strong>, il<br />
Consiglio di Amministrazione nomina una<br />
Commissione per la valutazione, la programmazione<br />
e la verifica degli aspetti economico-finanziari<br />
dell’attività di ricerca scientifica.<br />
Essa è composta dai seguenti membri:<br />
a) Presidente del Consiglio di Amministrazione;<br />
b) due membri del Consiglio di Amministrazione;<br />
c) Presidente del Collegio dei Revisori;<br />
d) Direttore Scientifico;<br />
e) due esperti in programmazione sanitaria;<br />
f) due rappresentanti del Ministero della<br />
Sanità, dei ruoli dirigenziali dello stesso<br />
Ministero;<br />
g) un rappresentante di ciascuna Regione<br />
dove hanno sede i presidi dell’Istituto.<br />
Le designazioni dei membri di cui alle lettere<br />
f) e g) vengono rimesse alla discrezionalità<br />
del Ministero della Sanità e delle competenti<br />
Regioni. Le funzioni di Segretario della commissione<br />
sono espletate dal Direttore Generale<br />
dell’Istituto.<br />
La Commissione esprime pareri relativamente<br />
a tutti gli aspetti economico-finanziari<br />
dell’attività di ricerca scientifica oltre a svolgere<br />
una funzione consultiva e propositiva<br />
generale per l’attività di ricerca scientifica.<br />
Inoltre per il miglior funzionamento della<br />
<strong>Fondazione</strong> il Consiglio di Amministrazione<br />
potrà nominare Commissioni, Comitati ed<br />
istituire Centri di Ricerca, anche su argomenti<br />
scientifici determinandone la composizione,<br />
le attribuzioni nonché le modalità di<br />
funzionamento e di durata.<br />
2009 37
Sezione I<br />
Art. 8 – Il Collegio dei Revisori dei Conti<br />
Il Collegio dei Revisori dei Conti esercita le<br />
funzioni di controllo della gestione contabile<br />
e amministrativa della <strong>Fondazione</strong>.<br />
I componenti del Collegio dei Revisori<br />
devono essere iscritti nell’apposito albo professionale.<br />
Il Collegio è composto di tre membri (di cui<br />
uno con funzioni di Presidente), nominati<br />
dal Consiglio di Amministrazione, che<br />
durano in carica per tre esercizi di bilancio.<br />
TITOLO III<br />
Struttura e modello organizzativo<br />
Art. 9 – Struttura organizzativa<br />
Oltre che degli organi istituzionali, la <strong>Fondazione</strong><br />
per lo svolgimento delle proprie attività<br />
si avvale di specifici strumenti organizzativi<br />
per la cui gestione sono previsti:<br />
a) il Direttore Scientifico;<br />
b) il Direttore Sanitario;<br />
c) il Direttore Amministrativo;<br />
d) il Direttore Servizi Tecnico Economali;<br />
e) il Consiglio Direttivo;<br />
f) il Comitato Etico.<br />
Art. 10 – Il Direttore Scientifico<br />
Il Direttore Scientifico è nominato dal Direttore<br />
Generale; il suo rapporto di lavoro è<br />
regolato da contratto di diritto privato, di<br />
durata non superiore a cinque anni, rinnovabile,<br />
stipulato in osservanza delle norme del<br />
titolo terzo del libro quinto del codice civile.<br />
Eventuali incarichi a carattere temporaneo<br />
ed occasionale assegnati da altre Amministrazioni,<br />
compatibili con la funzione di<br />
Direttore Scientifico, devono essere preventivamente<br />
autorizzati dal Direttore Generale.<br />
Coadiuva il Direttore Generale nel governo<br />
dell’Istituto svolgendo le attività che gli vengono<br />
assegnate dalla normativa e richieste<br />
dal Consiglio di Amministrazione e dal Direttore<br />
Generale nell’ambito delle attribuzioni<br />
di legge e professionali.<br />
È un ricercatore laureato dotato di provata e<br />
documentata esperienza nello specifico<br />
campo di attività scientifica dell’Istituto;<br />
dirige e coordina, ai fini della ricerca scientifica<br />
le attività dell’Istituto ed ha, in particolare,<br />
i seguenti compiti:<br />
1. presiede il Comitato Tecnico Scientifico;<br />
2. promuove e dirige i piani e progetti di<br />
ricerca;<br />
3. è responsabile della gestione dei fondi di<br />
ricerca, assegnati all’Istituto da organismi ed<br />
Enti istituzionali ai sensi delle normative<br />
vigenti;<br />
4. coordina l’attività editoriale scientifica<br />
dell’Istituto;<br />
5. promuove, d’intesa con il Direttore dei<br />
Servizi Tecnico Economali, iniziative per<br />
l’organizzazione di convegni, congressi e<br />
didattica;<br />
6. propone, d’intesa con il Direttore Sanitario,<br />
iniziative per il costante aggiornamento<br />
tecnico-scientifico del personale;<br />
7. rappresenta l’Istituto nei contatti con Enti<br />
ed Istituzioni al fine dell’espletamento delle<br />
attività scientifiche e didattiche dell’Istituto;<br />
8. assicura il rispetto del codice etico nell’esecuzione<br />
delle diverse ricerche e delle sperimentazioni<br />
cliniche; fatte salve le responsabilità<br />
dei singoli ricercatori secondo i protocolli<br />
di volta in volta approvati;<br />
9. promuove e coordina la rilevazione e l’elaborazione<br />
dei dati in ordine all’attività scientifica;<br />
10. presenta annualmente una relazione sull’attività<br />
scientifica svolta dall’Istituto;<br />
11. può dirigere servizi di ricerca sperimentale,<br />
di ricerca clinica o attività assistenziali.<br />
Per lo svolgimento di specifiche attività, il<br />
Direttore Scientifico può essere coadiuvato<br />
da un Vice Direttore Scientifico, nominato<br />
dal Direttore Generale sentito il Direttore<br />
Scientifico stesso.<br />
In sede di prima applicazione, il Direttore<br />
Generale può disporre la proroga del contratto<br />
con il Direttore Scientifico in carica<br />
all’atto dell’entrata in vigore del presente<br />
regolamento per un periodo massimo di cinque<br />
anni.<br />
Il predetto contratto, ove incompatibile con<br />
nuove normative sugli IRCCS, si risolverà di<br />
diritto entro tre mesi dall’entrata in vigore<br />
delle normative stesse.<br />
Art. 11 – Il Direttore Sanitario<br />
Il Direttore Sanitario, in possesso dei requisiti<br />
previsti dalla normativa vigente, è nominato<br />
dal Direttore Generale; il suo rapporto<br />
di lavoro è esclusivo ed è regolato da contratto<br />
di diritto privato, di durata non superiore<br />
a cinque anni, rinnovabile, stipulato in<br />
osservanza delle norme del titolo terzo del<br />
libro quinto del codice civile.<br />
Eventuali incarichi a carattere temporaneo<br />
ed occasionale assegnati da altre Amministrazioni,<br />
compatibili con la funzione di<br />
Direttore Sanitario, devono essere preventivamente<br />
autorizzati dal Direttore Generale.<br />
38 2009
Struttura organizzativa<br />
Coadiuva il Direttore Generale nel governo<br />
dell’Istituto svolgendo le attività che gli vengono<br />
assegnate dalla normativa e richieste<br />
dal Consiglio di Amministrazione e dal Direttore<br />
Generale nell’ambito delle attribuzioni<br />
di legge e professionali.<br />
Ha, in particolare, i seguenti compiti:<br />
1. dirige i servizi sanitari sul piano organizzativo<br />
ed igienico-sanitario e fornisce parere<br />
obbligatorio, ma non vincolante, al Direttore<br />
Generale, sugli atti relativi alle materie di<br />
competenza;<br />
2. si occupa dell’integrazione operativa dell’attività<br />
assistenziale con quella scientifica<br />
ed elabora progetti di ricerca in ambito epidemiologico,<br />
gestionale e di forme innovative<br />
di organizzazione per l’assistenza;<br />
3. può dirigere specifici settori di ricerca nell’ambito<br />
delle aree di competenza istituzionale<br />
e professionale rapportandosi funzionalmente,<br />
per tali attività, al Direttore Scientifico;<br />
4. svolge attività di indirizzo, coordinamento<br />
e supporto nei confronti dei responsabili<br />
delle strutture dell’Istituto, con riferimento<br />
agli aspetti organizzativi ed igienico-sanitari<br />
ed ai programmi di intervento nell’area relativa<br />
alla tutela della salute e della sicurezza;<br />
5. collabora al controllo di qualità dei servizi<br />
e delle prestazioni erogate dall’Istituto;<br />
6. sovrintende alla gestione unitaria di tutti i<br />
servizi assistenziali;<br />
7. dispone, in base ai criteri generali stabiliti<br />
dal Direttore Generale, in relazione alle esigenze<br />
dei servizi, l’impiego, la destinazione, i<br />
turni ed i congedi del personale del ruolo<br />
sanitario;<br />
8. è responsabile della gestione, dell’archiviazione<br />
e della conservazione delle cartelle cliniche;<br />
9. propone al Direttore Generale l’acquisto<br />
delle apparecchiature, attrezzature ed arredi<br />
sanitari; esprime parere, ai fini sanitari, sulle<br />
trasformazioni edilizie;<br />
10. sovrintende alla trasmissione alle autorità<br />
competenti dei dati relativi al Sistema<br />
Informativo Ospedaliero (SIO) e al Sistema<br />
Informativo Assistenza Specialistica (SIAS),<br />
delle denunce delle malattie infettive riscontrate<br />
in Istituto e di ogni altra denuncia prescritta<br />
dalle disposizioni di legge;<br />
11. rilascia agli aventi diritto copia delle cartelle<br />
cliniche e ogni altra certificazione sanitaria<br />
riguardante i pazienti assistiti;<br />
12. propone al Direttore Generale la stipula<br />
di convenzioni specialistiche nel settore sanitario<br />
con Enti e strutture pubbliche o private,<br />
e con singoli professionisti, nel rispetto<br />
delle vigenti disposizioni di legge.<br />
Il Direttore Sanitario è coadiuvato da un<br />
Vice Direttore.<br />
In sede di prima applicazione, il Direttore<br />
Generale può disporre la proroga del contratto<br />
con il Direttore Sanitario in carica<br />
all’atto dell’entrata in vigore del presente<br />
regolamento per un periodo massimo di cinque<br />
anni.<br />
Art. 12 – Il Direttore Amministrativo<br />
Ha la responsabilità delle politiche di<br />
gestione del Personale, delle Relazioni Sindacali,<br />
dell’Amministrazione, della Pianificazione,<br />
del Controllo di Gestione e dell’Organizzazione<br />
Informatica.<br />
È nominato dal Direttore Generale; il suo<br />
rapporto di lavoro è esclusivo ed è regolato<br />
da contratto di diritto privato, di durata non<br />
superiore a cinque anni, rinnovabile, stipulato<br />
in osservanza delle norme del titolo<br />
terzo del libro quinto del codice civile. Eventuali<br />
incarichi a carattere temporaneo ed<br />
occasionale assegnati da altre Amministrazioni,<br />
compatibili con la funzione di Direttore<br />
Amministrativo, devono essere preventivamente<br />
autorizzati dal Direttore Generale.<br />
Coadiuva il Direttore Generale nel governo<br />
dell’Istituto svolgendo le attività che gli vengono<br />
assegnate dalla normativa e richieste<br />
dal Consiglio di Amministrazione e dal Direttore<br />
Generale nell’ambito delle attribuzioni<br />
di legge e professionali.<br />
Il Direttore Amministrativo è un laureato in<br />
discipline giuridiche o economiche che abbia<br />
comprovata esperienza aziendale e risponda<br />
a quanto previsto dalla normativa vigente.<br />
Ha, in particolare, i seguenti compiti:<br />
1. dirige i Servizi Amministrativi e fornisce<br />
parere al Direttore Generale sugli atti relativi<br />
alle materie di competenza;<br />
2. svolge attività di indirizzo, coordinamento<br />
e supporto nei confronti dei responsabili<br />
delle strutture dell’Ospedale, con riferimento<br />
agli aspetti gestionali e amministrativi;<br />
3. può dirigere specifici settori di ricerca nell’ambito<br />
delle aree di competenza istituzionale<br />
e professionale rapportandosi funzionalmente,<br />
per tali attività, al Direttore Scientifico;<br />
4. propone al Direttore Generale l’adozione<br />
di ogni atto relativo: alla gestione, alla formazione<br />
ed all’aggiornamento del personale; ai<br />
2009 39
Sezione I<br />
rapporti con le organizzazioni sindacali; alla<br />
stipula di accordi e convenzioni con i consulenti<br />
la cui attività rientri nella competenza<br />
del proprio settore; all’amministrazione dei<br />
servizi delegati; all’amministrazione, pianificazione<br />
economico finanziaria e controlli<br />
gestionali.<br />
In sede di prima applicazione, il Direttore<br />
Generale può disporre la proroga del contratto<br />
con il Direttore Amministrativo in<br />
carica all’atto dell’entrata in vigore del presente<br />
regolamento per un periodo massimo<br />
di cinque anni.<br />
Art. 13 – Il Direttore Servizi<br />
Tecnico Economali<br />
La fase d’acquisto beni e servizi è conferita<br />
ad un’apposita figura dirigenziale nominata<br />
dal Direttore Generale: il Direttore dei Servizi<br />
Tecnico Economali.<br />
Questi ha la responsabilità delle politiche e<br />
gestione degli acquisti, dei servizi tecnici e<br />
della conduzione del Centro Congressi.<br />
Art. 14 – Il Consiglio Direttivo<br />
È istituito il Consiglio Direttivo di coordinamento<br />
presieduto dal Direttore Generale e<br />
costituito dal Direttore Scientifico, Direttore<br />
Sanitario, Direttore Amministrativo e Direttore<br />
Servizi Tecnico Economali.<br />
Il Consiglio Direttivo è finalizzato al miglioramento<br />
dell’organizzazione, al coordinamento<br />
per l’ottimale funzionamento di tutti i<br />
servizi ed alla coerente e univoca conduzione<br />
del personale, ferme restando le competenze<br />
attribuite ai singoli Direttori.<br />
Art. 15 – Il Comitato Etico<br />
Il Comitato Etico è istituito e gestito in<br />
conformità al DM 18 Marzo 1998 e successive<br />
modifiche ed integrazioni.<br />
Art. 16 – I servizi<br />
L’Istituto per attuare le proprie finalità è<br />
strutturato in:<br />
– servizi di ricerca;<br />
– servizi assistenziali, igienico-organizzativi e<br />
socio sanitari;<br />
– servizi amministrativi e del personale;<br />
– servizi tecnico economali.<br />
Ai vari servizi sono assegnati dei collaboratori,<br />
che possono esercitare anche funzioni<br />
di coordinamento, nell’ambito del servizio<br />
e/o dell’unità operativa assegnata rispondendone<br />
al Direttore responsabile.<br />
Art. 17 – Assistenza<br />
I servizi sanitari e igienico-organizzativi sono<br />
articolati in:<br />
– servizi di accoglienza e accettazione;<br />
– servizi socio-sanitari;<br />
– servizio infermieristico;<br />
– servizi di diagnosi e cura;<br />
– servizio informativo ospedaliero (SIO e<br />
SIAS);<br />
– servizio farmaceutico.<br />
Le modalità di erogazione e le altre informazioni<br />
relative sono documentate attraverso<br />
l’apposita carta dei servizi ed altre iniziative<br />
di comunicazione.<br />
Art. 18 – Ricerca e didattica<br />
Alla Direzione Scientifica afferiscono:<br />
– i laboratori sperimentali operanti nell’ambito<br />
delle linee di ricerca attualmente presenti<br />
(Neurofisiopatologia, Neuropsicologia,<br />
Neuropsicologia Clinica e Comportamentale,<br />
Neuroscienze Sperimentali, Fisiologia e Chinesiologia,<br />
Neuroimmagini Funzionali) e di<br />
quelle che potranno essere eventualmente<br />
definite in futuro;<br />
– la biblioteca;<br />
– il polo didattico;<br />
– le manifestazioni scientifiche.<br />
Art. 19 – Amministrazione<br />
I servizi amministrativi sono così articolati:<br />
– personale;<br />
– affari generali;<br />
– contabilità industriale;<br />
– pianificazione e controllo;<br />
– revisione dei processi aziendali;<br />
– servizi interni;<br />
– informatica;<br />
– sperimentazioni gestionali e process<br />
management.<br />
Art. 20 – Servizi Tecnico Economali<br />
Il servizio tecnico economale si articola nelle<br />
seguenti aree:<br />
– attività generali;<br />
– ufficio acquisti;<br />
– ufficio tecnico;<br />
– Centro Congressi.<br />
TITOLO IV – Aspetti gestionali<br />
Art. 21 – Contabilità<br />
La <strong>Fondazione</strong> adotta, nell’ambito del proprio<br />
bilancio, la struttura UE, con lo scopo di<br />
determinare il risultato economico d’esercizio<br />
e il patrimonio di funzionamento,<br />
secondo i contenuti e le modalità previste<br />
dalle leggi.<br />
Art. 22 – Scritture amministrative<br />
L’Istituto, in conformità alla normativa<br />
vigente, tiene le prescritte scritture amministrative<br />
tra le quali:<br />
40 2009
Struttura organizzativa<br />
– libro delle adunanze e deliberazioni del<br />
Consiglio di Amministrazione;<br />
– libro delle adunanze e deliberazioni del<br />
Collegio dei Sindaci Revisori.<br />
L’Istituto può dotarsi di altre scritture amministrative.<br />
TITOLO V – Classificazione del personale<br />
Art. 23 – Articolazione dei ruoli<br />
Il personale si articola nei seguenti ruoli:<br />
– ruolo sanitario per l’assistenza e la ricerca;<br />
– ruolo professionale;<br />
– ruolo tecnico;<br />
– ruolo amministrativo.<br />
Circa i profili, l’inquadramento, le mansioni<br />
e le relative responsabilità si fa riferimento<br />
alle disposizioni di legge ed ai contratti collettivi<br />
nazionali di lavoro applicabili.<br />
Art. 24 – Ruolo sanitario di assistenza<br />
e ricerca<br />
Nel ruolo sanitario di assistenza e di ricerca<br />
sono compresi:<br />
– il personale laureato in discipline clinicoscientifiche<br />
(addetto ai servizi di ricerca clinica,<br />
scientifici, assistenziali ed igienico-oganizzativi);<br />
– il personale non laureato, in possesso di<br />
specifico titolo di abilitazione professionale<br />
per l’esercizio di funzioni assistenziali e<br />
didattico-organizzative (nell’ambito sanitario),<br />
infermieristiche, tecnico sanitarie, di<br />
vigilanza ed ispezione e di riabilitazione e<br />
l’altro personale previsto nel ruolo.<br />
In attesa dell’applicazione della disciplina<br />
sulla collocazione in un unico ruolo della<br />
dirigenza sanitaria e delle relative implicazioni<br />
in termini di assunzioni e inquadramento<br />
contrattuale, l’Istituto articola la dirigenza<br />
medica sui due livelli previsti dal<br />
vigente CCNL.<br />
I criteri generali per la graduazione delle funzioni<br />
dirigenziali, per l’assegnazione, la valutazione<br />
e la verifica degli incarichi dirigenziali<br />
e per l’attribuzione del trattamento economico<br />
e normativo vengono determinati<br />
dalla contrattazione collettiva nazionale, nel<br />
rispetto delle disposizioni di legge vigenti in<br />
materia (con particolare riferimento agli articoli<br />
15 e seguenti del D.Lvo 229/99), e<br />
comunque tenuto conto dell’autonomia giuridico<br />
– amministrativa della <strong>Fondazione</strong>.<br />
Nei confronti del restante personale laureato<br />
(chimici, biologi, farmacisti, psicologi e<br />
fisici) trova applicazione, per ciò che concerne<br />
l’inquadramento, la vigente disciplina<br />
del CCNL per il personale non medico dipendente<br />
da strutture sanitarie laiche e religiose.<br />
Art. 25 – Ruolo professionale<br />
Nel ruolo professionale sono iscritti, nei corrispondenti<br />
profili, gli avvocati, gli ingegneri,<br />
gli architetti.<br />
Art. 26 – Ruolo tecnico<br />
Il ruolo tecnico è ripartito in distinti profili a<br />
seconda della professionalità per la quale è<br />
richiesto il possesso di un diploma di laurea<br />
o altro titolo. Vi sono iscritte le figure professionali<br />
previste dal DPR 761/79 e successive<br />
modificazioni ed integrazioni.<br />
Art. 27 – Ruolo amministrativo<br />
Nel ruolo amministrativo sono iscritti per i<br />
rispettivi profili, il dirigente amministrativo<br />
nonché gli operatori che svolgono funzioni<br />
amministrative con riferimento ai profili e<br />
alle posizioni funzionali previsti dal DPR<br />
761/79 e successive modificazioni ed integrazioni.<br />
Art. 28 – Personale universitario<br />
convenzionato<br />
Le unità di ricerca della <strong>Fondazione</strong>, ai sensi<br />
del DPR 382/1980 e successive modificazioni<br />
ed integrazioni, possono essere dirette da un<br />
professore universitario ordinario, straordinario<br />
od associato.<br />
Tale attività dovrà essere regolamentata da<br />
uno specifico atto convenzionale con l’Università<br />
in conformità con i protocolli di<br />
intesa di cui all’art. 6 del D.Lvo 502/92 e successive<br />
modifiche o integrazioni.<br />
TITOLO VI<br />
Norme per l’assunzione del personale<br />
Art. 29 – Norme generali<br />
sul rapporto di lavoro<br />
Il rapporto di lavoro dei dipendenti dell’Istituto,<br />
quale rapporto di diritto privato, è<br />
disciplinato dalle norme del presente regolamento,<br />
dalle disposizioni del codice civile,<br />
dalle leggi sui rapporti di lavoro e dai Contratti<br />
Collettivi Nazionali di Lavoro.<br />
Il personale è tenuto al diligente e sollecito<br />
adempimento delle mansioni previste dalle<br />
presenti norme, a tutela degli interessi dell’Istituto<br />
e dei pazienti ricoverati. È tenuto a<br />
svolgere i propri compiti con fedeltà e diligenza<br />
e al segreto professionale, non divulgando<br />
le informazioni riservate e quelle<br />
oggetto di privacy che possono essere venute<br />
comunque a sua conoscenza.<br />
2009 41
Sezione I<br />
Il personale ha l’obbligo di svolgere i doveri<br />
professionali prescritti dal codice deontologico<br />
proprio di ogni singola professione,<br />
garantendo impegno e competenza professionale,<br />
utilizzando modalità corrette e<br />
rispettose nei confronti di quanti frequentano<br />
la struttura, adottando atteggiamenti<br />
rispettosi della dignità umana e di solidarietà<br />
verso i malati, tenendo conto delle competenze<br />
inerenti a ciascuna unità di degenza o<br />
servizio ed assicurando una fattiva e responsabile<br />
collaborazione.<br />
Art. 30 – Rapporti di lavoro<br />
a tempo determinato e speciali<br />
Il Direttore Generale ha facoltà di stipulare<br />
contratti di lavoro a tempo determinato nelle<br />
seguenti ipotesi:<br />
– per l’espletamento di funzioni di particolare<br />
rilevanza ed interesse strategico, ai sensi<br />
dell’art.15-septies del D.Lvo 229/99 e successive<br />
integrazioni e modificazioni;<br />
– per l’attuazione di progetti di ricerca per<br />
un periodo non superiore a quello di durata<br />
del programma;<br />
– negli altri casi previsti dalle leggi e dai contratti<br />
collettivi di lavoro;<br />
– per la copertura di posti vacanti in attesa<br />
di concorso;<br />
– per sopperire ad eccezionali e temporanee<br />
necessità, per un periodo massimo di sei<br />
mesi.<br />
Per il conferimento di incarichi dirigenziali<br />
temporanei potranno essere utilizzate le graduatorie,<br />
ove esistenti ed in corso di validità,<br />
di concorsi pubblici; in mancanza, si potrà<br />
procedere ad espletare avviso pubblico. L’incarico<br />
avrà durata non superiore a sei mesi,<br />
rinnovabile, e sarà assegnato sulla base della<br />
graduatoria formulata da apposita commissione<br />
composta dal Direttore Scientifico (o<br />
Direttore Sanitario o Direttore Amministrativo,<br />
secondo le specifiche competenze), da<br />
un dirigente della disciplina oggetto del concorso<br />
e dal segretario nella persona del direttore<br />
amministrativo o altro funzionario.<br />
Inoltre, è facoltà del Direttore Generale attivare<br />
– in conformità alle normative vigenti –<br />
rapporti di lavoro particolari, quali contratti<br />
di formazione, contratti di mano d’opera o<br />
servizi o costituire rapporti di lavoro o di collaborazione<br />
professionale non espressamente<br />
previsti dal presente regolamento, con<br />
personale qualificato e, comunque, in possesso<br />
dei requisiti professionali previsti dalla<br />
legge.<br />
Art. 31 – Convenzioni con enti<br />
ed altre istituzioni<br />
In conformità alla normativa vigente la <strong>Fondazione</strong><br />
può stipulare con le Università e con<br />
istituzioni di ricerca biomedica, convenzioni<br />
per la formazione di medici specializzandi,<br />
nonché di altro personale sanitario, secondo<br />
specifici protocolli.<br />
Le convenzioni di ricerca, sia con Enti pubblici<br />
che con Enti privati europei ed extraeuropei,<br />
e le convenzioni per l’erogazione di<br />
assistenza sanitaria con i competenti soggetti<br />
del SSN sono deliberate dal Direttore Generale<br />
conformemente alle vigenti disposizioni<br />
in materia.<br />
Nel rispetto di quanto previsto dalle leggi, la<br />
<strong>Fondazione</strong> può stipulare inoltre convenzioni<br />
con ordini religiosi, congregazioni,<br />
istituti secolari e società di vita apostolica<br />
ed altri enti, per l’espletamento di qualsiasi<br />
funzione o attività propria della <strong>Fondazione</strong>.<br />
L’Istituto può concedere la frequenza per l’effettuazione<br />
di stages o tirocini abilitanti, in<br />
base a specifici accordi con Enti, Istituzioni<br />
di Ricerca, Università, europei ed extraeuropei,<br />
in attuazione di normative di legge e<br />
delle finalità dell’Istituto.<br />
Inoltre, la <strong>Fondazione</strong> consente l’ammissione<br />
alla frequenza e la partecipazione di Associazioni<br />
di volontariato ed altri enti alla vita<br />
professionale e sociale dell’Istituto, purché i<br />
partecipanti abbiano idonea copertura assicurativa.<br />
Art. 32 – Borse di studio<br />
L’Istituto può istituire borse di studio per<br />
favorire la formazione o la specializzazione<br />
di personale di ricerca.<br />
Per ciò che concerne la disciplina delle borse<br />
di studio si fa esplicito rinvio al regolamento<br />
per il conferimento delle borse di studio<br />
redatto dall’Istituto stesso.<br />
Art. 33 – Modalità per l’assunzione<br />
di personale<br />
Ferme restando le procedure per il conferimento<br />
delle funzioni dirigenziali di responsabile<br />
di struttura complessa, l’assunzione di<br />
personale sia dirigenziale sia appartenente ai<br />
profili avviene, ai sensi dell’articolo 12 del<br />
decreto legislativo n.288/2003 ed anche ai<br />
fini di cui all’art.15 undecies del decreto legislativo<br />
n.229/1999, previo accertamento del<br />
possesso degli stessi requisiti previsti per le<br />
corrispondenti qualifiche degli enti e delle<br />
aziende del SSN e successivo espletamento<br />
42 2009
Struttura organizzativa<br />
di procedure pubbliche di selezione e valutazione.<br />
Il personale da utilizzare presso le unità di<br />
ricerca dell’Istituto verrà individuato attraverso<br />
una procedura selettiva intesa a valutare,<br />
secondo criteri che verranno regolamentati<br />
dalla Direzione Scientifica, l’idoneità<br />
e l’attitudine a svolgere attività di ricerca.<br />
TITOLO VII<br />
Incompatibilità e attività<br />
libero professionale intramuraria<br />
del personale dipendente<br />
Art. 34 – Regolamentazione<br />
dell’incompatibilità<br />
Il dipendente, oltre a quanto stabilito dall’art.<br />
2105 del codice civile, non può esercitare attività<br />
commerciali ed industriali, né assumere<br />
altri impieghi o incarichi alle dipendenze di<br />
altri Enti o società pubbliche e private.<br />
Circa la possibilità di svolgere altre attività al<br />
di fuori della <strong>Fondazione</strong>, valgono le norme<br />
legislative, contrattuali e regolamentari in<br />
materia.<br />
In ogni caso, il dipendente è tenuto a comunicare<br />
alla <strong>Fondazione</strong> le attività estranee al<br />
servizio ospedaliero e di ricerca.<br />
Il personale medico che svolge rapporto di<br />
lavoro a tempo definito potrà richiedere il<br />
passaggio al tempo pieno, che dovrà essere<br />
concesso entro 24 mesi; in conseguenza della<br />
maggiore disponibilità di ore di servizio, la<br />
<strong>Fondazione</strong> provvederà alla revisione degli<br />
organici per il corrispondente numero di ore.<br />
L’accertamento delle incompatibilità, e l’adozione<br />
dei conseguenti provvedimenti, competono<br />
al Direttore Generale, sentito il Direttore<br />
Sanitario o il Direttore Scientifico o il<br />
Direttore Amministrativo, secondo le rispettive<br />
competenze.<br />
Art. 35 – Attività libero professionale<br />
intramuraria<br />
Le modalità di svolgimento dell’attività libero<br />
professionale intramuraria sono disciplinate<br />
con apposita regolamentazione emanata dall’Istituto<br />
in data 1 luglio 1997, nonché dalle<br />
successive modifiche ed integrazioni che<br />
saranno apportate in ragione delle innovazioni<br />
legislative e delle esigenze gestionali<br />
che dovessero intervenire nel corso del<br />
tempo.<br />
TITOLO VIII<br />
Disposizioni transitorie e finali<br />
Art.36 – Sistemazione del personale<br />
assunto prima del presente adeguamento<br />
Il personale che, senza l’espletamento delle<br />
procedure pubbliche di selezione e valutazione,<br />
sia in servizio anteriormente alla data<br />
di emanazione delle presenti modifiche ed<br />
integrazioni regolamentari viene inquadrato<br />
in organico previo superamento di concorsi<br />
interni riservati, da espletare nei tempi e con<br />
modalità che verranno individuati dal Direttore<br />
Generale.<br />
L’inquadramento di cui al precedente<br />
comma resta condizionato all’accertamento<br />
del possesso dei requisiti stabiliti per le analoghe<br />
figure presenti nei ruoli degli Enti e<br />
delle Aziende del Servizio Sanitario Nazionale.<br />
La presente norma ha validità di un anno a<br />
decorrere dalla sua emanazione e può essere<br />
applicata per una sola volta.<br />
Art. 37 – Rinvio<br />
Per quanto non previsto dalle presenti<br />
norme, si applicano le disposizioni contrattuali<br />
e legislative concernenti gli Istituti di<br />
Ricovero e Cura a Carattere Scientifico di<br />
diritto privato e le Fondazioni.<br />
2009 43
Sezione I<br />
DELIBERA DI RICOSTITUZIONE<br />
DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE<br />
(n. 02/07 del 20 gennaio 2007)<br />
IL PRESIDENTE<br />
vista<br />
la delibera 16/98 del 16 ottobre 1998 con la<br />
quale è stato costituito il Comitato Etico<br />
Indipendente (CEI) presso la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> – IRCCS, ai sensi della circolare<br />
n. 8 del 10 luglio 1997 del Ministero della<br />
Sanità, relativa alla sperimentazione clinica<br />
dei farmaci, al decreto del 18 agosto 1997 del<br />
Ministero della Sanità, relativo al “ Recepimento<br />
delle Linee guida dell’Unione Europea<br />
di Buona Pratica Clinica (GCP) per l’esecuzione<br />
delle sperimentazioni cliniche dei farmaci<br />
” e ai due successivi decreti del 18<br />
marzo 1998 concernenti rispettivamente<br />
“ Linee guida di riferimento per l’istituzione<br />
ed il funzionamento dei Comitati Etici ” e<br />
“ Riconoscimento dell’idoneità dei centri per<br />
la sperimentazione clinica dei farmaci ”;<br />
vista<br />
la delibera n. 30/99 del 3 dicembre 1999 nella<br />
quale sono stati nominati componenti del<br />
CEI per il triennio 1999-2002 e i successivi<br />
atti con i quali il CEI è stato rinnovato sino<br />
al 31 dicembre 2006;<br />
visto<br />
il decreto del 12 maggio 2006 del Ministero<br />
della Salute, relativo ai “ Requisiti minimi<br />
per l’istituzione, l’organizzazione ed il funzionamento<br />
dei comitati etici per le sperimentazioni<br />
cliniche dei medicinali ”;<br />
vista<br />
in particolare la dovuta presenza minima<br />
delle seguenti figure:<br />
– un biostatistico;<br />
– un farmacologo;<br />
– il farmacista;<br />
– due clinici;<br />
– un medico legale;<br />
– un esperto di bioetica;<br />
– un rappresentante del settore infermieristico;<br />
– un rappresentante del volontariato;<br />
– un medico di medicina generale;<br />
– il Direttore Sanitario;<br />
– il Direttore Scientifico;<br />
ritenuto<br />
che la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, in riferimento<br />
a specifiche necessità operative,<br />
possa nominare componenti di professionalità<br />
e/o esperienze aggiuntive oltre quelle<br />
indicate al precedente punto, al fine di<br />
poter compiutamente assolvere alle proprie<br />
competenze;<br />
ritenuto<br />
quindi di dover procedere alla ricostituzione<br />
del CEI;<br />
DELIBERA<br />
Art. 1 – Il Comitato Etico Indipendente<br />
(CEI) operante presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> è ricostituito.<br />
Art. 2 – Per il triennio 2007-2009 il CEI è<br />
costituito da:<br />
1. Dott. Massimo Musicco (Biostatistico);<br />
2. Prof. Bruno Silvestrini (Farmacologo);<br />
3. Dott.ssa Maria Giulia Colombini (Farmacista);<br />
4. Dott. Stefano Paolucci (Clinico);<br />
5. Prof. Vincenzo Castellano (Clinico);<br />
6. Prof. Piero Fucci (Medico legale);<br />
7. S.E. Card. Fiorenzo Angelini (Esperto di<br />
bioetica);<br />
8. Caposala Anna Maria Di Nardo (Rappresentante<br />
del settore infermieristico);<br />
9. Sig.ra Maria Elena Villa (Rappresentante<br />
del volontariato);<br />
10. Dott. Ovidio Brignoli (Medico di medicina<br />
generale);<br />
11. Dott. Antonino Salvia (Il Direttore Sanitario);<br />
12. Prof. Carlo Caltagirone (Il Direttore<br />
Scientifico);<br />
13. Prof. Francesco Chiappetta (Esperto in<br />
materia giuridica);<br />
14. Ing. Massimo Biagini (Rappresentante<br />
dell’utenza).<br />
Art. 3 – Il CEI si avvale di una Segreteria,<br />
dotata di risorse umane e strumentali utili<br />
per la ricerca bibliografica, l’archiviazione<br />
dei dati, la sistematizzazione e duplicazione<br />
documentale per i lavori del Comitato e la<br />
verbalizzazione degli stessi, nonché per la<br />
conservazione e l’aggiornamento del Registro<br />
delle Sperimentazioni ed i rapporti diretti<br />
con il preposto Ufficio del Ministero della<br />
Sanità, ai fini della vigilanza dello stesso<br />
nella materia; detta Segreteria è in possesso<br />
delle “…necessarie infrastrutture per assicu-<br />
44 2009
Struttura organizzativa<br />
rare il collegamento all’osservatorio, per l’inserimento<br />
nelle banche dati nazionale ed<br />
europea dei dati e l’attività di supporto tecnico<br />
per la valutazione delle reazioni avverse<br />
serie ed inattese, nonché degli eventi<br />
avversi…” (Art. 4.2, DL 12/05/2006).<br />
La Segreteria è composta da un Responsabile<br />
e da un collaboratore, scelti con atto successivo<br />
tra il personale dipendente della <strong>Fondazione</strong>.<br />
REGOLAMENTO DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE (CEI)<br />
(letto e sottoscritto il 22 settembre 2006)<br />
Art. 1 – Definizione e funzioni generali<br />
1.1. Il Comitato Etico Indipendente presso la<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> è stato a suo tempo<br />
istituito con delibera 16/98 del 16 ottobre<br />
1998 per la valutazione di studi e sperimentazioni<br />
cliniche, comprese quelle sui farmaci, ai<br />
sensi del Decreto del Ministero della Sanità<br />
del 15 luglio 1997 e successive modificazioni<br />
o disposizioni ministeriali.<br />
1.2. La dichiarazione di Helsinki del 1964 e<br />
successivi emendamenti e le norme di Good<br />
Clinical Practice: Consolidated Guideline dell’Unione<br />
Europea, adottate dall’Agenzia<br />
Europea per la valutazione dei medicinali<br />
(EMEA), costituiscono il principale riferimento<br />
per le decisioni e le attività del CEI in<br />
merito agli studi ed alle sperimentazioni di<br />
cui al punto 1.1.<br />
1.3. Il presente regolamento analizza ed<br />
aggiorna le attività del CEI conformandole<br />
sulla base di quanto riportato dal Decreto<br />
Legislativo 211 del 24 giugno 2003 (attuazione<br />
della direttiva 2001/20/CE) e con riferimento<br />
alla Circolare Ministeriale n. 6 del 2<br />
settembre 2002 (sperimentazioni non interventistiche),<br />
alla circolare Ministeriale n. 173<br />
del 28 luglio 2003 (autorizzazione dei medicinali<br />
per uso terapeutico), ed al Decreto<br />
Ministeriale del 17 dicembre 2004 (sperimentazioni<br />
“ no profit ”).<br />
Art. 2 – Composizione e partecipazione<br />
2.1. Il CEI è un organismo collegiale, multidisciplinare<br />
ed indipendente nominato dalla<br />
Presidenza della <strong>Fondazione</strong> i cui membri<br />
hanno le qualifiche e le competenze necessarie<br />
per esaminare e valutare gli aspetti scientifici,<br />
metodologici, medici ed etici degli<br />
studi proposti.<br />
2.2. I componenti del CEI eleggono a maggioranza<br />
al loro interno, un Presidente, preferibilmente<br />
non dipendente della <strong>Fondazione</strong>,<br />
due vicepresidenti con funzioni vicarie in caso<br />
di assenza o di impedimento del Presidente.<br />
2.3. È presente un ufficio di Segreteria<br />
secondo quanto previsto dal Decreto Ministeriale,<br />
18 Marzo 1998 “ Linee guida di riferimento<br />
per l’istituzione ed il funzionamento<br />
dei Comitati Etici ”.<br />
2.4. Le dimissioni di uno dei componenti<br />
devono essere presentate alla Presidenza<br />
della <strong>Fondazione</strong> e al CEI per conoscenza.<br />
2.5. Ai fini del buon funzionamento del CEI<br />
il componente che risulti assente, anche se<br />
giustificato, per più della metà delle sedute<br />
tenutesi nell’arco di un anno dalla sua<br />
nomina, è escluso dal quorum di cui al successivo<br />
punto 4.3 ed il CEI ne propone la<br />
sostituzione alla <strong>Fondazione</strong> con analoga<br />
figura professionale.<br />
Art. 3 – Competenze<br />
3.1. È di competenza del CEI la valutazione<br />
di tutte le forme di studio e sperimentazione<br />
per le quali venga presentata regolare<br />
domanda; in particolare, attesa la peculiare<br />
funzione istituzionale della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong>, Istituto di Ricovero e Cura riconosciuto<br />
a Carattere Scientifico (IRCCS), sono oggetto<br />
di valutazione e di espressione di parere:<br />
– le attività di ricerca aventi connotati di<br />
sperimentazione clinica, condotte nell’ambito<br />
della programmazione scientifica della<br />
<strong>Fondazione</strong> medesima, in relazione ai propri<br />
interessi biomedici riconducibili ai settori di<br />
riconoscimento del carattere scientifico;<br />
– i protocolli di ricerca e sperimentazione<br />
clinico-farmacologiche sponsorizzati da Enti<br />
od Organismi pubblici e privati, comprese<br />
Ditte Farmaceutiche, secondo quanto riportato<br />
nel Decreto Legislativo 211/03;<br />
– le sperimentazioni cosiddette “ no profit ”<br />
di cui al Decreto Ministeriale 17 dicembre<br />
2004, i cui requisiti sono riportati all’art. 1.2<br />
dello stesso DM.<br />
3.2. Il CEI, nell’ambito della valutazione<br />
delle richieste, pone particolare attenzione<br />
alla qualifica dello Sperimentatore ed alla<br />
2009 45
Sezione I<br />
validità della Unità o struttura proposta per<br />
la sperimentazione, con specifico riferimento<br />
alla presenza di idonea strumentazione e di<br />
provata professionalità del personale sanitario<br />
e, più in generale, all’adeguatezza delle<br />
risorse richieste per lo studio.<br />
3.3. Il CEI ha compiti di controllo sulla conduzione<br />
delle sperimentazioni tramite l’esame<br />
della documentazione esistente e relativa<br />
a ciascun soggetto dello studio, verificando<br />
i seguenti punti:<br />
– riservatezza, informazioni al paziente e<br />
consenso, informazione al medico curante<br />
ed al personale sanitario interessato;<br />
– aderenza a quanto approvato dal CEI nella<br />
esecuzione degli esami e delle visite e nell’impegno<br />
economico;<br />
– modalità di gestione dei prodotti relativi<br />
alla sperimentazione.<br />
3.4. Al di là delle conoscenze e verifiche previste<br />
dalla normativa vigente [art. 2 del D.L.<br />
211/2003, lettera m) e t); art. 3, comma 1, lettera<br />
a); art. 12, comma 3, 4, 5, 6] il CEI mantiene<br />
un diretto contatto con le attività di<br />
sperimentazione in corso, sorvegliandone il<br />
buon andamento, anche dal punto di vista<br />
del mantenimento degli standard clinicoassistenziali<br />
e riesaminandole periodicamente<br />
con tempistica correlata alla durata<br />
degli studi.<br />
Art. 4 – Convocazione<br />
4.1. Il CEI si riunisce di norma una volta al<br />
mese (salvo particolari necessità che richiedano<br />
diversa programmazione), previa convocazione<br />
da parte del Presidente tramite la<br />
Segreteria con allegato ordine del giorno.<br />
4.2. L’eventuale impossibilità alla partecipazione<br />
alla seduta deve essere tempestivamente<br />
comunicata alla Segreteria.<br />
4.3. Si considera valida la seduta se è<br />
presente il quorum (metà + 1) dei componenti<br />
del CEI, esclusi gli assenti giustificati<br />
mediante comunicazione scritta, purché sia<br />
presente almeno un terzo dei componenti.<br />
4.4. Rilevate le presenze da parte della<br />
Segreteria, si procede all’apertura dei lavori.<br />
Art. 5 – Procedure<br />
5.1. Anche con riferimento a quanto definito<br />
al precedente punto 3.1, ed in particolare<br />
alla opportunità che gli studi da condurre<br />
rientrino in una strategia programmatoria<br />
e comunque nel settore di interesse<br />
scientifico della <strong>Fondazione</strong>, la documentazione<br />
relativa ai protocolli di studio e di sperimentazione<br />
viene esaminata dal CEI<br />
secondo l’ordine cronologico di trasmissione<br />
alla Segreteria, salvo casi particolari, di volta<br />
in volta valutati, in relazione a specifici interessi<br />
o urgenze. Di tale deroga viene fatta<br />
menzione nel verbale relativo alla seduta del<br />
CEI di riferimento.<br />
La Segreteria protocolla la documentazione<br />
in entrata, ne registra la data di acquisizione<br />
e comunica la stessa allo Sperimentatore.<br />
I tempi tecnici di valutazione di cui al successivo<br />
punto 5.6 partono da tale data di presentazione.<br />
5.2. La lingua ufficiale del CEI è l’italiano;<br />
pertanto, la domande di sperimentazione e<br />
tutta la documentazione allegata deve essere<br />
prodotta in italiano.<br />
5.3. Ogni componente riceve la documentazione<br />
relativa ai progetti di sperimentazione<br />
con congruo anticipo, al fine di poterne<br />
prendere visione ed effettuare un esame preventivo.<br />
5.4. Non sono prese in esame domande presentate<br />
non complete nella documentazione<br />
prevista dalla normativa vigente e nella modulistica<br />
predisposta.<br />
5.5. Lo Sperimentatore, ove necessario,<br />
dovrà richiedere ai Primari/ Direttori o<br />
comunque ai Responsabili delle strutture ove<br />
intende svolgere la ricerca, l’autorizzazione<br />
all’utilizzo delle strutture medesime.<br />
5.6. Il CEI, in caso di sperimentazioni<br />
monocentriche, è tenuto a formulare un<br />
parere entro sessanta giorni dal ricevimento<br />
della richiesta completa di tutta la documentazione<br />
(art. 6.3 D.Lgl. 211/03); eventuali<br />
richieste di chiarimento, ovvero di integrazione<br />
della documentazione prodotta, da<br />
potersi richiedere solo una volta, determinano<br />
l’interruzione dei termini per il periodo<br />
compreso tra la data di inoltro e quella di<br />
ricevimento degli elementi integrativi sollecitati<br />
(art. 4 D. Lgl. 211/03).<br />
5.7. Il CEI, in caso di sperimentazioni multicentriche<br />
nelle quali venga indicato come<br />
Comitato Etico al quale afferisce lo sperimentatore<br />
del Centro Coordinatore, fornisce<br />
parere motivato entro 30 giorni a decorrere<br />
dalla data di ricevimento della richiesta<br />
(parere unico).<br />
5.8. Il CEI, in caso di sperimentazioni multicentriche<br />
nelle quali venga indicato come<br />
Comitato Etico al quale afferisce lo Sperimentatore<br />
di un Centro partecipante, può<br />
46 2009
Struttura organizzativa<br />
comunicare al Comitato Etico del Centro<br />
Coordinatore eventuali osservazioni sul protocollo<br />
entro 30 giorni dalla presentazione<br />
della domanda e comunque è tenuto a formulare<br />
il proprio parere entro 30 giorni dopo<br />
aver ricevuto dal Comitato Etico del Centro<br />
coordinatore il parere unico.<br />
5.9. Ai sensi dell’articolo 7.3 del Decreto<br />
Legislativo 211/03, il CEI ha competenza nel<br />
giudicare tutti gli aspetti del protocollo alla<br />
base della richiesta di parere. Peraltro, nel<br />
caso che al CEI afferisca lo Sperimentatore<br />
del Centro coordinatore, il CEI può chiedere<br />
eventuali modifiche e/o integrazioni su tutto<br />
il protocollo prima dell’espressione del<br />
parere, mentre nel caso che al CEI afferisca<br />
lo sperimentatore di un Centro partecipante,<br />
oltre le considerazioni da inviare eventualmente<br />
al Comitato Etico del Centro coordinatore,<br />
il CEI può solo accettare o rifiutare il<br />
parere favorevole dello stesso Centro nel suo<br />
complesso, potendo, comunque, richiedere<br />
l’eventuale modifica del solo consenso informato<br />
limitatamente ai soggetti in sperimentazione<br />
presso il centro a cui riferisce.<br />
5.10. Gli accertamenti clinici strumentali<br />
e/o di laboratorio devono essere eseguiti<br />
presso strutture ritenute idonee dal CEI.<br />
5.11. Le decisioni vengono prese a maggioranza<br />
dei presenti tramite espressione di voto<br />
palese da parte degli aventi diritto. In caso di<br />
parità, il voto del presidente vale doppio.<br />
5.12. I componenti del CEI non possono<br />
prendere parte a decisioni su sperimentazioni<br />
nelle quali siano coinvolti.<br />
5.13. Il CEI esprime parere favorevole o non<br />
favorevole sulle sperimentazioni con motivazione.<br />
5.14. Il CEI ha facoltà di revocare il parere<br />
favorevole alla sperimentazione in corso con<br />
provvedimento motivato.<br />
5.15. Il parere espresso dal CEI, viene trasmesso<br />
dalla Segreteria allo Sponsor e alla<br />
Presidenza della <strong>Fondazione</strong>, autorità competente<br />
del Centro secondo la definizione del<br />
Decreto Legislativo 211/03, per l’adozione del<br />
conseguente provvedimento deliberativo. Il<br />
provvedimento autorizzativo del Presidente<br />
dovrà essere comunicato al CEI oltre che allo<br />
Sperimentatore, al Direttore o Primario, alla<br />
Direzione Sanitaria ed alla Direzione Scientifica,<br />
al Servizio di Farmacia, al Settore economico<br />
e finanziario. Lo Sperimentatore<br />
potrà iniziare la sperimentazione solo dopo<br />
la ricezione di tale autorizzazione e darà<br />
comunicazione al CEI della data di inizio.<br />
Art. 6 – Oneri finanziari e compensi<br />
6.1. Le sperimentazioni possono essere promosse<br />
da aziende farmaceutiche, da altri enti<br />
o istituzioni pubbliche o private o da unità<br />
operative della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
Qualora la sperimentazione venga finanziata<br />
da Sponsor commerciali, la quota di cui al<br />
successivo punto 6.2, lettera B, è comprensiva<br />
in ogni caso delle seguenti voci:<br />
– Fornitura di prodotti da sperimentare per<br />
tutta la durata della ricerca e per tutti i<br />
pazienti arruolati, compresa quella di placebo<br />
e/o farmaci di controllo, opportunamente<br />
preparati ed etichettati in modo da<br />
assicurare, quando prevista, la cecità della<br />
sperimentazione.<br />
– Pagamento di ogni spesa connessa alla<br />
sperimentazione e non correlata alla normale<br />
gestione del paziente.<br />
– Compensi destinati agli sperimentatori.<br />
6.2. Lo Sponsor commerciale dovrà versare<br />
due quote distinte:<br />
A. Quota per l’esame istruttorio per gli oneri<br />
di funzionamento del CEI – Al momento della<br />
presentazione della domanda di sperimentazione<br />
deve essere esibita copia della ricevuta<br />
di versamento della quota iniziale pari a<br />
Euro 2.600 + IVA al 20%, necessaria per<br />
coprire le spese di istruttoria, che andranno<br />
così ripartite:<br />
– il 15 % è riservato alla Segreteria per le<br />
spese relative all’acquisizione di apparecchiature,<br />
materiale d’uso, bibliografia specifica,<br />
cancelleria, e, più in generale, di tutto quanto<br />
attiene allo sviluppo delle attività derivanti<br />
dalle competenze assegnate dalle normative<br />
vigenti;<br />
– il 5% è di competenza della <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> per le spese di affitto locali,<br />
utenze, ecc.;<br />
– il restante 80% è utilizzato per la definizione<br />
del gettone annuale di partecipazione<br />
(gettone di presenza x numero di<br />
sedute effettuate), comprensivo del rimborso<br />
delle spese, a favore dei componenti<br />
esterni del Comitato Etico. Qualora il<br />
Comitato si avvalga di esperti con la qualifica<br />
di membro straordinario, agli stessi<br />
spetta un compenso pari al gettone di presenza.<br />
Il gettone di partecipazione è assegnato<br />
a fine anno solare. La posizione del<br />
personale di ruolo della <strong>Fondazione</strong>, nomi-<br />
2009 47
Sezione I<br />
nato componente del Comitato Etico o costituente<br />
la Segreteria, deve essere considerata<br />
quale incarico assegnato dalla <strong>Fondazione</strong><br />
medesima a propri dipendenti e<br />
come tale deve essere valutata e gestita.<br />
Nel caso specifico i dipendenti svolgono<br />
tale incarico fuori dall’orario di lavoro e la<br />
quota a loro spettante viene erogata in<br />
regime di intramoenia.<br />
B. Quota relativa allo svolgimento della sperimentazione<br />
– Tale quota deve essere oggetto<br />
di una proposta di convenzione presentata<br />
dallo Sponsor/Sperimentatore.<br />
Quanto ritenuto necessario quale rimborso<br />
per le spese generali di gestione contrattuale<br />
sarà trattenuta dalla <strong>Fondazione</strong>, mentre la<br />
restante somma costituirà la percentuale a<br />
disposizione dello Sperimentatore per le<br />
necessità operative dell’Unità di appartenenza,<br />
con particolare riferimento alla conduzione<br />
dello studio.<br />
6.3. Per le sperimentazioni cosiddette “ no<br />
profit ” di cui al Decreto Ministeriale 17<br />
dicembre 2004 (ai sensi dell’articolo 2.5 dello<br />
stesso decreto) e più in generale per alcune<br />
sperimentazioni per la cui conduzione, in<br />
base al protocollo di ricerca, non siano previste<br />
particolari spese, o alcun finanziamento,<br />
e che risultino particolarmente rilevanti sul<br />
piano dell’acquisizione delle conoscenze<br />
scientifiche, il CEI esonera lo Sponsor/Sperimentatore<br />
dal rimborso degli oneri<br />
di funzionamento del CEI stesso di cui al<br />
precedente punto 6.2, lettera A.<br />
Art. 7 – Approvazione e modifiche<br />
del regolamento<br />
7.1. Il regolamento del CEI ed eventuali successive<br />
modificazioni sono approvati dalla<br />
maggioranza (metà + uno) dei componenti<br />
del Comitato.<br />
7.2. Le proposte di modifica del regolamento<br />
presentate e discusse nel corso di una<br />
seduta sono sottoposte ad approvazione del<br />
CEI nel corso della seduta successiva.<br />
Art. 8 – Sono allegati al presente regolamento<br />
e ne costituiscono parte integrante:<br />
– il modulo di sintesi da utilizzare da parte<br />
dello sponsor/sperimentatore per la presentazione<br />
della richiesta di parere. Tale modulo è<br />
inviato a domanda degli interessati dalla<br />
Segreteria del CEI e deve accompagnare<br />
sempre la documentazione relativa alla sperimentazione<br />
(allegato 1);<br />
– le indicazioni per la predisposizione del<br />
modello di consenso informato (allegato 2).<br />
Art. 9 – Per tutto quanto non previsto nel<br />
presente regolamento, si deve far riferimento<br />
alla normativa vigente.<br />
Il presente regolamento entra in vigore alla<br />
data della sua sottoscrizione.<br />
48 2009
Struttura organizzativa<br />
Allegato 1<br />
RICHIESTA DI PARERE DEL COMITATO ETICO INDIPENDENTE<br />
PRESSO LA FONDAZIONE SANTA LUCIA DI ROMA<br />
PER L’APPROVAZIONE DI STUDI E SPERIMENTAZIONI CLINICHE<br />
(Decreto Legislativo 211 del 24 giugno 2003)<br />
Al COMITATO ETICO<br />
Via Ardeatina, 306 – 00179 Roma<br />
…l… sottoscritt… prof./dr. ................................................................................................................<br />
Qualifica .............................................................................................................................................<br />
Reparto/servizio .................................................................................................................................<br />
Sede .....................................................................................................................................................<br />
telefono …………………. fax …………..……<br />
e-mail ………………………..<br />
CHIEDE il parere etico sullo studio/sperimentazione clinica<br />
(titolo) .................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
Sponsor ...............................................................................................................................................<br />
Con sede legale in ..............................................................................................................................<br />
Rappresentante sponsor ....................................................................................................................<br />
telefono …………………. fax …………..……<br />
e-mail ………..………………<br />
Si allegano i seguenti documenti (tutti in lingua italiana):<br />
(barrare l’indicazione di documenti allegati ed aggiungere quella di eventuali ulteriori documenti)<br />
1. Modulistica per lo studio/sperimentazione clinica (modello 1).<br />
2. Protocollo di studio (se lo studio viene presentato in lingua inglese si rende necessario presentare un<br />
riassunto sostanziale in italiano che riporti ogni elemento utile ad una opportuna e completa valutazione).<br />
3. Investigator Brochure del farmaco/sostanza in sperimentazione.<br />
4. Scheda rilevazione dati.<br />
5. Eventuale delibazione/giudizio di notorietà.<br />
6. Copia della Polizza Assicurativa a copertura della responsabilità civile dei partecipanti autorizzati<br />
alla sperimentazione, anche per eventuali danni subiti dai soggetti coinvolti nella sperimentazione e<br />
derivanti da comportamenti colposi degli sperimentatori, nonché a copertura delle spese legali. Detta<br />
copia dovrà essere autenticata, per copia conforme, da un responsabile dello sponsor e corredata da<br />
timbro e firma leggibile.<br />
7. Foglio informativo e modulo di consenso informato.<br />
8. Proposta di convenzione economica.<br />
9. Copia della ricevuta del versamento di €2.600 + I.V.A. sul c/c intestato alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
che dovrà riportare nella causale la dizione “ COMITATO ETICO”, nonché l’indicazione dello Sponsor,<br />
del farmaco sperimentato, dello Sperimentatore e dell’Unità strutturale di appartenenza.<br />
10. Curriculum degli sperimentatori.<br />
Lo Sperimentatore richiedente<br />
(timbro e firma)<br />
Roma, ..............................<br />
………………………………….<br />
La presente domanda, unitamente a tutti gli allegati, viene inviata in 15 copie, di cui<br />
una in originale. L’investigator Brochure viene inviata in sole 3 copie.<br />
2009 49
Sezione I<br />
Modello 1<br />
1) Struttura della <strong>Fondazione</strong> presso cui si svolge la ricerca<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
2) Nome e cognome del responsabile della sperimentazione e di coloro che saranno<br />
autorizzati al suo svolgimento (allegare curriculum vitae)<br />
Responsabile: .....................................................................................................................................<br />
Autorizzati: .........................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
Il sottoscritto responsabile della ricerca garantisce:<br />
– la competenza e l’adeguatezza del personale;<br />
– l’idoneità dei locali e la conformità delle attrezzature disponibili alle norme vigenti.<br />
3) Presentazione dello studio (breve abstract)<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
4) Identificazione del farmaco (solo per le sperimentazioni farmacologiche)<br />
Principio attivo ..................................................................................................................................<br />
Forma farmaceutica ..........................................................................................................................<br />
Dosaggio .............................................................................................................................................<br />
Nome commerciale ...........................................................................................................................<br />
Ditta ....................................................................................................................................................<br />
Il farmaco è già registrato in Italia? ■ sì ■ no<br />
– Se “ sì ”, specificare eventuale autorizzazione ministeriale per la sperimentazione in Italia<br />
..............................................................................................................................................................<br />
Il farmaco è già registrato in altri paesi? ■ sì ■ no<br />
– Se “ sì ” quali? .................................................................................................................................<br />
5) Eventuali ulteriori informazioni che lo sperimentatore intende fornire<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
..............................................................................................................................................................<br />
NULLA OSTA PER L’UTILIZZAZIONE DELLA STRUTTURA<br />
Il responsabile<br />
(timbro e firma)<br />
..............................<br />
Lo sperimentatore responsabile<br />
(timbro e firma)<br />
.....................................................<br />
50 2009
Struttura organizzativa<br />
Allegato 2<br />
INDICAZIONI PER LA STESURA<br />
DI MODULI DI CONSENSO INFORMATO<br />
ALLA PARTECIPAZIONE A STUDI CLINICI SPERIMENTALI<br />
Le indicazioni qui presentate definiscono le caratteristiche irrinunciabili che devono<br />
presentare i moduli di consenso informato per la partecipazione di soggetti umani a studi<br />
sperimentali.<br />
Il consenso del soggetto può essere richiesto solo dopo che gli sono state fornite adeguate<br />
informazioni sullo studio, nonché sui suoi diritti e responsabilità.<br />
Con il termine di “ consenso informato ”, quindi, ci si riferisce all’assenso volontario di<br />
un soggetto a partecipare ad uno studio e alla documentazione comprovante tale assenso.<br />
Le indicazioni che vengono date nel presente documento sono da ritenersi valide e rilevanti<br />
anche per la conduzione di un approfondito colloquio, di cui la lettura e la firma del<br />
modulo di consenso, con relativo foglio informativo, costituiscono solo l’atto finale o suggello.<br />
Secondo il Comitato Nazionale per la Bioetica i requisiti del consenso informato, sotto il<br />
profilo operativo, sono i seguenti:<br />
1. offerta dell’informazione;<br />
2. comprensione dell’informazione;<br />
3. libertà decisionale;<br />
4. capacità decisionale.<br />
* * *<br />
1. Offerta dell’informazione: contenuti essenziali del consenso informato<br />
Si analizzano di seguito quali modalità devono essere seguite nel sottoporre al soggetto<br />
le informazioni per consentirgli di scegliere se partecipare allo studio proposto o meno.<br />
Si considerano, altresì, quali elementi informativi devono essere inclusi nella documentazione<br />
informativa, acclusa al vero e proprio modulo di consenso informato, predisposta per<br />
consentire una scelta consapevole a soggetti cui venga proposto di partecipare ad uno studio<br />
sperimentale.<br />
a) Il testo del consenso informato deve essere in italiano o comunque in una lingua<br />
compresa dal soggetto.<br />
b) Qualora il soggetto non sia in grado di dare un consenso consapevole di persona (se<br />
si trova in stato di incoscienza, se è affetto da grave malattia mentale o menomazione fisica)<br />
la possibilità di arruolare tale tipo di paziente deve essere preventivamente sottoposta al<br />
Comitato Etico cui viene richiesto il parere sullo studio. Inoltre, in tali evenienze, deve essere<br />
registrato il consenso informato di un rappresentante legalmente valido del paziente cui sia<br />
stato adeguatamente spiegato che la partecipazione favorisce il benessere e l’interesse del soggetto.<br />
Nei rari casi in cui non sia possibile, per valide ragioni, rispettare queste indicazioni, lo<br />
sperimentatore deve documentare e motivare il proprio comportamento.<br />
c) Ai soggetti deve essere concesso un tempo adeguato per decidere se vogliono partecipare<br />
o meno allo studio, così da poter avere la possibilità di consultare persone di fiducia.<br />
d) Il consenso deve essere sempre firmato dal soggetto o, nel caso di impossibilità di<br />
questi, da un rappresentante legalmente valido del paziente o da 2 testimoni che attestino<br />
l’osservanza degli interessi del paziente.<br />
e) Il soggetto interpellato perché partecipi ad una sperimentazione deve essere informato<br />
sugli obiettivi, metodi e benefici previsti come sui rischi, effetti collaterali e disturbi<br />
potenziali; questo bilancio tra benefici ottenibili e rischi potenziali è uno dei criteri fondamentali<br />
di giudizio e per questo deve essere posto all’inizio del consenso informato o del<br />
modulo informativo ad esso allegato. Le informazioni devono essere comprensibili, veritiere e<br />
complete, evitando eccessivi dettagli tecnici.<br />
f) L’esposizione dei benefici e dei rischi deve essere integrata con una illustrazione dei<br />
trattamenti e delle procedure standard di uso corrente.<br />
2009 51
Sezione I<br />
g) Deve essere spiegato con chiarezza il significato del concetto “ attribuzione casuale ” o<br />
“ attribuzione randomizzata ” dei soggetti ad un gruppo sperimentale o al gruppo di controllo.<br />
In particolare, nella sperimentazione di farmaci, dove essere ben chiarito che un soggetto può<br />
essere assegnato ad un gruppo che assumerà una sostanza inattiva. Il termine “ placebo ” non<br />
può essere solo citato, ma deve essere spiegato con parole del linguaggio comune; lo stesso<br />
vale per termini quali “ studio in doppio cieco ”, “ cross-over ”, ecc.<br />
h) Il modulo di consenso informato non deve servire di occasione per comunicare informazioni<br />
diagnostiche o prognostiche che non siano ancora note al paziente.<br />
i) Deve essere chiaramente spiegata la procedura con la quale verrà condotto lo studio;<br />
debbono essere precisati, in modo circostanziato, i “ compiti ” assegnati al soggetto e le richieste<br />
che gli verranno fatte in termini di controlli clinici e strumentali, nonché la frequenza di<br />
tali controlli. La precisione, a questo riguardo, consentirà di vagliare chiaramente l’impegno<br />
richiesto al soggetto e di spiegare le ragioni di tale impegno.<br />
j) Deve risultare ben chiaro dal testo del consenso informato che il paziente ha diritto di<br />
non partecipare alla sperimentazione che gli viene proposta, senza che ciò comporti di essere<br />
privato del miglior trattamento possibile per la sua malattia. Nel caso in cui accetti, può ritirarsi<br />
in qualsiasi momento senza essere obbligato a fornire alcuna giustificazione.<br />
k) Deve essere chiarito che il medico referente sospenderà la partecipazione del soggetto<br />
alla sperimentazione qualora ciò sia nell’interesse del paziente e gli darà ragione dei motivi<br />
della sospensione.<br />
l) Deve essere specificato che i soggetti verranno prontamente informati di qualunque<br />
notizia per loro rilevante che si renda disponibile durante lo studio.<br />
m) Deve essere garantita la segretezza dei dati relativi ai soggetti e, precisando la possibilità<br />
di ispezione della documentazione sanitaria da parte di personale autorizzato e tenuto a<br />
sua volta alla riservatezza, dovranno essere indicati gli Enti e/o le persone che potranno effettuare<br />
tale ispezione.<br />
n) Deve essere precisata l’esistenza di una polizza assicurativa a copertura di eventuali<br />
danni che il paziente dovesse subire a causa della sperimentazione.<br />
o) Deve essere chiarito che la partecipazione alla sperimentazione non comporterà per<br />
il soggetto alcun aggravio di spesa.<br />
p) Il paziente deve essere informato esplicitamente che la sperimentazione cui aderisce<br />
è stata approvata dai comitati riconosciuti dall’Autorità sanitaria competente.<br />
q) Deve risultare che il soggetto, o il suo rappresentante legalmente valido, ha effettivamente<br />
avuto la possibilità di fare domande e di ottenere risposte in quantità sufficiente, nonché<br />
un tempo di riflessione congruo per compiere una scelta consapevole<br />
r) Al soggetto deve essere fornito un documento, a cura dello sperimentatore, da cui<br />
risulti che il soggetto stesso sta partecipando ad uno studio. Tale documento deve riportare le<br />
caratteristiche essenziali dello studio, i nomi dei responsabili dello studio stesso con relativo<br />
indirizzo e numero di telefono.<br />
s) Dopo aver ottenuto l’assenso del soggetto a questo proposito, si deve informare il<br />
medico di famiglia della partecipazione del soggetto stesso alla sperimentazione.<br />
t) Deve essere specificato che l’approvazione della sperimentazione da parte della competente<br />
Autorità sanitaria include che i risultati dello studio verranno portati a conoscenza<br />
della comunità scientifica ed i dati raccolti durante la sperimentazione non potranno rimanere<br />
di proprietà di singoli o gruppi che li possano utilizzare secondo il loro esclusivo interesse.<br />
2. Comprensione dell’informazione<br />
La modalità con la quale si presentano ad un soggetto i contenuti selezionati ha grande<br />
rilevanza nell’invitare o meno il destinatario del consenso informato a leggerlo attentamente<br />
e a comprenderlo. Ostacoli alla comprensione possono essere rappresentati anche<br />
da condizioni e/o sentimenti connessi con la malattia: il medico, quindi, non deve proporre<br />
direttamente la partecipazione ad una ricerca ad una persona manifestamente non in grado<br />
di esaminare adeguatamente tale proposta.<br />
52 2009
Struttura organizzativa<br />
Giova, infine, sottolineare anche che lo studio della comunicazione medico-paziente ha<br />
indicato come un terzo di ciò che viene detto al paziente viene dimenticato e come meno del<br />
50% delle indicazioni e dei consigli viene ricordato; inoltre la proporzione di elementi dimenticati<br />
cresce con la quantità di informazioni presentate ed i pazienti sembrano più abili a<br />
ricordare ciò che è stato loro detto per primo. La conoscenza di questi elementi deve guidare<br />
la scelta del modo in cui presentare al paziente le informazioni che gli sono indispensabili per<br />
una decisione consapevole.<br />
3. Libertà decisionale<br />
Nel proporre la partecipazione ad una sperimentazione non deve essere invocato un<br />
“ consenso implicito ”, anche se a proporre studi sperimentali sono medici con cui i pazienti<br />
hanno già instaurato un rapporto fiduciario. Si ricorda, in tal senso che anche dal punto di<br />
vista giurisprudenziale “ il consenso non è mai implicito, neppure allorché tra medico e<br />
paziente si instaura un rapporto di competente collaborazione ”.<br />
Dunque, per ottenere un consenso realmente informato a partecipare ad uno studio sperimentale,<br />
occorre esplorare ciò che il paziente ritiene giusto per se stesso, la qual cosa può<br />
essere diversa da ciò che il medico si attende. Bisogna altresì indagare con tatto se vi siano<br />
state influenze e pressioni sul paziente da parte del contesto sociale o familiare in cui questo<br />
vive. Inoltre, l’operatore non può far pesare il proprio condizionamento ideologico sul modo<br />
con cui presenta al paziente le alternative terapeutiche e nell’indicare i passaggi fondamentali<br />
che portano alle diverse decisioni.<br />
4. Capacità decisionale<br />
Secondo il Comitato Nazionale per la Bioetica, per riconoscere la competenza decisionale<br />
di un soggetto sembra importante l’esame delle modalità con cui avviene il processo deliberativo.<br />
In forza di tale criterio occorre accertare se il soggetto:<br />
– sia in grado di comunicare con i curanti;<br />
– dia segni esteriori di aver compreso l’informazione e d’essere pronto a decidere;<br />
– intenda le alternative e ne capisca la natura;<br />
– dia risposte dotate di coerenza e persista nelle conclusioni espresse.<br />
Nel caso in cui il soggetto manifesti di non possedere queste capacità occorre sottoporre<br />
la proposta di partecipazione allo studio ad un rappresentante legalmente valido del paziente.<br />
2009 53
Sezione I<br />
FOGLIO INFORMATIVO<br />
PER LA RICHIESTA DI CONSENSO INFORMATO<br />
ALLA PARTECIPAZIONE AD ATTIVITÀ DI RICERCA SCIENTIFICA<br />
ED AL CONSEGUENTE TRATTAMENTO DEI DATI PERSONALI<br />
Gentile Signore/a ...............................................................................................................................<br />
la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> è un Istituto di Ricovero e Cura riconosciuto a Carattere<br />
Scientifico, che svolge, insieme all’attività di assistenza, quella di ricerca sanitaria e di formazione<br />
nel settore della riabilitazione neuromotoria e delle neuroscienze.<br />
Nell’ambito di tale esercizio, è in corso (o è programmato) lo svolgimento di una ricerca<br />
dal titolo [inserire il titolo della ricerca, studio o sperimentazione] “.........................................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................”.<br />
Lo studio prende in considerazione [descrivere in maniera semplice l’ambito dello studio]<br />
..................................................................................................................................... e si prefigge di<br />
[descrivere in maniera semplice gli obiettivi] .............................................................................................<br />
attraverso [descrivere in maniera semplice, ma completa, le modalità di conduzione] ...............................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
I benefici previsti sono [descrivere le finalità in termini di benefici attesi. Precisare se i benefici non<br />
saranno specificamente diretti per il partecipante, ma potranno concretizzarsi in futuro per soggetti portatori<br />
della stessa patologia o se, comunque, il beneficio si concretizzerà nell’aumento delle conoscenze specifiche<br />
di settore] .......................................................................................................................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
I rischi per le persone che partecipano allo studio si riassumono in [descrivere gli eventuali<br />
rischi derivanti dalla partecipazione] .......................................................................................................,<br />
mentre sono/non sono prevedibili effetti collaterali, costituiti da [descrivere anche eventuali effetti<br />
collaterali, anche non di particolare evidenza prognostica (es. ematoma dopo prelievo ematico)]<br />
...............................................................................................................................................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
Attualmente, per la gestione della questione trattata, sono previsti trattamenti/proce -<br />
dure standard di uso corrente costituiti/e da [descrivere le procedure standard di diagnosi/trat ta -<br />
mento della patologia] ............................................................................................................<br />
.....................................................................................................................................<br />
Lo studio, rispetto a tali trattamenti, mira a [sottolineare il possibile o l’auspicato valore<br />
aggiunto dello studio] ..............................................................................................................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
Con il presente modulo Le viene proposto di prendere parte al programma di studio, il<br />
cui responsabile scientifico è il Prof./Dott. [nome del responsabile dello studio] .................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
Se Lei deciderà di partecipare allo studio, sarà inserito, dopo la raccolta dei suoi dati da<br />
parte del personale addetto, nel gruppo sperimentale o nel gruppo di controllo secondo i<br />
seguenti criteri [descrivere i criteri di inserimento del soggetto] ...............................................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
Durante lo studio saranno effettuati controlli clinici e strumentali consistenti in [elencare<br />
e descrivere tutte le attività diagnostiche e terapeutiche/riabilitative sia cliniche che strumentali facenti parte<br />
delle studio] .........................................................................................................<br />
....................................................................................................................................<br />
L’impegno a Lei richiesto per partecipare allo studio consiste [descrivere in che cosa consisterà<br />
l’impegno del soggetto rispetto al quanto descritto al paragrafo precedente] .....................................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
...............................................................................................................................................................<br />
La durata del Suo impegno è prevista in [indicare la durata dell’impegno, a seconda dei casi in<br />
minuti/ore o in giorni/settimane/mesi. In questo caso specificare il tempo all’interno di tale periodo]<br />
...............................................................................................................................................................<br />
54 2009
Struttura organizzativa<br />
A seconda del gruppo in cui sarà inserito, Le potrebbe essere richiesto di assumere delle<br />
sostanze cosiddette “ placebo ”: sostanze cioè con nessuna azione farmacologica. Ciò risulta<br />
importante dal punto di vista della ricerca per poter valutare la reale risposta al farmaco<br />
attivo somministrato a soggetti che fanno parte di altri gruppi. L’assunzione della sostanza<br />
placebo al posto della sostanza attiva non pregiudica in alcun modo i modi ed i tempi dell’assistenza<br />
che Le verrà fornita.<br />
Il medico referente, nella persona del Dott. [indicare il nome del sanitario di riferimento per il<br />
soggetto. Di norma è il sanitario che sottomette al soggetto il foglio di consenso] ........................................<br />
..........................................................................................., sarà sempre a Sua disposizione per<br />
qualsiasi chiarimento, La informerà prontamente di qualunque notizia si renda disponibile<br />
durante lo studio e provvederà a sospendere la Sua partecipazione allo studio qualora ciò<br />
risulti nel Suo interesse, comunicandoLe i motivi di tale sospensione.<br />
Nel corso dello studio al quale prenderà parte, Lei sarà assicurato a copertura di eventuali<br />
danni da esso derivante.<br />
La partecipazione allo studio non comporta per Lei alcun aggravio di spesa.<br />
Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico Indipendente della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> ed il suo svolgimento ed i suoi risultati sono monitorati dallo stesso Comitato.<br />
Lei ha il diritto di non partecipare allo studio che Le viene proposto. Questo non comporterà<br />
assolutamente una minore assistenza nei Suoi confronti e Lei sarà in ogni caso sottoposto<br />
al miglior trattamento possibile per il suo stato di malattia.<br />
Anche nel caso di accettazione a partecipare allo studio, Lei ha il diritto di ritirarsi dallo<br />
stesso in qualsiasi momento, senza essere obbligato a fornire alcuna giustificazione.<br />
Si precisa che i risultati dello studio verranno portati a conoscenza della comunità scientifica<br />
ed i dati raccolti durante la sperimentazione non potranno rimanere di proprietà di singoli<br />
o gruppi che li possano utilizzare secondo il loro esclusivo interesse.<br />
La procedura dello studio garantisce, peraltro, la riservatezza dei Suoi dati personali con<br />
riferimento al relativo Codice (D.lgs. del 30 giugno 2003, n. 196), ai sensi del cui art. 13 si sottopone<br />
la seguente informativa.<br />
In conformità alle disposizioni del Codice in materia di protezione dei dati personali (di<br />
seguito “Codice”), la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> La informa che intende svolgere attività di<br />
trattamento di dati personali (di seguito “Dati”), anche sensibili, 1 che La riguardano.<br />
Finalità e modalità del trattamento dei dati<br />
I Dati forniti vengono acquisiti e trattati nel rispetto della normativa sopra richiamata, con il<br />
supporto di mezzi cartacei, informatici o telematici atti a memorizzare, gestire e trasmettere i dati<br />
stessi e comunque mediante strumenti idonei a garantire la loro sicurezza e riservatezza, nel rispetto<br />
delle regole fissate dal Codice, per le finalità della ricerca in precedenza descritta riguardo agli obiettivi,<br />
alle procedure, ai benefici e rischi della partecipazione, all’impegno operativo e temporale richiesto.<br />
Natura del conferimento e conseguenze di un eventuale rifiuto<br />
L’eventuale rifiuto di fornire i Dati funzionali all’esecuzione della ricerca su menzionata<br />
non comporta alcuna conseguenza relativamente ad eventuali trattamenti terapeutici in corso,<br />
salva l’eventuale impossibilità di dare seguito alle operazioni connesse alla ricerca.<br />
1<br />
L’art. 4 del Codice definisce “sensibili” i dati personali idonei a rivelare l’origine razziale ed etnica, le convinzioni<br />
religiose, filosofiche o di altro genere, le opinioni politiche, l’adesione a partiti, sindacati, associazioni od<br />
organizzazioni a carattere religioso, filosofico, politico o sindacale, nonché i dati personali idonei a rivelare lo<br />
stato di salute o la vita sessuale.<br />
2009 55
Sezione I<br />
Lei è libero/a di non partecipare alla ricerca o di ritirarsi dalla stessa anche senza preavviso<br />
o motivazione. Qualora, durante la ricerca, divengano disponibili dati che possano influenzare la<br />
Sua volontà di continuare Lei sarà tempestivamente ed opportunamente informato e, se necessario,<br />
Le sarà richiesto nuovamente il Consenso Informato a proseguire il trattamento in corso.<br />
Comunicazione dei dati<br />
I Dati potranno inoltre venire a conoscenza dei responsabili della cui opera la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> si avvale nell’ambito di rapporti di esternalizzazione per la fornitura di servizi, nonché<br />
dei responsabili e degli incaricati del trattamento dei dati per le finalità di cui alla presente<br />
informativa, l’elenco aggiornato dei quali è a disposizione presso la sede della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong>.<br />
I Dati relativi ai risultati della ricerca sono strettamente confidenziali e soggetti ad anonimato.<br />
I risultati potranno essere portati a conoscenza di terzi o pubblicati, ma escludendo ogni<br />
possibile riferimento personale al paziente.<br />
Durata del trattamento<br />
I Dati verranno trattati dalla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> solamente per la durata della ricerca<br />
[indicare fra parentesi la durata dello studio] ...................................<br />
Diritti dell’interessato<br />
L’art. 7 del Codice riconosce all’interessato numerosi diritti che La invitiamo a considerare<br />
attentamente. Tra questi, Le ricordiamo sinteticamente i diritti di:<br />
• ottenere la conferma dell’esistenza o meno dei Dati che lo riguardano, anche se non<br />
ancora registrati, e la loro comunicazione in forma intelligibile;<br />
• ottenere l’indicazione dell’origine dei Dati, delle finalità e modalità del trattamento, degli<br />
estremi identificativi del titolare, dei responsabili, dei soggetti o delle categorie di soggetti ai quali<br />
i Dati possono essere comunicati o che possono venirne a conoscenza in qualità di responsabili<br />
o incaricati;<br />
• ottenere l’aggiornamento, la rettificazione o l’integrazione dei Dati (qualora vi sia un interesse<br />
in tal senso) ovvero la cancellazione, la trasformazione in forma anonima o il blocco dei<br />
dati trattati in violazione di legge, nonché l’attestazione che tali operazioni sono state portate a<br />
conoscenza di coloro ai quali i Dati sono stati comunicati o diffusi;<br />
• opporsi, in tutto o in parte, al trattamento dei Dati che lo riguardano per motivi legittimi<br />
ovvero per fini di invio di materiale pubblicitario o di vendita diretta o per il compimento di ricerche<br />
di mercato o di comunicazione commerciale.<br />
Lei, per l’intera durata del trattamento, potrà chiedere informazioni o porre domande al<br />
medico circa i dati acquisiti nel corso della sperimentazione e circa l’andamento della stessa relativamente<br />
al suo caso; allo stesso modo, al termine della ricerca, se richiesto, i risultati che La<br />
riguardano saranno comunicati a Lei ed al suo medico di base.<br />
Titolare del trattamento<br />
Titolare del trattamento è la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Via Ardeatina 306, Roma.<br />
Per qualsiasi ulteriore informazione, chiarimento e comunicazioni a dispo sizione il responsabile<br />
dei dati è:<br />
Dott. Responsabile della sperimentazione: .................................................................................<br />
Unità Operativa: ..........................................................................................................................<br />
Roma, lì …………..<br />
56 2009
Struttura organizzativa<br />
MODULO CONSENSO INFORMATO<br />
Io sottoscritto …………………….…..................…….…………., dichiaro di aver preso<br />
visione del protocollo concernente lo studio “…........…………...........……………………………..<br />
........................................................................” che si svolgerà presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
In particolare dichiaro:<br />
• di aver ricevuto, all’interno di tale foglio illustrativo, l’informativa prevista dall’articolo<br />
13 del D.lgs. 196/2003 riguardo al trattamento dei dati personali;<br />
• di avere avuto a disposizione tempo sufficiente per poter leggere attentamente e comprendere<br />
quanto contenuto nel suddetto foglio illustrativo;<br />
• di aver ricevuto dal Dott. ......................................................……………. che opera presso<br />
………………….........................................................……… esaurienti spiegazioni in merito alla<br />
richiesta di partecipazione allo studio;<br />
• di essere stato informato del diritto di ritirarmi dalla ricerca in qualsiasi momento,<br />
senza dover dare spiegazioni e senza compromettere l’assistenza medica futura;<br />
• di aver ricevuto il nominativo del Dott. .............................……………. come medico<br />
referente per qualsiasi ulteriore chiarimento o informazione relativa alla sperimentazione;<br />
• di aver avuto modo di esporre le mie considerazioni e di domandare ulteriori precisazioni,<br />
nonché di avere avuto il tempo necessario per prendere una decisione ponderata e non<br />
sollecitata.<br />
Pertanto, sono consapevole delle attività previste e delle modalità di una mia adesione.<br />
Ciò premesso dichiaro: di acconsentire ■ di non acconsentire ■<br />
a partecipare allo studio ed al conseguente trattamento dei miei dati personali sensibili.<br />
Cognome e nome della persona<br />
Firma della persona<br />
......................................... .........................................<br />
oppure<br />
Cognome e nome del rappresentante<br />
Firma del rappresentante<br />
legalmente valido<br />
legalmente valido<br />
......................................... .........................................<br />
Cognome e nome del medico<br />
Firma del medico<br />
che raccoglie il consenso<br />
che raccoglie il consenso<br />
......................................... .........................................<br />
N.B. Il presente modulo è valido solo se accompagnato dal corrispondente foglio illustrativo.<br />
LETTERA INFORMATIVA AL MEDICO DI FAMIGLIA<br />
Al medico di famiglia del/la<br />
Sig./Sig.ra ...............................................<br />
Si comunica che il/la Sig./Sig.ra ..............................................................................................<br />
partecipa al progetto di ricerca svolto presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS di Roma dal<br />
titolo “ .................................................................................................................................................”<br />
consistente in .................................................................................................<br />
Al/Alla Sig./Sig.ra ..................................................................... è stato illustrato il protocollo<br />
di studio e le modalità della sua partecipazione.<br />
Il/La Sig./Sig.ra ........................................................................ ha sottoscritto appo sito<br />
modulo di consenso informato.<br />
Distinti saluti<br />
Il medico responsabile<br />
(timbro e firma)<br />
Roma, lì ………….. .........................................<br />
2009 57
Sezione I<br />
DELIBERA DI COSTITUZIONE DEL COMITATO INTERNO<br />
PER LA SPERIMENTAZIONE CLINICA (CISC)<br />
(n. 12/08 del 18 luglio 2008)<br />
IL DIRETTORE GENERALE<br />
considerato<br />
che la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> (FSL)<br />
svolge, tra l’altro attività di ricerca clinica<br />
nel settore della sperimentazione farmacologica,<br />
sia interventistica che osservazionale,<br />
attraverso specifiche convenzioni con<br />
Ditte Farmaceutiche che fungono da Sponsor<br />
nell’ambito di programmi policentrici<br />
nazionali ed internazionali;<br />
considerato<br />
che la <strong>Fondazione</strong>, anche a seguito della promulgazione<br />
del decreto 17 dicembre 2004<br />
che definisce ambiti, tempistiche e modalità<br />
di svolgimento per le sperimentazioni cosiddette<br />
noprofit, si è da tempo accreditata<br />
presso l’Agenzia Italiana del Farmaco (AIFA),<br />
ed in particolare all’interno dell’Osservatorio<br />
Nazionale per la Sperimentazione sui Farmaci<br />
(OsSC), come Sponsor non commerciale<br />
al quale è consentito promuovere,<br />
gestire e sviluppare programmi di sperimentazione<br />
farmacologica aventi appunto caratteristiche<br />
rientranti tra quelle previste dallo<br />
stesso decreto succitato;<br />
considerato<br />
che negli studi no-profit, la struttura sani -<br />
taria-sponsor (al pari delle Case Farmaceutiche<br />
negli studi profit) è garante della validità<br />
scientifica e della eticità della sperimentazione<br />
in tutte le sue fasi, dalla programmazione,<br />
allo sviluppo della proposta, al suo<br />
inserimento nell’ambito dell’OsSC, all’invio<br />
al Comitato Etico competente per la richiesta<br />
di parere, alla successiva esecuzione, monitorizzazione<br />
e conclusione con conseguente<br />
divulgazione dei risultati;<br />
considerato<br />
che appare evidente, come, nel caso specifico,<br />
si ricomponga, anche se su basi diverse<br />
rispetto ad una sperimentazione commerciale,<br />
il binomio Sponsor-Sperimentatore,<br />
fulcro stesso della programmazione;<br />
considerata<br />
l’indicazione, più volte evidenziata dalla<br />
Agenzia Italiana per il Farmaco (AIFA)<br />
durante manifestazioni e corsi di formazione,<br />
che le strutture che si propongono<br />
quali sponsor no-profit, e nel caso specifico<br />
la FSL, mettano in atto delle procedure<br />
interne di qualità che consentano un dinamico<br />
controllo di tutte le fasi operative precedentemente<br />
e sommariamente elencate;<br />
considerato<br />
che l’interesse e l’attività dell’AIFA per la questione<br />
è attualmente solo di carattere propositivo<br />
e di supporto, ma che è previsto anche un<br />
monitoraggio della stessa Agenzia, per mezzo<br />
del proprio Ufficio Ispettivo, presso le strutture<br />
sanitarie che svolgono sperimentazione<br />
no-profit per validarne i requisiti operativi;<br />
ritenuto<br />
di definire strumenti per la conduzione di<br />
un’analisi approfondita della questione e per<br />
la tenuta sotto controllo delle modalità programmatorie<br />
e della conduzione delle attività<br />
di sperimentazione clinica;<br />
valutato<br />
necessario, come primo atto di tale opera,<br />
costituire un apposito comitato che riunisca<br />
competenze tecnico-scientifiche ed amministrativo-gestionali<br />
di settore;<br />
DELIBERA<br />
1) È costituito il Comitato Interno per la Sperimentazione<br />
Clinica (CISC) composto dalle<br />
seguenti figure:<br />
– Il Direttore Scientifico della FSL<br />
(Presidente)<br />
– Il Direttore Sanitario della FSL<br />
(Componente)<br />
– Il Responsabile della Linea di Ricerca<br />
Clinica Traslazionale della FSL<br />
(Componente)<br />
– Il Responsabile della Linea di Ricerca<br />
di Neuro-scienze Sperimentali della FSL<br />
(Componente)<br />
– Il Responsabile della Farmacia della FSL<br />
(Componente)<br />
– Il Referente della FSL presso l’OsSC<br />
(Componente)<br />
– Il componente esperto farmacologo presso<br />
il Comitato Etico della FSL (Componente)<br />
– Il componente esperto epidemiologo<br />
presso il Comitato Etico della FSL<br />
(Componente)<br />
– Il Segretario del Comitato Etico presso la<br />
FSL (Segretario)<br />
58 2009
Struttura organizzativa<br />
2) Con riferimento alle figure di cui al precedente<br />
articolo 1, partecipano al CISC:<br />
– Prof. Carlo Caltagirone<br />
– Dott. Antonino Salvia<br />
– Dott. Stefano Paolucci<br />
– Prof. Giorgio Bernardi<br />
– Dott.ssa Giulia Colombini<br />
– Dott. Antonio Ierna<br />
– Prof. Bruno Silvestrini<br />
– Dott. Massimo Musicco<br />
– Sig.ra Elisa Battisti<br />
3) Il Comitato ha il compito di analizzare<br />
in maniera approfondita l’attuale ambito<br />
normativo delle sperimentazioni cliniche<br />
(costituito da leggi, decreti, circolari e raccomandazioni<br />
in materia) fornendo alle<br />
Direzioni competenti della FSL, entro il 30<br />
ottobre p.v., per mezzo di una relazione circostanziata,<br />
specifici suggerimenti per lo<br />
sviluppo e la regolamentazione ed ottimizzazione<br />
di tale settore presso la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
4) Nell’immediato e fino a diversa organizzazione,<br />
eventualmente scaturita dall’analisi<br />
della relazione di cui al precedente articolo 2,<br />
il CISC si occupa anche di vagliare e fornire<br />
parere sulle proposte di svolgimento di sperimentazioni<br />
cliniche interventistiche no-profit<br />
ed osservazionali aventi come sponsor la<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
5) In riferimento al precedente articolo 3, le<br />
proposte di sperimentazione, anche a vari<br />
livelli di stesura e progettazione, devono pervenire<br />
in via preliminare al CISC il quale<br />
potrà anche supportare lo sperimentatore, in<br />
base alla normativa vigente, nella ottimizzazione<br />
del protocollo sperimentale e nella raccolta<br />
della documentazione necessaria. In<br />
ogni caso il parere favorevole del CISC sulla<br />
pratica è preventivo e vincolante per il successivo<br />
iter di inserimento nell’OsSC.<br />
6) Il CISC cura inoltre l’istituzione del Registro<br />
dei Trias Clinici (RTC) che raccoglie, per<br />
anno, le attività di ricerca clinica interne alla<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, le quali, prevedendo<br />
il coinvolgimento attivo del soggetto<br />
sperimentale, sia egli paziente o volontario<br />
sa no, presuppongano e necessitino del pa re -<br />
re del Comitato Etico Indipendente operante<br />
presso l’Istituto. L’analisi delle problematiche<br />
di cui al precedente articolo 2 prende in considerazione<br />
la possibilità che la formalizzazione<br />
al CISC quindi l’inserimento nel RTC<br />
divenga nel tempo e comunque a partire dal<br />
prossimo 2009 l’unico iter per la possibilità<br />
di conduzione di trials clinici all’interno della<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> e per la loro validazione,<br />
sia verso l’esterno, sia ai fine della<br />
valutazione della produttività del personale<br />
di ricerca.<br />
2009 59
Dati statistici<br />
sull’attività<br />
assistenziale
Sezione I<br />
DEGENZE<br />
Quadro generale 2007 2008 2009<br />
Posti letto convenzionati 290 290 293<br />
Richieste di ricovero 4.721 4.437 4.418<br />
Pazienti ricoverati 1.531 1.447 1.354<br />
Durata media di degenza gg 70 74 79<br />
Giornate di degenza 107.681 108.132 107.169<br />
Numero dei pazienti dimessi 1.530 1.447 1.364<br />
Sesso dei pazienti dimessi<br />
Uomini 822 757 722<br />
Donne 708 690 642<br />
Pazienti dimessi per classi di età<br />
sino a 34 anni 165 (10,78%) 132 (9,13%) 155 (11,44%)<br />
da 35 a 54 300 (19,60%) 320 (22,12%) 242 (17,86%)<br />
da 55 a 74 621 (40,58%) 544 (37,60%) 525 (38,55%)<br />
oltre 75 anni 444 (29,01%) 451 (31,15%) 432 (31,74%)<br />
Attività lavorativa<br />
dei pazienti dimessi<br />
2007 2008 2009<br />
In attività (impiegato, dirigente, libero<br />
professionista) 359 331 310<br />
Casalinga 169 157 122<br />
Pensionato 896 880 828<br />
Studente 61 40 59<br />
Disoccupato 45 39 45<br />
Totale dimessi 1.530 1.447 1.364<br />
62 2009
Dati statistici sull’attività assistenziale<br />
Regione di provenienza<br />
dei pazienti ricoverati<br />
2007 2008 2009<br />
Lazio 1.227 1.189 1.085<br />
Piemonte – 3 3<br />
Valle d’Aosta – – –<br />
Liguria – 1 2<br />
Lombardia 3 4 6<br />
Trentino – Alto Adige – – –<br />
Veneto 1 1 2<br />
Friuli – Venezia Giulia – 1 –<br />
Emilia Romagna 2 4 1<br />
Marche 12 8 7<br />
Toscana 19 19 18<br />
Umbria 17 23 17<br />
Campania 53 44 50<br />
Abruzzo 41 25 48<br />
Molise 13 6 5<br />
Puglia 36 21 23<br />
Basilicata 17 9 7<br />
Calabria 47 46 41<br />
Sicilia 33 31 30<br />
Sardegna 9 9 7<br />
Paesi UE 1 – 2<br />
Paesi Extra UE convenzionati – 3 –<br />
Totale ricoveri 1.531 1.447 1.354<br />
Pazienti ricoverati fuori regione 2007 2008 2009<br />
20% 19% 20%<br />
2009 63
PAZIENTI DIMESSI PER TIPOLOGIA DI RICOVERO<br />
DRG Descrizione<br />
2007 2008 2009<br />
ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri<br />
ordinari in DH ordinari in DH ordinari in DH<br />
MDC 1 - Malattie e disturbi del sistema nervoso 1065 433 1016 427 959 439<br />
7 Interventi su nervi periferici e cranici e altri interventi su sistema nervoso con cc – – 1 – – –<br />
9 Malattie e traumatismi del midollo spinale 268 164 233 160 255 182<br />
12 Malattie degenerative del sistema nervoso 557 167 568 160 518 167<br />
13 Sclerosi multipla ed atassia cerebellare 100 55 109 57 76 50<br />
14 Malattie cerebrovascolari specifiche eccetto attacco ischemico transitorio 4 1 1 1 1 –<br />
15 Attacco ischemico transitorio e occlusioni precerebrali – – 1 – – –<br />
16 Malattie cerebrovascolari aspecifiche con cc 1 – – – – –<br />
17 Malattie cerebrovascolari aspecifiche senza cc – 1 3 – – 1<br />
18 Malattie dei nervi cranici e periferici con cc 2 7 1 4 7 3<br />
19 Malattie dei nervi cranici e periferici senza cc 6 7 8 8 6 6<br />
20 Infezioni del sistema nervoso eccetto meningite virale 6 – 2 1 4 –<br />
23 Stato stuporoso e coma di origine non traumatica 5 – 7 – 9 –<br />
25 Convulsioni e cefalea, età > 17 senza cc – – – 1 2 1<br />
27 Stato stuporoso e coma di origine traumatica, coma > 1 ora 2 – – – – –<br />
34 Altre malattie del sistema nervoso con cc 39 11 23 11 20 5<br />
35 Altre malattie del sistema nervoso senza cc 75 20 59 24 61 24<br />
MDC 3 - Malattie e disturbi dell’orecchio, del naso, della bocca e della gola – 7 – 8 – 5<br />
73 Altre diagnosi relative a orecchio, naso, bocca e gola, età > 17 – 7 – 7 – 5<br />
74 Altre diagnosi relative a orecchio, naso, bocca e gola, età < 18 – – – 1 – –<br />
MDC 4 - Malattie e disturbi dell’apparato respiratorio – 230 – 211 1 215<br />
87 Edema polmonare e insufficienza respiratoria – 40 – 26 1 36<br />
88 Malattia polmonare cronica ostruttiva – 1 – 1 – 1<br />
89 Polmonite semplice e pleurite, età > 17 con cc – 1 – – – –<br />
99 Segni e sintomi respiratori con cc – 38 – 42 – 44<br />
100 Segni e sintomi respiratori senza cc – 149 – 140 – 134<br />
475 Diagnosi relative all’apparato respiratorio con respirazione assistita – 1 – 2 – –<br />
MDC 5 - Malattie e disturbi dell’apparato cardiocircolatorio – – – – 1 –<br />
130 Malattie vascolari periferiche, con cc – – – – 1 –<br />
64 2009
MDC 6 - Malattie e disturbi dell’apparato digerente 9 76 15 88 15 77<br />
182 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età > 17 con cc 2 6 5 7 2 4<br />
183 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età > 17 senza cc 7 70 10 79 13 71<br />
184 Esofagite, gastroenterite e miscellanea di malattie dell’app. digerente, età < 18 – – – 2 – 2<br />
MDC 8 - Malattie e disturbi del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto connettivo 450 40 411 25 377 25<br />
217 Sbrigliamento ferita e trapianto cutaneo eccetto mano, malattie del sistema<br />
muscoloscheletrico e tessuto connettivo – – – – 1 –<br />
235 Fratture del femore – – – – – 1<br />
236 Fratture dell’anca e della pelvi – – 2 – 1 –<br />
239 Fratture patologiche e neoplasie maligne del sistema muscolo-scheletrico<br />
e tessuto connettivo – – 1 – – –<br />
241 Malattie del tessuto connettivo senza cc 1 – 1 – – –<br />
243 Affezioni mediche del dorso 13 4 14 4 8 3<br />
244 Malattie dell’osso e artropatie specifiche con cc – – – – 1 –<br />
245 Malattie dell’osso e artropatie specifiche senza cc 1 – 1 1 – –<br />
247 Segni e sintomi relativi al sistema muscolo-scheletrico e al tessuto connettivo 3 – – – – –<br />
248 Tendinite, miosite, borsite 30 3 23 2 37 –<br />
249 Assistenza riabilitativa per malattie del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto<br />
connettivo 165 17 147 8 125 11<br />
250 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,<br />
età > 17 con cc – – – – 1 –<br />
251 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,<br />
età > 17 senza cc – 2 – 1 – –<br />
252 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,<br />
età < 18 senza cc – – 1 – – –<br />
253 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni di avambraccio, mano e piede,<br />
età > 17 con cc 1 – – – – –<br />
254 Fratture, distorsioni, stiramenti e lussazioni del braccio, gamba, eccetto piede,<br />
età > 17 senza cc – – – 1 1 2<br />
256 Altre diagnosi del sistema muscolo-scheletrico e del tessuto connettivo 236 14 221 8 202 8<br />
MDC 9 - Malattie e disturbi della pelle, del tessuto sotto-cutaneo e della mammella – 1 – – 2 –<br />
280 Traumi della pelle, del tessuto subcutaneo e della mammella, età > 17 con cc – – – – 1 –<br />
281 Traumi della pelle, del tessuto subcutaneo e della mammella, età > 17 senza cc – – – – 1 –<br />
283 Malattie minori della pelle con cc – 1 – – – –<br />
2009 65
PAZIENTI DIMESSI PER TIPOLOGIA DI RICOVERO (continua)<br />
DRG Descrizione<br />
2007 2008 2009<br />
ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri ricoveri<br />
ordinari in DH ordinari in DH ordinari in DH<br />
MDC 10 - Malattie e disturbi endocrini, nutrizionali e metabolici – 1 – – – –<br />
298 Disturbi della nutrizione e miscellanea di disturbi del metabolismo, età < 18 – 1 – – – –<br />
MDC 11 - Malattie e disturbi del rene e delle vie urinarie – 108 – 104 2 108<br />
325 Segni e sintomi relativi a rene e vie urinarie, età > 17 con cc – 12 – 14 – 10<br />
326 Segni e sintomi relativi a rene e vie urinarie, età > 17 senza cc – 86 – 77 – 83<br />
327 Segni e sintomi relativi a rene e vie urinarie, età < 18 – – – 1 – –<br />
328 Stenosi uretrale, età > 17 con cc – 1 – 1 – –<br />
331 Altre diagnosi relative a rene e vie urinarie, età > 17 con cc – 2 – 2 1 2<br />
332 Altre diagnosi relative a rene e vie urinarie, età > 17 senza cc – 7 – 9 1 13<br />
MDC 13 - Malattie e disturbi dell’apparato riproduttivo femminile – 18 – 15 – 16<br />
369 Disturbi mestruali e altri disturbi dell’apparato riproduttivo femminile – 18 – 15 – 16<br />
MDC 15 - Malattie e disturbi del periodo neonatale – 3 – – – –<br />
390 Neonati con altre affezioni significative – 3 – – – –<br />
MDC 19 - Malattie e disturbi mentali 6 13 3 12 3 16<br />
425 Reazione acuta di adattamento e disfunzione psicosociale – – 1 – 3 2<br />
429 Disturbi organici e ritardo mentale 6 5 2 8 – 4<br />
430 Psicosi – – – 2 – 3<br />
431 Disturbi mentali dell’infanzia – 8 – 2 – 6<br />
432 Altre diagnosi relative e disturbi mentali – – – – – 1<br />
MDC 21 - Traumatismi, avvelenamenti ed effetti tossici dei farmaci – – – – 2 –<br />
444 Traumatismi età > 17 con cc – – – – 1 –<br />
445 Traumatismi età > 17 senza cc – – – – 1 –<br />
MDC 23 - Fattori che influenzano lo stato di salute ed il ricorso ai servizi sanitari – – 2 – 1 1<br />
467 Altri fattori che influenzano lo stato di salute – – 2 – 1 1<br />
DGR NON CLASSIFICATI – – – – 1 2<br />
468 Intervento chirurgico esteso non correlato con la diagnosi principale – – – – 1 2<br />
1530 930 1447 890 1364 904<br />
Totale dimessi 2460 2337 2268<br />
66 2009
Dati statistici sull’attività assistenziale<br />
DAY HOSPITAL<br />
2007 2008 2009<br />
Posti letto convenzionati 35 35 35<br />
Pazienti dimessi 930 890 904<br />
Giornate complessive 23.114 23.095 22.677<br />
Sesso dei pazienti dimessi<br />
Donne 368 372 377<br />
Uomini 562 518 527<br />
POLIAMBULATORIO (SSN)<br />
2007 2008 2009<br />
Angiologia 1.209 1.215 1.205<br />
Cardiologia 2.371 2.315 2.267<br />
Dermatologia 2.513 2.545 2.570<br />
Laboratorio Analisi 171.202 184.703 186.801<br />
Medicina Fisica e Riabilitazione 13.116 14.506 14.810<br />
Medicina Sportiva 438 795 792<br />
Neurologia 6.559 6.631 6.545<br />
Oculistica 5.463 6.264 6.936<br />
Oncologia 57 65 80<br />
Ortopedia e traumatologia 1.863 1.933 1.977<br />
Ostetricia e ginecologia 9 14 10<br />
Otorinolaringoiatria 1.354 907 874<br />
Pneumologia 1.931 1.766 1.586<br />
Psichiatria 319 145 181<br />
Radiodiagnostica 16.581 18.952 18.215<br />
Risonanza magnetica 3.492 4.676 4.806<br />
Urologia 2.108 2.229 2.044<br />
Totale 230.585 249.661 251.699<br />
2009 67
Sezione I<br />
TRATTAMENTI RIABILITATIVI EXTRAOSPEDALIERI<br />
(ex Art. 26 Legge 833/78)<br />
2007 2008 2009<br />
NON RESIDENZIALI<br />
Posti accreditati 132 132 132<br />
Giornate di presa in carico 63.629 80.012 83.414<br />
Numero dei progetti riabilitativi 771 1.058 1.119<br />
Numero dei pazienti trattati 532 714 673<br />
Media dei progetti per paziente 1,45 1,48 1,66<br />
68 2009
Servizio<br />
di documentazione<br />
e biblioteca
Sezione I<br />
Sin dall’inizio della sua attività il <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha particolarmente<br />
curato la raccolta di testi sul recupero e sulla rieducazione funzionale dei<br />
neuromotulesi. La Biblioteca che si è venuta così costituendo offre quindi<br />
una buona documentazione nei settori di studio e di attività propri della<br />
<strong>Fondazione</strong>; le raccolte riguardano la fisiatria, l’ortopedia, la reumatologia,<br />
la neurologia, la medicina del lavoro, la psicologia applicata. Particolarmente<br />
documentate sono le tecniche riabilitative e adeguato spazio<br />
trovano anche la medicina alternativa, la geriatria e l’impiego terapeutico<br />
dello sport. Con monografie e periodici è curato l’aspetto sociosanitario<br />
del problema handicap sul quale la Biblioteca offre strumenti idonei alla<br />
conoscenza delle strutture e delle Associazioni pubbliche e private che<br />
operano nel settore.<br />
Costituiscono documentazione storica di particolare rilievo alcune donazioni<br />
(in particolare quelle delle famiglie Zucchi, De Logu, Piantoni) che consentono<br />
di ricostruire l’evoluzione della medicina riabilitativa nel corso del<br />
XX secolo. In particolare si segnalano le annate dal 1918 al 1988 di “ Archivio<br />
di ortopedia ” e gli “ Atti della SIOT ” dal 1957 ad oggi.<br />
È in continua espansione, inoltre, la raccolta di video e audio che documentano<br />
vecchie e nuove tecniche riabilitative. Per la rarità documentale si<br />
segnalano le videocassette che presentano film realizzati dall’Inail tra il 1950 e<br />
il 1960 sulla riabilitazione dei paraplegici. Il materiale audiovisivo riguarda<br />
anche competizioni sportive per disabili a cui il <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha partecipato<br />
con proprie squadre o in quanto Ente promotore. Per l’uso didattico delle<br />
videocassette è disponibile apposito apparecchio video più lettore.<br />
La Biblioteca, che fino ad oggi si è costantemente arricchita raggiungendo<br />
un patrimonio di circa 10.400 unità bibliografiche, è articolata in due<br />
sezioni distinte: le monografie e i periodici. L’ampia sala di consultazione<br />
accoglie le monografie collocate per materia secondo lo schema della NLM<br />
Classification (Bethesda) e della Library of Congress Classification (Washington).<br />
Mentre lo spazio riservato ai periodici, appositamente allestito, offre a<br />
consultazione diretta tutte le riviste correnti possedute dalla Biblioteca.<br />
Il settore dei periodici scientifici d’acquisto è naturalmente in costante<br />
sviluppo, la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> infatti vi sta dedicando un significativo<br />
impegno economico unitamente a quello scientifico offerto dai ricercatori.<br />
Negli ultimi anni l’impegno di spesa è aumentato non solo per l’incremento<br />
del numero dei periodici, ma anche per l’aumento di riviste online acquistate<br />
sia in versione combinata “ print+online ” sia in versione “ online<br />
only ”. Il materiale bibliografico corrente (monografie e periodici) viene<br />
regolarmente catalogato in automazione con l’uso del TINLIB, classificato e<br />
collocato.<br />
Dal 1999, ad uso del personale addetto, la Biblioteca è stata dotata di<br />
un collegamento Internet e di un indirizzo di posta elettronica: biblioteca@hsantalucia.it,<br />
tramite il quale è possibile sia comunicare in modo agevole<br />
e tempestivo con le varie realtà mondiali, che inviare e ricevere documenti<br />
e files. Grazie a Internet si possono consultare gratuitamente i cataloghi<br />
di moltissime Biblioteche nazionali ed internazionali, reperire informazioni<br />
bibliografiche di ogni genere, visitare i siti degli editori e valutare i loro<br />
70 2009
Servizio di documentazione e biblioteca<br />
servizi e le loro offerte. È possibile inoltre accedere, gratuitamente tramite<br />
PubMed, agli archivi Medline dal 1966 ad oggi, consultare on-line gli indici<br />
dei periodici internazionali più importanti, recuperare gli abstracts o il full<br />
text degli articoli da ricercare.<br />
I periodici in abbonamento consultabili online sono circa 20.000 (titoli<br />
a pagamento + Open Access). Tutti i titoli, dal 2006, sono disponibili in<br />
ordine alfabetico in un Catalogo di Biblioteca Virtuale denominato “ AtoZ”<br />
all’indirizzo http://atoz.ebsco.com/home.asp?Id=7683 e il recupero del full<br />
text è possibile anche presso le postazioni dei ricercatori tramite riconoscimento<br />
diretto dei vari IP Address afferenti alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
Per tutti i lavori scientifici non disponibili in sede la Biblioteca offre un<br />
servizio di “ document delivery ”, tramite continui rapporti di scambio con<br />
Biblioteche e/o Centri di documentazione dislocati su tutto il territorio nazionale.<br />
Per gli articoli non reperibili presso alcuna biblioteca in Italia, ci si<br />
avvale invece del Docline: sistema automatico di prestito interbibliotecario<br />
gestito dalla NLM di Bethesda, che consente il recupero di documenti originali<br />
tra il posseduto di circa 3.400 biblioteche americane.<br />
La Biblioteca è sempre frequentata da molti utenti (dipendenti, professori<br />
e studenti universitari, collaboratori), per tutti è a completa disposizione un<br />
PC, una stampante, una macchina fotocopiatrice a schede magnetiche e un<br />
apposito distributore automatico per l’acquisto delle stesse. Gli utenti possono<br />
così eseguire autonomamente ricerche bibliografiche Medline, tramite Internet<br />
(PubMed), riprodurre in fotocopia articoli di periodici o paragrafi di libri.<br />
La Biblioteca, istituzionalmente riservata agli interni, fornisce documentazione<br />
su richiesta anche ad utenti esterni, medici o laureandi di numerose<br />
istituzioni pubbliche e private; dal 2002 è stata inoltre stipulata una convenzione<br />
tra la <strong>Fondazione</strong> e l’Associazione Italiana Terapisti della Riabilitazione<br />
della Regione Lazio in base alla quale tutti i tesserati possono frequentare la<br />
biblioteca per studio e ricerca.<br />
Dal 15 dicembre 2003 al 15 dicembre 2006 la Biblioteca ha partecipato al<br />
progetto di ricerca finalizzata BIBLIOSAN (Progettazione ed implementazione<br />
operativa del Sistema Bibliotecario degli Enti di Ricerca Biomedici Italiani) del<br />
Ministero della Salute, sia come una delle 55 Biblioteche degli Enti coinvolti,<br />
sia come parte del Gruppo di lavoro costituito da 8 Unità Operative. Gli obiettivi<br />
principali del progetto erano quattro e i primi tre sono già stati realizzati.<br />
1. Condivisione delle attuali risorse disponibili (riviste scientifiche) attraverso<br />
l’interscambio di documentazione. La realizzazione di tale obiettivo<br />
comporta una serie di sotto-obiettivi quali la creazione di un catalogo collettivo<br />
delle riviste, la sua condivisione via rete (web) ed il suo utilizzo al fine<br />
dell’interscambio di documentazione scientifica. La biblioteca dal maggio<br />
2004 è entrata a far parte di ACNP (Archivio Catalogo Collettivo dei Periodici)<br />
per la condivisione delle risorse e del sistema NILDE (Network InterLibrary<br />
Document Exchange) per l’intera gestione del DD (Document Delivery).<br />
Nel 2006 sono stati scambiati circa 500 lavori con biblioteche Bibliosan<br />
e non (universitarie, ospedaliere, etc.) di tutta Italia e almeno 420 sono<br />
stati forniti dalla Biblioteca della <strong>Fondazione</strong> ad altri Enti, mentre i restanti<br />
sono stati richiesti.<br />
2009 71
Sezione I<br />
2. Razionalizzazione degli acquisti con riduzione e/o eliminazione di abbonamenti<br />
comuni ad uno stesso titolo di rivista. Tutte le biblioteche Bibliosan<br />
hanno potuto operare dei tagli sia riguardo a titoli posseduti da più biblioteche<br />
(doppi, tripli, etc.) sia riguardo a titoli acquistati direttamente da Bibliosan tramite<br />
Consorzi (es. Cilea di Milano) a nome di tutte le biblioteche afferenti.<br />
3. Incremento dell’acquisto consortile di abbonamenti a riviste online e<br />
banche dati favorendo così una capillare diffusione dell’informazione scientifica<br />
presso ciascun Ente di ricerca. Nel novembre 2006 sono stati stipulati<br />
da Bibliosan contratti collettivi (per abbonamenti online singoli o pacchetti<br />
di titoli, software vari e altro) per conto di tutte le biblioteche ad<br />
esso afferenti.<br />
4. Allargamento della rete ad eventuali altri Enti sanitari (Regioni, Ospedali,<br />
ASL, medici di base, etc.). Per quest’ultimo obiettivo ci vorrà tempo.<br />
Il 20 dicembre 2005, in seguito al raggiungimento degli obiettivi del Progetto<br />
finalizzato Bibliosan, è stato firmato, da parte dei rappresentanti legali<br />
di tutti gli Enti afferenti, il documento istitutivo del Sistema Bibliosan: in<br />
altre parole il progetto iniziale è stato trasformato in un’entità organizzativa<br />
strutturata e dotata di un proprio Comitato di Gestione (formato da 8 referenti<br />
Bibliosan e 1 funzionario del Ministero della Salute), di un coordinatore<br />
e di un’Assemblea costituita dai responsabili delle Biblioteche e/o Centri di<br />
Documentazione degli Enti aderenti al Sistema.<br />
È stato inoltre redatto un Regolamento organizzativo del Sistema Bibliosan<br />
che in occasione della prima convocazione dell’Assemblea è stato discusso<br />
e, quindi, sottoscritto da tutti i presenti.<br />
Grazie ad un annuale finanziamento da parte del Ministero della Salute il<br />
Sistema Bibliosan nel 2007 ha potuto acquistare per tutti gli Enti un cospicuo<br />
pacchetto di risorse scientifiche e di strumenti ad hoc per poterle recuperare.<br />
Il catalogo online Bibliosan (http://atoz.ebsco.com/titles.asp?Id=7964&sid=<br />
11835765&TabID=2) può oggi contare su più di 5.000 titoli di riviste in formato<br />
elettronico con possibilità di scaricare i lavori in full text e gli utenti possono<br />
usufruire di strumenti ad hoc per l’informazione quali RefWorks per la<br />
gestione personale delle bibliografie.<br />
Nel 2008 il Sistema Bibliosan, grazie ad un finanziamento di 2 milioni<br />
di Euro da parte del Ministero della Salute, ha rinnovato le sottoscrizioni a<br />
periodici e Banche dati acquistati negli anni precedenti e ha potuto acquisire<br />
altre importanti risorse bibliografiche: pacchetti di riviste elettroniche,<br />
periodici e Banche dati di Biomed Central, la Banca dati Cochrane Library e<br />
il software CLAS. Grazie a quest’ultimo gli utenti di tutte le strutture afferenti<br />
a Bibliosan possono accedere alle risorse online dello stesso anche al<br />
di fuori della struttura di appartenenza, tramite una password rigorosamente<br />
personale.<br />
Nel 2009 il Sistema Bibliosan ha acquistato per tutti gli Enti afferenti il<br />
Journal Citation Reports (JCR) (http://adminapps.isiknowledge.com/JCR/JCR?<br />
PointOfEntry=Home&), la Banca dati dell’Impact Factor che consente agli<br />
autori di identificare le riviste più accreditate su cui pubblicare, ma anche un<br />
importante strumento di valutazione dell’intera produzione scientifica. Sem-<br />
72 2009
Servizio di documentazione e biblioteca<br />
pre nel 2009 la Biblioteca ha acquistato una collezione di 21 monografie elettroniche<br />
dell’editore Elsevier, accessibili dal catalogo online “ AtoZ” sotto la<br />
voce “ E-Books ”.<br />
La razionalizzazione raggiunta con l’adesione al sistema Bibliosan ha<br />
avuto, infine, importanti risvolti di carattere economico con un ragguardevole<br />
risparmio di risorse per tutti.<br />
Per quanto riguarda la cooperazione tra Enti, nel corso del 2009 la Biblioteca<br />
della <strong>Fondazione</strong> ha avuto contatti con oltre 100 Biblioteche italiane, sia<br />
afferenti a Bibliosan sia universitarie e/o ospedaliere, oppure appartenenti ad<br />
altri Enti (vedi Case farmaceutiche, Consorzi, etc.) effettuando più di 500<br />
scambi di articoli (tra lavori spediti, 381, e ricevuti, 148) tramite consultazione<br />
del Catalogo Nazionale dei Periodici (ACNP) e il Sistema NILDE (Document<br />
Delivery).<br />
2009 73
SEZIONE II
Collaborazioni<br />
scientifiche
Sezione II<br />
La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> da molti anni ha sviluppato con Università,<br />
IRCCS, Istituzioni ed Enti, pubblici e privati, accordi formali ed informali<br />
di collaborazione scientifica per i settori inerenti alle proprie attività di<br />
ricerca. Di seguito si citano quelli in atto e si riproducono quelli stipulati nel<br />
2009:<br />
– Scuola Superiore di Studi Universitari e di Perfezionamento Sant’Anna (Pisa).<br />
– Università Campus Biomedico di Roma.<br />
– Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma:<br />
• Facoltà di Medicina e Chirurgia: Istituto di Neurologia.<br />
• Facoltà di Medicina e Chirurgia: Istituto di geriatria.<br />
– Università degli Studi dell’Aquila:<br />
• Dipartimento di Medicina Interna e Sanità Pubblica.<br />
– Università degli Studi di Bologna Alma Mater Studiorum:<br />
• Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale.<br />
• Dipartimento di Scienze Neurologiche.<br />
– Università degli Studi di Brescia:<br />
• Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche.<br />
– Università degli Studi di Catanzaro Magna Grecia:<br />
• Facoltà di Medicina e Chirurgia: Specializzazione in Medicina Fisica e<br />
Riabilitazione.<br />
– Università degli Studi di Chieti-Pescara G. D’Annunzio:<br />
• Dipartimento di Scienze Biomediche (DSB).<br />
– Università degli Studi di Perugia:<br />
• Dipartimento di Scienze chirurgiche.<br />
• Dipartimento di Scienze Umane e della Formazione.<br />
– Università degli Studi di Roma Foro Italico:<br />
• Dipartimento di Scienze del Movimento Umano e dello Sport (DiSMUS).<br />
– Università degli Studi di Roma La Sapienza:<br />
• Dipartimento di Fisica.<br />
• Dipartimento di Psicologia.<br />
• Facoltà di Sociologia.<br />
– Università degli Studi di Roma Tor Vergata:<br />
• Dipartimento di Biologia.<br />
• Dipartimento di Biopatologia e Diagnostica per immagini.<br />
• Dipartimento di Ingegneria Meccanica.<br />
• Dipartimento di Neuroscienze.<br />
• Dipartimento di Sanità pubblica e Biologia cellulare.<br />
78 2009
Collaborazioni scientifiche<br />
– Università degli Studi di Teramo:<br />
• Dipartimento di Scienze Biomediche Comparate.<br />
– Università degli Studi di Torino:<br />
• Dipartimento di Neuroscienze.<br />
• Dipartimento di Patologia Animale.<br />
– Università degli Studi di Verona:<br />
• Dipartimento di Scienze Neurologiche e della Visione.<br />
– Cardiff University Brain Research Imaging Centre:<br />
• School of psychology.<br />
– Universitat Politècnica de Catalunya, Barcellona (Spagna):<br />
• Department de Lenguages i Sistemes Informàtics.<br />
– University of Dusseldorf Heinrich Heine (Germania):<br />
• Istituto di anatomia.<br />
– University of Malaga (Spagna):<br />
• Electronic Department.<br />
– AITO, Associazione Italiana dei Terapisti Occupazionali.<br />
– AITR, Associazione Italiana Terapisti della Riabilitazione.<br />
– ALFAMEG.<br />
– ASL Frosinone.<br />
– ASL RM/D, Roma.<br />
– ASL RM/F, Civitavecchia.<br />
– ASL 1 Umbria, Città di Castello (Perugia).<br />
– ASMI, Associazione Stampa Medica Italiana.<br />
– ASP, Agenzia di Sanità Pubblica della Regione Lazio.<br />
– Azienda Ospedaliera Sant’Andrea (Roma).<br />
– Center for Neurological Imaging at Brigham and Women’s Hospital (Boston,<br />
Massachussetts).<br />
– Centro Nacional de Rehabilitacion Julio Díaz, Habana (Cuba).<br />
– CIREN, Centro Internacional de Restauracion Neurologica, Habana (Cuba).<br />
– CNC, Cuban Neuroscience Center.<br />
– CNR, Consiglio Nazionale delle Ricerche.<br />
– CNR EBRI FILAS SPA Regione Lazio.<br />
– CNRS, Centro Nazionale della Ricerca Scientifica.<br />
2009 79
Sezione II<br />
– Collège de France:<br />
• Laboratoire de la Perception et de l’Action.<br />
– ENEA-FIM (Frascati).<br />
– Federanziani.<br />
– Flanders Institute for Biotecnology (Leuven, Belgio):<br />
• Department of molecular and developmental genetics (VIB11).<br />
– <strong>Fondazione</strong> EBRI “ Rita Levi Montalcini ” (Roma).<br />
– <strong>Fondazione</strong> Salvatore Maugeri IRCCS (Pavia).<br />
– <strong>Fondazione</strong> Telethon.<br />
– INAIL.<br />
– INRCA, Istituto Nazionale di Riposo e Cura per Anziani IRCCS (Ancona).<br />
– ISPESL, Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro.<br />
– ISS, Istituto Superiore di Sanità.<br />
– Istituto Neurologico Mediterraneo NEUROMED IRCCS (Pozzilli, IS).<br />
– ITBA, Istituto Tecnologie Biomediche Avanzate (Milano).<br />
– ITOP Officine Ortopediche srl (Roma).<br />
– IWBF, International Wheelchair Basketball Federation.<br />
– IZS, Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Regioni Lazio e Toscana.<br />
– Kell srl (Roma).<br />
– New York State Department of Health (USA).<br />
– Scuola di Psicoterapia cognitiva (Roma).<br />
– SISSA, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (Trieste).<br />
– STAND, <strong>Fondazione</strong> Spinal Trauma and Disease (Verona).<br />
– UILDM, Unione Italiana Lotta alla Distrofia Muscolare, sezione Laziale.<br />
– Villa Maria Pia (Roma).<br />
80 2009
Collaborazioni scientifiche<br />
ACCORDO DI COLLABORAZIONE CLINICO-SCIENTIFICA<br />
TRA<br />
1) la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, di seguito<br />
denominata “ <strong>Fondazione</strong> ”, Istituto di Ricovero<br />
e Cura a Carattere Scientifico, con sede<br />
in Roma, Via Ardeatina n. 306, rappresentato<br />
dal Presidente Maria Adriana Amadio, per la<br />
sua carica domiciliata presso la sede della<br />
<strong>Fondazione</strong><br />
E<br />
2) la Scuola Superiore di Studi Universitari<br />
e di Perfezionamento Sant’Anna di<br />
seguito denominata Scuola con sede in Pisa,<br />
Piazza Martiri della Libertà 33, rappresentata<br />
dalla Prof.ssa Maria Chiara Carrozza,<br />
per la sua carica di Direttore domiciliata<br />
presso la sede della Scuola<br />
PREMESSO<br />
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti succitati<br />
sviluppare collaborazione nel campo<br />
della ricerca, dell’attività clinica, dell’ aggiornamento<br />
professionale e della sperimentazione<br />
di nuove attività tecnico scientifiche;<br />
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti sviluppare<br />
una modalità di ricerca clinica,<br />
scientifica e tecnologica nel campo delle<br />
interfacce persone-macchine ed in particolare<br />
delle interfacce cervello-sistema biomeccatronico;<br />
– che in questo quadro le attività di ricerca e<br />
cliniche di cui al presente atto assumono la<br />
connotazione di collaborazione clinico-scientifica,<br />
essendo paritetico l’interesse a ciò<br />
della <strong>Fondazione</strong> e della Scuola, in particolare<br />
per quanto riguarda le seguenti aree:<br />
• interfacce cervello-computer;<br />
• controllo di sistemi biomeccatronici<br />
avanzati come protesi di mano, ausili tecnologici;<br />
sistemi robotici per la neuroriabilitazione<br />
ed il recupero funzionale;<br />
• controllo di “ Assisted Ambient Living ”;<br />
– che le aree di cui sopra sono congruenti<br />
con le attività istituzionalmente svolte presso<br />
la <strong>Fondazione</strong> e la Scuola<br />
SI CONVIENE E SI STIPULA<br />
QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Scopo del presente accordo è quello<br />
di utilizzare le risorse e le competenze esistenti<br />
presso gli Enti contraenti, con l’obiettivo<br />
di reciproco scambio di esperienze<br />
maturate nel campo delle interfacce cervellomacchina<br />
e cervello-computer, della bioingegneria<br />
della riabilitazione, della progettazione<br />
e sviluppo di sistemi biomeccatronici,<br />
anche tramite periodici incontri, da tenersi<br />
presso le rispettive sedi, previo accordo tra i<br />
responsabili scientifici di seguito indicati,<br />
nonché lo scambio reciproco di personale e<br />
strumenti di ricerca, per periodi di frequenza<br />
prestabiliti.<br />
Art. 2 – Responsabili scientifici dell’accordo<br />
in argomento sono i seguenti ricercatori:<br />
– per la <strong>Fondazione</strong>: Dr. Donatella Mattia,<br />
– per la Scuola: Prof.ssa Maria Chiara Carrozza.<br />
Art. 3 – Le parti si impegnano a mantenere<br />
contatti, sia diretti che indiretti, per lo scambio<br />
e la discussione di tutte le osservazioni<br />
effettuate, così da favorire il miglior sviluppo<br />
degli studi e delle ricerche oggetto della presente<br />
convenzione.<br />
Le pubblicazioni e la partecipazione a Congressi,<br />
con relazioni o comunicazioni aventi<br />
per oggetto il materiale prodotto dalla collaborazione,<br />
conterranno le indicazioni di<br />
entrambe le parti contraenti, essendo i risultati<br />
delle attività di cui al presente atto di<br />
comune proprietà.<br />
Art. 4 – Qualora dall’attività di collaborazione<br />
emergessero risultati degni di protezione<br />
brevettuale, le parti procederanno alla<br />
stipula di un accordo separato che regolerà<br />
gli ulteriori rapporti.<br />
Art. 5 – Ciascuna parte si farà carico delle<br />
spese inerenti allo svolgimento delle attività<br />
di ricerca di propria competenza.<br />
Allo stesso modo, ciascuna parte si impegna<br />
alla formazione ed informazione del proprio<br />
personale riguardo ai rischi derivanti dallo<br />
svolgimento delle attività ed a tutti gli obblighi<br />
di legge di cui alla L. 626/94 e successive<br />
modificazioni.<br />
Art. 6 – Le parti garantiscono la copertura<br />
assicurativa contro gli infortuni e per la<br />
responsabilità civile del proprio personale<br />
impegnato nelle attività oggetto della presente<br />
convenzione. Ognuna delle parti inoltre<br />
si impegna a provvedere alla dovuta formazione<br />
ed informazione sulle procedure<br />
interne e sugli eventuali rischi specifici nei<br />
confronti dei frequentatori dell’altra parte,<br />
mentre restano a carico della struttura di<br />
provenienza degli stessi gli obblighi in tema<br />
di sicurezza sui posti di lavoro.<br />
2009 81
Sezione II<br />
Art. 7 – Il presente accordo di collaborazione<br />
avrà la durata di 3 anni a decorrere dalla<br />
data di sottoscrizione congiunta ed alla scadenza<br />
non sarà rinnovato tacitamente, ma<br />
mediante accordo scritto tra le parti contraenti.<br />
Ognuna delle stesse potrà recedere<br />
dal contratto fornendo preavviso di 3 mesi<br />
all’altra parte mediante lettera raccomandata.<br />
Tale periodo di preavviso è annullato in<br />
caso di recesso consensuale, da formalizzarsi,<br />
comunque, con nota scritta.<br />
Art. 8 – Qualsiasi divergenza sull’interpretazione<br />
o sull’esecuzione del presente protocollo,<br />
se non risolta tra i responsabili scientifici,<br />
sarà devoluta al giudizio di arbitro scelto<br />
di comune accordo tra le parti o, in caso di<br />
dissenso, di un collegio arbitrale costituito<br />
da arbitri scelti dalle parti in numero di uno<br />
per ogni parte. L’arbitro od il collegio arbitrale<br />
deciderà senza formalità.<br />
Roma, 7 Gennaio 2009<br />
Per la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Presidente<br />
Maria Adriana Amadio<br />
Per la Scuola Superiore di Studi<br />
Universitari e di Perfezionamento<br />
Sant’Anna<br />
Il Direttore<br />
Maria Chiara Carrozza<br />
ACCORDO DI COLLABORAZIONE CLINICO-SCIENTIFICA<br />
TRA<br />
1) la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, di seguito<br />
denominata “ <strong>Fondazione</strong> ”, Istituto di Ricovero<br />
e Cura a Carattere Scientifico, con sede<br />
in Roma, Via Ardeatina n. 306, rappresentato<br />
dal Presidente Maria Adriana Amadio, per la<br />
sua carica domiciliata presso la sede della<br />
<strong>Fondazione</strong><br />
E<br />
2) l’Istituto Zooprofilattico Sperimentale<br />
delle Regioni Lazio e Toscana, di seguito<br />
denominato IZSLT, con sede legale in Roma<br />
– Via Appia Nuova n. 1411 Cap. 00178, Partita<br />
IV A 00887091007, rappresentato dal<br />
Direttore Generale Dr. Nazareno Renzo Brizioli,<br />
per la sua carica domiciliato presso<br />
l’IZSL T<br />
PREMESSO<br />
– che in data 23 marzo 2004 è stata siglata<br />
una convenzione tra <strong>Fondazione</strong> ed Istituto<br />
con l’obiettivo di stipulare un accordo di collaborazione<br />
per la ricerca, la sperimentazione<br />
e la formazione biomedico-veterinaria;<br />
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti succitati<br />
sviluppare collaborazione nel campo<br />
della ricerca, dell’attività clinica, dell’aggiornamento<br />
professionale e della sperimentazione<br />
di nuove attività tecnico scientifiche;<br />
– che in particolare è nell’interesse di<br />
entrambi gli Enti sviluppare una modalità di<br />
collaborazione tecnico scientifica nel campo<br />
della sicurezza alimentare e nutrizionale<br />
nella neuroriabilitazione;<br />
– che in questo quadro le attività di ricerca<br />
di cui al presente atto assumono la connotazione<br />
di collaborazione clinico-tecnicoscientifica,<br />
essendo paritetico l’interesse a<br />
ciò della <strong>Fondazione</strong> e dell’IZSLT, in particolare<br />
per quanto riguarda le seguenti<br />
aree:<br />
• sicurezza alimentare e nutrizionale nella<br />
neuroriabilitazione;<br />
• applicazione di modelli per l’analisi e la<br />
valutazione del rischio alimentare e nutrizionale<br />
nella neuroriabilitazione;<br />
– che presso la <strong>Fondazione</strong> è stato istituito il<br />
Centro Studi Alimentazione e Riabilitazione<br />
(Ce.SAR), mentre nell’ambito dell’Istituto è<br />
stato istituito il Centro Studi Regionale per<br />
l’analisi e la valutazione del rischio alimentare<br />
(CRSA), proprie esperienze e competenze,<br />
nell’ambito di diverse attività di<br />
ricerca corrente e di progetti finalizzati<br />
(codici IZSLT: 9NEU, 90SP e 90RI);<br />
– che le aree di cui sopra sono congruenti<br />
con le attività istituzionalmente svolte presso<br />
la <strong>Fondazione</strong> e l’Istituto<br />
SI CONVIENE E SI STIPULA<br />
QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Scopo del presente accordo è quello<br />
di utilizzare le risorse e le competenze esistenti<br />
presso Ce.SAR e CRSA, con l’obiettivo<br />
di reciproco scambio di esperienze maturate<br />
nei propri campi di interesse, anche tramite<br />
periodici incontri, da tenersi presso le rispet-<br />
82 2009
Collaborazioni scientifiche<br />
tive sedi, previo accordo tra i responsabili<br />
scientifici di seguito indicati, nonché lo<br />
scambio reciproco di personale per periodi<br />
di frequenza prestabiliti.<br />
Art. 2 – Responsabili scientifici dell’accordo<br />
in argomento sono i seguenti ricercatori:<br />
– per la <strong>Fondazione</strong>: Dr. Stefano Paolucci,<br />
– per l’Istituto: Dr. Stefano Saccares.<br />
Art. 3 – Le parti si impegnano a mantenere<br />
contatti, sia diretti che indiretti, per lo scambio<br />
e la discussione di tutte le osservazioni<br />
effettuate, così da favorire il miglior sviluppo<br />
degli studi e delle ricerche oggetto della presente<br />
convenzione.<br />
Le pubblicazioni e la partecipazione a Congressi,<br />
con relazioni o comunicazioni aventi<br />
per oggetto il materiale prodotto dalla collaborazione,<br />
conterranno le indicazioni di<br />
entrambe le parti contraenti, essendo i risultati<br />
delle attività di cui al presente atto di<br />
comune proprietà.<br />
Art. 4 – Qualora dall’attività di collaborazione<br />
emergessero risultati meritevoli di protezione<br />
brevettuale, le parti procederanno<br />
alla stipula di un accordo separato che regolerà<br />
gli ulteriori rapporti.<br />
Art. 5 – Ciascuna parte si farà carico delle<br />
spese inerenti allo svolgimento delle attività<br />
cliniche e di ricerca di propria competenza.<br />
Allo stesso modo, ciascuna parte si impegna<br />
alla formazione ed informazione del proprio<br />
personale riguardo ai rischi derivante dallo<br />
svolgimento delle attività ed a tutti gli obblighi<br />
di legge di cui alla L. 626/94 e successive<br />
modificazioni.<br />
Art. 6 – II presente accordo di collaborazione<br />
avrà la durata di due anni a decorrere dalla<br />
data di sottoscrizione e potrà essere rinnovato<br />
tra le parti contraenti alla sua scadenza<br />
mediante accordo scritto. Le stesse potranno<br />
recedere dal contratto fornendo preavviso di<br />
due mesi.<br />
Art. 7 – In una prima fase dell’accordo le<br />
attività di collaborazione di cui alle premesse<br />
saranno finalizzate allo sviluppo di uno specifico<br />
progetto di ricerca di comune interesse<br />
dal titolo “ Modello per la valutazione dei<br />
rischi nella neuroriabilitazione in pazienti<br />
lungo degenti: il ruolo della Ristorazione<br />
Ospedaliera ”. Omissis.<br />
Art. 8 – Qualsiasi divergenza sull’interpretazione<br />
o sull’esecuzione del presente protocollo,<br />
se non risolta tra i responsabili scientifici,<br />
sarà devoluta al giudizio di un arbitro<br />
scelto di comune accordo tra le parti o, in<br />
caso di dissenso, di un collegio arbitrale<br />
costituito da arbitri scelti dalle parti in<br />
numero di uno per ogni parte. L’arbitro od il<br />
collegio arbitrale deciderà senza formalità.<br />
Roma, 1 Giugno 2009<br />
Per la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Presidente<br />
Maria Adriana Amadio<br />
Per l’Istituto Zooprofilattico Sperimentale<br />
delle Regioni Lazio e Toscana<br />
Il Direttore Generale<br />
Nazareno Renzo Brizioli<br />
ACCORDO DI COLLABORAZIONE CLINICO-SCIENTIFICA<br />
TRA<br />
1) la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, di seguito<br />
denominata “ <strong>Fondazione</strong> ”, Istituto di Ricovero<br />
e Cura a Carattere Scientifico, con sede<br />
in Roma, Via Ardeatina n. 306, rappresentato<br />
dal Presidente Maria Adriana Amadio, per la<br />
sua carica domiciliata presso la sede della<br />
<strong>Fondazione</strong><br />
E<br />
2) il Dipartimento di Scienze del Movimento<br />
Umano e dello Sport, Università<br />
degli Studi di Roma “ Foro Italico ”, di seguito<br />
denominato DiSMUS, con sede in Roma,<br />
Piazza Lauro dé Bosis, 6, rappresentata dal<br />
Prof. Aurelio Cappozzo, per la sua carica<br />
domiciliato presso Piazza Lauro de Bosis, 6,<br />
00135, Roma.<br />
PREMESSO<br />
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti succitati<br />
sviluppare collaborazione nel campo<br />
della ricerca, dell’attività clinica, dell‘aggiornamento<br />
professionale e della sperimentazione<br />
di nuove attività tecnico scientifiche;<br />
– che è nell’interesse di entrambi gli enti sviluppare<br />
una modalità di ricerca clinica in<br />
tema di locomozione in soggetti sani e disabili;<br />
2009 83
Sezione II<br />
– che in questo quadro le attività di ricerca e<br />
cliniche di cui al presente atto assumono la<br />
connotazione di collaborazione clinico-scientifica,<br />
essendo paritetico l’interesse a ciò<br />
della <strong>Fondazione</strong> e del DiSMUS, in particolare<br />
per quanto riguarda le seguenti aree:<br />
• analisi del movimento durante prestazione<br />
sportiva in soggetti con disabilità;<br />
• valutazione metabolica e biomeccanica<br />
della locomozione con componenti protesiche<br />
per l’amputato d’arto inferiore;<br />
– che le aree di cui sopra sono congruenti<br />
con le attività istituzionalmente svolte presso<br />
la <strong>Fondazione</strong> e l’Azienda<br />
SI CONVIENE E SI STIPULA<br />
QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Scopo del presente accordo è quello<br />
di utilizzare le risorse e le competenze esistenti<br />
presso gli Enti contraenti, con l’obiettivo<br />
di reciproco scambio di esperienze maturate<br />
nel campo delle patologie della locomozione,<br />
anche tramite periodici incontri, da<br />
tenersi presso le rispettive sedi, previo<br />
accordo tra i responsabili scientifici di seguito<br />
indicati, nonché lo scambio reciproco di personale<br />
per periodi di frequenza prestabilita.<br />
Art. 2 – Responsabili scientifici dell’accordo<br />
in argomento sono i seguenti ricercatori:<br />
– per la <strong>Fondazione</strong>: Dott. Marco Traballesi<br />
– per il DiSMUS: Dott.ssa Claudia Mazzà<br />
Art. 3 – Le parti si impegnano a mantenere<br />
contatti, sia diretti che indiretti, per lo scambio<br />
e la discussione di tutte le osservazioni<br />
effettuate, così da favorire il miglior sviluppo<br />
degli studi e delle ricerche oggetto della presente<br />
convenzione.<br />
Le pubblicazioni e la partecipazione a Congressi,<br />
con relazioni o comunicazioni aventi<br />
per oggetto il materiale prodotto dalla collaborazione,<br />
conterranno le indicazioni di<br />
entrambi le parti contraenti, essendo i risultati<br />
delle attività di cui al presente atto di<br />
comune proprietà.<br />
Art. 4 – Qualora dall’attività di collaborazione<br />
emergessero risultati degni di protezione<br />
brevettuale, le parti procederanno alla<br />
stipula di un accordo separato che regolerà<br />
gli ulteriori rapporti.<br />
Art. 5 – Ciascuna parte si farà carico delle<br />
spese inerenti allo svolgimento delle attività<br />
cliniche e di ricerca di propria competenza.<br />
Allo stesso modo, ciascuna parte si impegna<br />
alla formazione ed informazione del proprio<br />
personale riguardo ai rischi derivante dallo<br />
svolgimento delle attività ed a tutti gli obblighi<br />
di legge di cui alla L. 626/94 e successive<br />
modificazioni.<br />
Art. 6 – Il presente accordo di collaborazione<br />
avrà la durata di 3 anni a decorrere<br />
dalla data di sottoscrizione e potrà essere<br />
rinnovato tra le parti contraenti alla sua scadenza<br />
mediante accordo scritto. Le stesse<br />
potranno recedere dal contratto fornendo<br />
preavviso di 3 mesi.<br />
Art. 7 – Qualsiasi divergenza sull’interpretazione<br />
o sull’esecuzione del presente protocollo,<br />
se non risolta tra i responsabili scientifici,<br />
sarà devoluta al giudizio di un arbitro<br />
scelto di comune accordo tra le parti o, in<br />
caso di dissenso, di un collegio arbitrale<br />
costituito da arbitri scelti dalle parti in<br />
numero di uno per ogni parte. L’arbitro od il<br />
collegio arbitrale deciderà senza formalità.<br />
Roma, 9 Giugno 2009<br />
Per la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Presidente<br />
Maria Adriana Amadio<br />
Per il DiSMUS<br />
Il Direttore<br />
Aurelio Cappozzo<br />
CONVENZIONE PER COLLABORAZIONE SCIENTIFICA<br />
TRA<br />
il Dipartimento di Scienze Umane e della<br />
Formazione dell’Università degli Studi di<br />
Perugia, con sede legale in Piazza G. Ermini,<br />
1 – 06123 – Perugia – C.F. 00448820548, rappresentato<br />
dal Direttore Prof. Francesco Federico<br />
Mancini, nato a Perugia il 08/02/1949, (di<br />
seguito denominato DipSUeF)<br />
E<br />
l’IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> di Roma<br />
con sede legale in Via Ardeatina n. 306,<br />
00179 Roma, C.F. 97138260589 rappresentato<br />
dal Presidente Maria Adriana Amadio,<br />
nata a Roma (RM) il 01/01/1946, (di seguito<br />
denominato IRCCS);<br />
congiuntamente denominate parti.<br />
84 2009
Collaborazioni scientifiche<br />
PREMESSO<br />
– che le neuroimmagini funzionali con tecnica<br />
di Risonanza Magnetica permettono di<br />
valutare in maniera non invasiva l’attivazione<br />
cerebrale associata all’esecuzione di<br />
compiti motori e cognitivi e quindi di mappare<br />
l’organizzazione cerebrale delle facoltà<br />
mentali e neurofisiologiche di base in soggetti<br />
normali e in pazienti con patologia<br />
cerebrale. Gli studi di neuroimmagine con<br />
tecnica di risonanza magnetica funzionale<br />
hanno la finalità principale di caratterizzare<br />
le basi neurali delle funzioni neurofisiologiche/cognitive<br />
normali registrando l’attivazione<br />
corticale nella forma di cambiamenti<br />
della perfusione cerebrale. Tali studi sperimentali<br />
rappresentano parte fondamentale<br />
per lo sviluppo di nuove tecniche di neuroimmagini<br />
funzionali con potenziali risvolti<br />
applicativi clinici;<br />
– che l’IRCCS, in particolare per esso il<br />
Laboratorio di Neuroimmagini, svolge attività<br />
di ricerca nel campo delle neuroscienze<br />
cognitive e delle neuroimmagini funzionali<br />
con Risonanza Magnetica ad alto campo (3<br />
Tesla);<br />
– che il DipSUeF svolge attività di ricerca nel<br />
campo delle neuroscienze cognitive ivi<br />
incluso il campo delle neuroimmagini funzionali<br />
che l’IRCCS e il DipSUeF intendono<br />
instaurare una collaborazione al fine di svolgere<br />
attività di ricerca nei suddetti campi<br />
SI CONVIENE QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Oggetto. Il DipSUeF e l’IRCCS convengono<br />
di stabilire un rapporto di collaborazione<br />
scientifica nel settore delle neuroimmagini<br />
funzionali (studi di attivazione cerebrale<br />
con risonanza magnetica funzionale).<br />
Art. 2 – Responsabili della collaborazione. Il<br />
DipSUeF indica quale proprio responsabile<br />
della collaborazione il Dr. Valerio <strong>Santa</strong>ngelo,<br />
ricercatore in servizio presso la suddetta<br />
struttura.<br />
L’IRCCS indica quale responsabile della collaborazione<br />
il Dr. Emiliano Macaluso, Direttore<br />
del Laboratorio di Neuroimmagini<br />
presso la suddetta struttura.<br />
L’eventuale sostituzione del responsabile<br />
della collaborazione di una delle parti dovrà<br />
essere comunicata ed approvata dall’altra<br />
parte.<br />
Art. 3 – Modalità della collaborazione scientifica,<br />
strutture, attrezzature e risone messe a<br />
disposizione della ricerca e della didattica. La<br />
collaborazione scientifica tra l’IRCCS e il<br />
DipSUeF è regolata da protocolli di ricerca<br />
scritti, firmati congiuntamente dai responsabili<br />
della collaborazione.<br />
Per l’attività di ricerca oggetto della presente<br />
convenzione l’IRCCS e il DipSUeF metteranno<br />
a disposizione i laboratori, le attrezzature<br />
ed il personale necessario allo svolgimento<br />
dei progetti di collaborazione fra le<br />
due Unità. I suddetti progetti saranno sottoposti<br />
al vaglio del Comitato Etico della struttura<br />
dove avrà luogo la sperimentazione.<br />
Art. 4 – Pubblicazioni e regime dei risultati<br />
della collaborazione scientifica. Le parti si<br />
impegnano reciprocamente a menzionare<br />
l’altra parte in ogni opera o scritto scientifico<br />
relativo all’attività di ricerca comune oggetto<br />
della presente convenzione, svolta in stretta e<br />
continuativa collaborazione tra le due parti.<br />
I risultati dell’attività di ricerca prodotti dalla<br />
collaborazione sono di proprietà dei contraenti.<br />
Le parti definiranno di comune accordo il<br />
regime di proprietà di tali risultati e le quote<br />
loro spettanti dallo sfruttamento commerciale<br />
dell’invenzione, tenuto conto dei costi<br />
effettivamente sostenuti dagli Enti per la realizzazione<br />
della ricerca e fatti salvi i diritti di<br />
legge dell’inventore.<br />
L’eventuale brevettazione dei risultati conseguiti<br />
in comune sarà oggetto di separato<br />
accordo tra le parti; in questo caso le eventuali<br />
pubblicazioni saranno subordinate all’espletamento<br />
di tutte le procedure atte alla<br />
protezione brevettuale dei risultati.<br />
I contraenti si impegnano a non utilizzare i<br />
nomi e i loghi delle parti se non dopo specifici<br />
accordi tra i responsabili scientifici indicati<br />
dalle parti.<br />
Art. 5 – Copertura Assicurativa e Sicurezza. Il<br />
DipSUeF garantisce la copertura assicurativa<br />
contro gli infortuni e per la responsabilità<br />
civile verso terzi del proprio personale impegnato<br />
nell’attività in oggetto della presente<br />
convenzione.<br />
L’IRCCS garantisce analoga copertura assicurativa<br />
ai propri dipendenti, borsisti o collaboratori<br />
impegnati nello svolgimento delle<br />
suddette attività.<br />
Quando il personale di una parte si reca<br />
presso la sede dell’altra parte per l’attività di<br />
ricerca, il datore di lavoro della sede ospitante<br />
assolve a tutte le misure generali e specifiche<br />
di prevenzione e sicurezza.<br />
Il personale di ciascun Ente sarà tenuto ad<br />
2009 85
Sezione II<br />
uniformarsi ai regolamenti disciplinari e di<br />
sicurezza in vigore nelle sedi di esecuzione<br />
delle attività oggetto della presente convenzione,<br />
secondo quanto prescritto dalla legge<br />
626/94.<br />
La sorveglianza sanitaria rimane comunque<br />
a carico della parte di provenienza di detto<br />
personale.<br />
Art. 6 – Durata della convenzione. La presente<br />
convenzione entra in vigore alla data<br />
della sua stipulazione e avrà la durata di tre<br />
anni, con possibilità di rinnovo sulla base di<br />
accordo scritto approvato dagli organi competenti<br />
delle parti. Al termine della convenzione,<br />
il DipSUeF e l’IRCCS redigeranno una<br />
relazione valutativa sulla collaborazione e sui<br />
risultati raggiunti; in caso di rinnovo a questa<br />
dovrà aggiungersi una relazione sugli<br />
obiettivi futuri.<br />
Le parti hanno la facoltà di recedere dalla<br />
presente convenzione ovvero di risolverla<br />
consensualmente prima della scadenza naturale;<br />
il recesso deve essere esercitato<br />
mediante comunicazione scritta da trsmettere<br />
all’altra parte con raccomandata con<br />
avviso di ricevimento da inviarsi nel rispetto<br />
di un preavviso di almeno tre mesi.<br />
Il recesso o la risoluzione consensuale non<br />
hanno effetto che per l’avvenire e non incidono<br />
sulla parte di convenzione già eseguita.<br />
Art. 7 – Trattamento dei dati personali. Il<br />
DipSUeF e l’IRCCS provvedono al trattamento<br />
e alla gestione dei dati personali secondo le<br />
normative in vigore (D.L.vo N. 196 del 2003).<br />
Art. 8 – Controversie. Per qualsiasi controversia<br />
che dovesse nascere dall’esecuzione della<br />
presente convenzione è competente il Foro di<br />
Perugia.<br />
Art. 9 – Registrazione e spese. La presente<br />
convenzione sarà registrata solo in caso<br />
d’uso e a tassa fissa ai sensi degli artt. 5 e 39<br />
del DPR n. 131186. Le spese di registrazione<br />
sono a carico della parte richiedente.<br />
Roma, 23 Giugno 2009<br />
Per il Dipartimento di Scienze Umane<br />
e della Formazione - Università di Perugia<br />
Il Direttore<br />
Francesco Federico Mancini<br />
Per l’IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Presidente<br />
Maria Adriana Amadio<br />
ACCORDO DI COLLABORAZIONE SCIENTIFICA<br />
TRA<br />
il Dipartimento di Psicologia dell’Università<br />
di Roma La Sapienza in prosieguo<br />
denominato “ Dipartimento ” codice fiscale n.<br />
80209930587, P.1. n. 02133771002 con sede a<br />
Roma, via dei Marsi n. 78, rappresentato dal<br />
direttore Prof. Pierluigi Zoccolotti ivi domiciliato<br />
per la carica, autorizzato per la stipula<br />
del presente atto con Decreto Rettorale, del<br />
06/10/2006 n. 2828, previo parere favorevole<br />
del Consiglio del Dipartimento di Psicologia<br />
(15 giugno 2009).<br />
E<br />
l’Istituto di Ricovero e Cura a Carattere<br />
Scientifico – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> in<br />
prosieguo denominato “ IRCCS” Codice<br />
Fiscale n. 97138260589 con sede in Roma via<br />
Ardeatina 306, rappresentato legalmente dal<br />
Presidente Maria Adriana Amadio nata a<br />
Roma il 01/01/1046, in ragione della sua<br />
carica ed agli effetti del presente atto domiciliato<br />
presso la sede dell’IRCCS.<br />
PREMESSO<br />
a) che è nell’interesse di entrambi gli Enti<br />
succitati sviluppare collaborazioni nel campo<br />
della ricerca, e della sperimentazione<br />
di nuove attività tecnico-scientifiche, della<br />
formazione e dell’aggiornamento professionale;<br />
b) che i Proff. Simona Cabib e Stefano<br />
Puglisi Allegra (professori ordinari di Psicobiologia<br />
e Psicologia Fisiologica presso Università<br />
di Roma La Sapienza), afferenti al<br />
Dipartimento, per i propri programmi di<br />
ricerca ritengono importante disporre di collaborazioni<br />
con altri gruppi di ricerca nel<br />
campo delle neuroscienze per quanto<br />
riguarda tematiche con impatto clinico;<br />
c) che i proff. Simona Cabib e Stefano<br />
Puglisi Allegra, per lo svolgimento dei propri<br />
programmi di ricerca di cui all’art. 2<br />
hanno la necessità di disporre di idonei<br />
locali;<br />
d) che le attività di ricerca di cui all’articolo 2<br />
86 2009
Collaborazioni scientifiche<br />
rivestono un interesse strategico primario per<br />
le attività di ricerca e cliniche dell’ IRCCS;<br />
e) che le attività di ricerca di cui sopra sono<br />
congruenti con l’attività didattica e scientifica<br />
istituzionalmente svolta dai Proff.<br />
Simona Cabib e Stefano Puglisi Allegra;<br />
f) che i responsabili Scientifici sono i Proff.<br />
Simona Cabib e Stefano Puglisi Allegra.<br />
TUTTO CIÒ CONSIDERATO<br />
SI CONVIENE QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Le premesse formano parte integrante<br />
del presente atto.<br />
Art. 2 – Si stipula un Accordo di collaborazione<br />
per lo svolgimento dei programmi di<br />
ricerca scientifica di comune interesse inerenti<br />
alle seguenti tematiche:<br />
a) trasmissione catecolaminergica mecocorticolimbica<br />
nella risposta da stress e nella<br />
motivazione con riferimento all’interazione<br />
genotipo-ambiente;<br />
b) ruolo delle amine cerebrali nei disturbi<br />
del neurosviluppo.<br />
Omissis<br />
Art. 3 – Per il perseguimento degli obiettivi<br />
di cui al punto 2) l’ IRCCS ed il Dipartimento<br />
si obbligano:<br />
L’IRCCS:<br />
a) a mettere a disposizione del Dipartimento,<br />
tramite contratto di comodato, i<br />
locali …omissis… siti in via del Fosso di Fiorano<br />
64 - 00143 Roma - ove saranno installate<br />
le attrezzature di proprietà del Dipartimento<br />
di Psicologia …omissis…;<br />
b) a sostenere tutte le spese di adattamento<br />
dei locali e quelle inerenti alla installazione<br />
delle attrezzature …omissis…;<br />
c) a garantite a sue spese l’utenza di acqua,<br />
elettricità, telefono, riscaldamento, servizi di<br />
portineria, segreteria, pulizia; di assicurazione<br />
delle apparecchiature per i danni e gli<br />
infortuni e quelle del personale dell’IRCCS<br />
che utilizzerà tali apparecchiature nell’ambito<br />
del presente accordo;<br />
d) a mettere a disposizione l’accesso allo stabulario;<br />
e) a mettere a disposizione la biblioteca, l’officina<br />
meccanica ed elettronica;<br />
f) a mettere a disposizione l’accesso ai servizi<br />
di mensa al personale coinvolto nei suddetti<br />
studi, alle condizioni vigenti per il proprio<br />
personale;<br />
Il Dipartimento:<br />
a) a mettere a disposizione, per le finalità<br />
della ricerca in comune, le attrezzature scientifiche<br />
…omissis… con la relativa gestione<br />
tecnica;<br />
b) a provvedere all’acquisto del materiale di<br />
consumo ed alle spese di manutenzione delle<br />
attrezzature secondo il grado di utilizzo delle<br />
apparecchiature stesse;<br />
c) a garantire la copertura assicurativa del<br />
proprio personale che, in virtù del presente<br />
accordo, verrà chiamato a frequentare i<br />
locali dell’IRCCS.<br />
Art. 4 – Gli obiettivi di ricerca scientifica di<br />
cui al presente Accordo verranno perseguiti<br />
utilizzando congiuntamente personale del<br />
Dipartimento e personale dell’IRCCS.<br />
Un afferente al Dipartimento, che collabora<br />
al presente accordo, sarà nominato consegnatario<br />
delle attrezzature.<br />
Art. 5 – I risultati scientifici delle attività previste<br />
dal presente Accordo dovranno essere<br />
pubblicati sotto l’intestazione congiunta: <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> e Dipartimento di Psicologia.<br />
Art. 6 – L’ IRCCS e il Dipartimento hanno la<br />
libera disponibilità delle cognizioni acquisite<br />
nel corso dell’esecuzione del programma<br />
relativo al presente Accordo. I diritti relativi<br />
ad eventuali invenzioni o brevetti derivanti<br />
dall’esecuzione del predetto programma<br />
restano di proprietà congiunta del Dipartimento<br />
e dell’IRCCS, i quali concorderanno,<br />
di volta in volta, il particolare regime da<br />
adottare per la protezione di tali diritti.<br />
Art. 7 – Il presente Accordo ha la durata di<br />
anni tre a decorrere dalla sottoscrizione e si<br />
intenderà tacitamente rinnovato, salvo<br />
disdetta scritta espressa da una delle Parti da<br />
inviare all’altra Parte almeno sei mesi prima<br />
della scadenza con Raccomandata A.R.<br />
Art. 8 – Per tutte le controversie derivanti<br />
dall’interpretazione o dall’esecuzione del presente<br />
contratto sarà competente il Foro di<br />
Roma.<br />
Letto, approvato e sottoscritto<br />
Roma, 16 Luglio 2009<br />
Per la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Rappresentante Legale<br />
Maria Adriana Amadio<br />
Per il Dipartimento di Psicologia<br />
Il Direttore<br />
Pierluigi Zoccolotti<br />
2009 87
Sezione II<br />
ACCORDO DI COLLABORAZIONE CLINICO-SCIENTIFICA<br />
TRA<br />
1) la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, di seguito<br />
denominata “ <strong>Fondazione</strong> ”, Istituto di Ricovero<br />
e Cura a Carattere Scientifico, con sede<br />
in Roma, Via Ardeatina n. 306, rappresentato<br />
dal Presidente Maria Adriana Amadio, per la<br />
sua carica domiciliata presso la sede della<br />
<strong>Fondazione</strong><br />
E<br />
2) l’Università Campus-Bio Medico di<br />
Roma di seguito denominata “ Università“,<br />
con sede in Roma, Via Alvaro del Portillo n.<br />
21, rappresentata dal Rettore Prof. Vincenzo<br />
Lorenzelli, per la sua carica domiciliato<br />
presso la sede dell’Università<br />
PREMESSO<br />
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti succitati<br />
sviluppare collaborazione nel campo<br />
della ricerca, dell’attività clinica, dell’aggiornamento<br />
professionale e della sperimentazione<br />
di nuove attività tecnico scientifiche;<br />
– che è nell’interesse di entrambi gli Enti sviluppare<br />
una modalità di ricerca clinica nel<br />
campo della delle patologie proprie degli<br />
anziani;<br />
– che in questo quadro le attività di ricerca e<br />
cliniche di cui al presente atto assumono la<br />
connotazione di collaborazione clinico-scientifica,<br />
essendo paritetico l’interesse a ciò<br />
della <strong>Fondazione</strong> e dell’Università, in particolare<br />
per quanto riguarda le seguenti aree:<br />
• riabilitazione (di prevalente interesse per<br />
la <strong>Fondazione</strong>);<br />
• geriatria (di prevalente interesse per l’Università);<br />
• attività fisica adattata (di prevalente<br />
interesse della <strong>Fondazione</strong>);<br />
– che le aree di cui sopra sono congruenti<br />
con le attività istituzionalmente svolte presso<br />
la <strong>Fondazione</strong> e l’Università<br />
SI CONVIENE E SI STIPULA<br />
QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Scopo del presente accordo è quello<br />
di utilizzare le risorse e le competenze esistenti<br />
presso gli Enti contraenti, con l’obiettivo<br />
di reciproco scambio di esperienze<br />
maturate nel campo delle patologie proprie<br />
degli anziani, anche tramite periodici incontri,<br />
da tenersi presso le rispettive sedi, previo<br />
accordo tra i responsabili scientifici di<br />
seguito indicati, nonché lo scambio reciproco<br />
di personale per periodi di frequenza<br />
prestabilita.<br />
Art. 2 – Responsabili scientifici dell’accordo<br />
in argomento sono i seguenti ricercatori:<br />
– per la <strong>Fondazione</strong>: Dr. Traballesi Marco,<br />
– per l’Università: Prof. Antonelli Incalzi<br />
Raffaele.<br />
Art. 3 – Le parti si impegnano a mantenere<br />
contatti, sia diretti che indiretti, per lo scambio<br />
e la discussione di tutte le osservazioni<br />
effettuate, così da favorire il miglior sviluppo<br />
degli studi e delle ricerche oggetto della presente<br />
convenzione.<br />
Le pubblicazioni e la partecipazione a Congressi,<br />
con relazioni o comunicazioni aventi<br />
per oggetto il materiale prodotto dalla collaborazione,<br />
conterranno le indicazioni di<br />
entrambe le parti contraenti, essendo i risultati<br />
delle attività di cui al presente atto di<br />
comune proprietà.<br />
Art. 4 – Qualora dall’attività di collaborazione<br />
emergessero risultati degni di protezione<br />
brevettuale, le parti procederanno alla<br />
stipula di un accordo separato che regolerà<br />
gli ulteriori rapporti.<br />
Art. 5 – Ciascuna parte si farà carico delle<br />
spese inerenti allo svolgimento delle attività<br />
cliniche e di ricerca di propria competenza.<br />
Allo stesso modo, ciascuna parte si impegna<br />
alla formazione ed informazione del proprio<br />
personale riguardo ai rischi derivanti dallo<br />
svolgimento delle attività ed a tutti gli obblighi<br />
di legge di cui alla L. 626/94 e successive<br />
modificazioni.<br />
Art. 6 – Il presente accordo di collaborazione<br />
avrà la durata di tre (3) anni a decorrere<br />
dalla data di sottoscrizione e potrà essere<br />
rinnovato tra le parti contraenti alla sua scadenza<br />
mediante accordo scritto. Le stesse<br />
potranno recedere dal contratto fornendo<br />
preavviso di tre (3) mesi.<br />
Art. 7 – Qualsiasi divergenza sull’interpretazione<br />
o sull’esecuzione del presente protocollo,<br />
se non risolta tra i responsabili scientifici,<br />
sarà devoluta al giudizio di un arbitro<br />
scelto di comune accordo tra le parti o, in<br />
caso di dissenso, di un collegio arbitrale costituito<br />
da arbitri scelti dalle parti in numero di<br />
uno per ogni parte. L’arbitro od il collegio<br />
arbitrale deciderà senza formalità.<br />
88 2009
Collaborazioni scientifiche<br />
Roma, 24 Settembre 2009<br />
Per la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Presidente<br />
Maria Adriana Amadio<br />
Per l’Università Campus Bio-Medico<br />
di Roma<br />
Il Rettore<br />
Vincenzo Lorenzelli<br />
LETTER OF UNDERSTANDING REGARDING SCIENTIFIC COOPERATION<br />
Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> – Rome<br />
AND<br />
Cardiff University Brain Research Imaging<br />
Centre, School of Psychology, Cardiff<br />
University, Cardiff<br />
On behalf of the <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>,<br />
Luigi Amadio (Direttore Generale) and Carlo<br />
Caltagirone (Direttore Scientifico), and on<br />
behalf of the School or Psychology, Professor<br />
Richard Wise (FMRI Director) and Professor<br />
Dylan Jones (Head of School), it is agreed<br />
that cooperation between these institutions<br />
would be mutually beneficial.<br />
The areas of cooperation will include, subject<br />
to mutual consent, any program or activity<br />
desirable and feasible to further scientific<br />
interaction between the two institutions. The<br />
terms of this cooperation and the necessary<br />
funding for each specific programme and<br />
activity implemented under the terms of this<br />
agreement wiIl be discussed by both parties<br />
and approved in writing in an specific agreement<br />
for each activity prior to commencement<br />
of the programme or activity. Such<br />
activities may include:<br />
– exchanges of faculty;<br />
– exchanges or students;<br />
– joint research projects and publications;<br />
– exchanges of publications, materials and<br />
information;<br />
– joint conferences and workshops;<br />
– special short-term programs and visits.<br />
For agreed upon activities, both institutions<br />
will make available their facilities and staffs.<br />
This agreement shaii be valid for a period of<br />
five (5) years counted from the date of the<br />
final signature, on the understanding that it<br />
may be terminated by each of the parties by<br />
written notice, with at least six months<br />
advance notice. The agreement will be selfrenewing<br />
unless terminated by one of the<br />
participants.<br />
This agreement may be amended through<br />
written communication between the two<br />
institutions. Once these amendments have<br />
been approved they will form part of the<br />
agreement.<br />
In the case of termination of this agreement,<br />
both parties shall take the necessary measures<br />
to ensure continuity of the actions and<br />
projects already initiated until their conclusion.<br />
The agreement takes effect Nov 13,<br />
2009.<br />
Signed:<br />
Luigi Amadio<br />
Direttore Generale<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> Roma<br />
Carlo Caltagirone<br />
Direttore Scientifico<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> Roma<br />
Protessor Richard Wise<br />
FMRI Director<br />
CUBRIC, School of Psychology,<br />
Cardiff University<br />
Professor Dylan Jones<br />
Head of School<br />
School of Psychology, Cardiff University<br />
Cardiff, UK<br />
2009 89
Attività<br />
didattica<br />
e formativa
Sezione II<br />
Il D. Lgs. 30 giugno 1993 n. 269 al comma 4 dell’Art. 1 recita: “ Gli istituti<br />
forniscono agli organi ed enti del SSN il supporto tecnico ed operativo per l’esercizio<br />
delle loro funzioni e per il perseguimento degli obiettivi del Piano<br />
Sanitario Nazionale in materia di ricerca sanitaria nonché di formazione continua<br />
del personale ”. Tali funzioni sono state ribadite anche nel successivo<br />
D. Lgs. 16 ottobre 2003 n. 288 riguardante il riordino della disciplina degli<br />
IRCCS.<br />
La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> continua a potenziare e sviluppare l’intensa<br />
attività didattica sia sul piano dell’insegnamento teorico sia su quello dei tirocini<br />
pratici e professionalizzanti. L’ambito di interesse è quello specialistico<br />
dei medici e degli psicologi nonché quello degli allievi dei corsi per infermieri,<br />
terapisti della riabilitazione, tecnici di neurofisiopatologia, logopedisti.<br />
Queste le principali collaborazioni con Università ed enti pubblici e privati,<br />
che prevedono l’utilizzo del potenziale didattico, scientifico e clinico del<br />
personale interno e delle strutture della <strong>Fondazione</strong>, in atto nel 2009.<br />
Didattica e tirocinio<br />
– <strong>Fondazione</strong> PTV “ Policlinico Tor Vergata ”, Roma:<br />
• Formazione e aggiornamento professionale del personale sanitario e della<br />
Comunicazione sanitaria.<br />
– Libera Università Maria SS. Assunta di Roma, LUMSA.<br />
– Università Campus Biomedico di Roma:<br />
• Scuola di specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione.<br />
• Scuola di specializzazione in Radiodiagnostica.<br />
– Università Cattolica del Sacro Cuore Agostino Gemelli, Roma:<br />
• Scuola di specializzazione in Geriatria.<br />
• Scuola di specializzazione in Neurologia.<br />
– Università degli Studi dell’Aquila:<br />
• Facoltà di Psicologia.<br />
– Università degli Studi di Bari:<br />
• Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali.<br />
– Università degli Studi della Calabria:<br />
• Facoltà di Ingegneria.<br />
– Università degli Studi di Catanzaro Magna Graecia:<br />
• Scuola di specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione.<br />
– Università degli Studi di Chieti-Pescara G. D’Annunzio:<br />
• Dipartimento di Scienze Biomediche (DSB).<br />
• Facoltà di Psicologia.<br />
– Università degli Studi di Padova:<br />
• Facoltà di Psicologia.<br />
92 2009
Attività didattica e formativa<br />
– Università degli Studi di Palermo:<br />
• Facoltà di Scienze della Formazione: Corso di laurea in Psicologia.<br />
– Università degli Studi di Parma:<br />
• Facoltà di Psicologia.<br />
– Università degli Studi di Perugia:<br />
• Dipartimento di Scienze della Formazione.<br />
• Facoltà di Medicina e Chirurgia: Corso di laurea in Fisioterapia.<br />
– Università degli Studi di Roma La Sapienza:<br />
• Facoltà di Ingegneria.<br />
• Facoltà di Psicologia 1.<br />
• Facoltà di Psicologia 2.<br />
• I Scuola di specializzazione in Neurologia.<br />
• II Scuola di Specializzazione in Psicologia Clinica.<br />
• Scuola di specializzazione in Medicina Fisica e Riabilitazione.<br />
• Scuola di specializzazione in Neuropsicologia.<br />
• Scuola di Specializzazione in Psicologia della salute.<br />
• Scuola di Specializzazione in Valutazione psicologica.<br />
– Università degli Studi di Roma Tor Vergata:<br />
• Corsi di laurea di I Livello per Professioni Sanitarie (Infermiere, Logopedista,<br />
Tecnico di Neurofisiopatologia, Terapista della Riabilitazione).<br />
• Corso di laurea in Biotecnologie.<br />
• Corso di laurea in Fisica.<br />
• Facoltà di Medicina e Chirurgia, Clinica Neurologica.<br />
• Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali.<br />
• Scuola di specializzazione in Neurofisiopatologia.<br />
• Scuola di specializzazione in Neurologia.<br />
• Scuola di specializzazione in Urologia.<br />
– Università degli Studi Roma Tre:<br />
• Facoltà di Scienze della Formazione.<br />
– Università degli Studi di Trieste:<br />
• Facoltà di Psicologia.<br />
– Università degli Studi di Urbino Carlo Bo.<br />
• Facoltà di Medicina e Chirurgia: Scuola di specializzazione in neurologia.<br />
– ASPIC, Scuola di specializzazione in Psicologia Clinica di Comunità e Psicoterapia<br />
Umanistica Integrale.<br />
2009 93
Sezione II<br />
– Associazione di Psicologia Cognitiva, Scuola di Formazione in Psicoterapia<br />
Cognitivo Comportamentale.<br />
– Azienda Ospedaliera Universitaria Policlinico Tor Vergata, Roma.<br />
– Humanitas, Scuola quadriennale di specializzazione in Psicoterapia.<br />
– IRCCS IFO Istituto Regina Elena e Istituto San Gallicano, Roma.<br />
– Istituto per lo Studio delle Psicoterapie.<br />
– Istituto romano di psicoterapia e psicodinamica integrata.<br />
– Istituto Skinner, Scuola di specializzazione in psicoterapia comportamentale<br />
e cognitiva.<br />
– Istituto Walden, Laboratorio di Scienze Comportamentali.<br />
– SFPID, Scuola di Formazione di Psicoterapia ad indirizzo dinamico.<br />
– Scuola di Specializzazione in Psicoterapia PsicoUmanitas, Pistoia.<br />
– SSPC-IFREP, Scuola Superiore in Psicologia Clinica.<br />
Dottorati<br />
La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> supporta annualmente la formazione di nuovi<br />
ricercatori finanziando, in base alla normativa vigente in materia e nell’ambito<br />
dei propri settori di interesse, posti aggiuntivi all’interno di corsi di dottorato<br />
di ricerca banditi da singole Università degli Studi e offrendo ai vincitori<br />
l’opportunità di frequentare i propri laboratori.<br />
Di seguito viene riportato l’elenco dei posti attivi nel 2009:<br />
– Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma:<br />
• Neuropsicologia: 2 posti (XXIV ciclo, 1° anno di corso), 1 posto e 1 rinuncia<br />
(XXIII ciclo, 2° anno di corso), 1 posto (XXII ciclo, 3° anno di corso).<br />
• Metodologie avanzate: 1 posto (XXIV ciclo, 1° anno di corso).<br />
– Università di Roma Tor Vergata:<br />
• Neuroscienze: 3 posti (XXIV ciclo, 1° anno di corso), 2 posti (XXIII ciclo,<br />
2° anno di corso), 3 posti (XXII ciclo, 3° anno di corso).<br />
– Seconda Università di Napoli:<br />
• Progettazione ed impiego di molecole di interesse biotecnologico: 2 posti<br />
(XXII ciclo, 3° anno di corso).<br />
Programma ECM<br />
EF – Umberto Sabatini – “ Corso di imaging nelle demenze: dalla clinica<br />
alla diagnostica ”. Evento frequentato da 25 Medici chirurghi (10 crediti)<br />
(1 edizione, 10 ore di formazione).<br />
EF – Cristina Riviello – “ Corso di formazione sulla scienza degli animali da<br />
laboratorio ”. Evento frequentato da 19 Medici chirurghi (39 crediti), 1 Veterinario<br />
(33 crediti), 1 Psicologo (37 crediti) (1 edizione, 40 ore di formazione).<br />
94 2009
EF – Daniela Morelli – “ L’ICF in riabilitazione: basi teoriche ed applicazioni<br />
cliniche ”. Evento frequentato da 20 Medici chirurghi, 7 Psicologi (4 crediti),<br />
4 Fisioterapisti, 4 Logopedisti, 3 Terapisti della neuro e psicomotricità<br />
dell’età evolutiva (5 crediti), 2 Terapisti occupazionali (6 crediti) (1 edizione, 7<br />
ore di formazione).<br />
EF – Vincenzo Vinicola – “ La pratica clinica nella gestione delle patologie<br />
osteoarticolari ”. Evento frequentato da 70 Medici chirurghi (9 crediti) (1 edizione,<br />
16 ore di formazione).<br />
PFA – Francesca Ortu – “ Communicating in the health care - Corso intensivo<br />
di inglese scientifico (livello intermedio) ”. Progetto frequentato da 25<br />
utenti, per edizione, appartenenti a tutte le professioni (32 crediti) (2 edizioni,<br />
50 ore di formazione).<br />
PFA – Angelo Rossini – “ Igiene, sicurezza e risk management ”. Evento<br />
frequentato da 6 Fisioterapisti, 12 Infermieri (6 crediti) per edizione (3 edizioni,<br />
8 ore di formazione).<br />
PFA – Marco Iosa – “ Misurare il movimento in clinica: la valutazione<br />
motoria strumentata ”. Progetto frequentato da 8 Medici chirurghi, 10 Fisioterapisti,<br />
2 Terapisti della neuro e psicomotricità dell’età evolutiva, 2 Terapisti<br />
occupazionali (9 crediti) (1 edizione, 12 ore di formazione).<br />
PFA – Giovanni Morone – “ Terapia della deambulazione con l’ausilio di presidio<br />
robotico gait trainer: esperienza della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ”. Progetto<br />
frequentato da 10 Medici chirurghi, 10 Fisioterapisti, 3 Terapisti della neuro e<br />
psicomotricità dell’età evolutiva (8 crediti) (1 edizione, 11 ore di formazione).<br />
Corsi di formazione<br />
– Master di I livello (Università di Roma La Sapienza) – Stefano Paolucci<br />
– “ Le malattie cerebrovascolari ”.<br />
– Master di I livello (Università di Roma Tor Vergata) – Carmela Razzano<br />
– “ I disturbi della comunicazione, del linguaggio e dell’apprendimento in età<br />
evolutiva: valutazione e presa in carico ”.<br />
Studenti e Visitatori<br />
Attività didattica e formativa<br />
Varie scuole ed istituzioni italiane ed estere durante il 2009 hanno inviato<br />
presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> studenti e visitatori:<br />
– Centro Spina bifida del Policlinico Gemelli di Roma.<br />
– Delegazione del Qatar.<br />
– Delegazione di Presidenti dei maggiori Ospedali cinesi.<br />
– Delegazione russa.<br />
– Scuola di specializzazione per l’Insegnamento Secondario dell’Emilia<br />
Romagna, sezione di Parma.<br />
– Studenti giapponesi della Scuola per infermieri e assistenti sociali YIC<br />
Bofu welfare vocational school.<br />
– Tecnici di Amministrazioni pubbliche della Regione Toscana.<br />
2009 95
Sezione II<br />
– Università dell’Aquila: Facoltà di Medicina e Chirurgia, Corso di Laurea<br />
in Fisioterapia.<br />
– Università di Perugia: Facoltà di Medicina e Chirurgia, Corso di Laurea<br />
in Fisioterapia, sede di Foligno.<br />
– Università di Roma La Sapienza: I Facoltà di Medicina e Chirurgia,<br />
Corso di Laurea in Fisioterapia IRCCS San Raffaele.<br />
– Università di Roma Tor Vergata: Facoltà di Medicina e Chirurgia, Corso<br />
di Laurea 1° Livello in Fisioterapia.<br />
– Università di Tirana Zoia e Këshillit të Mirë: Corso di laurea in Fisioterapia.<br />
Le strutture dell’IRCCS vengono utilizzate, infine, dal Ministero del<br />
Lavoro, della Salute e delle Politiche Sociali – Dipartimento della qualità:<br />
– per far sostenere un periodo di tirocinio, ai sensi dell’art. 7 del D.lgs. 319<br />
del 2/5/1994 di recepimento della Direttiva 92/51/CEE, per il riconoscimento<br />
dei titoli professionali di Fisioterapista conseguiti in ambito comunitario ed<br />
extracomunitario;<br />
– per l’espletamento delle prove attitudinali previste dall’art. 8 del D.lgs. 319<br />
del 2/5/1994 di recepimento della Direttiva 92/51/CEE;<br />
– per svolgere le misure compensative di cui all’art. 49 del DPR 394/99<br />
per il riconoscimento dei titoli di specialità in ortopedia, neurologia e medicina<br />
fisica e riabilitativa in possesso di cittadini extracomunitari;<br />
– per l’espletamento della prova attitudinale di cui all’art. 22 del D.lgs. 206<br />
del 9/11/2007, di attuazione della direttiva 2005/36/CE nonché della direttiva<br />
2006/100/CE per il riconoscimento dei titoli professionali di Fisioterapista<br />
conseguiti in ambito comunitario ed extracomunitario;<br />
– per il superamento di una misura compensativa come previsto dall’art. 23<br />
del D.lgs. 206 del 9/11/2007.<br />
CONVENZIONE PER L’ESPLETAMENTO DELLE MISURE COMPENSATIVE<br />
A FAVORE DEI CITTADINI COMUNITARI CHE CHIEDONO<br />
IL RICONOSCIMENTO DEL TITOLO DI FISIOTERAPISTA AI FINI DELL’ESERCIZIO<br />
IN ITALIA DELLA RELATIVA PROFESSIONE<br />
TRA<br />
il Ministero del Lavoro della Salute e delle<br />
Politiche Sociali, di seguito denominato<br />
Ministero, rappresentato dal Dr. Giovanni<br />
Leonardi Direttore Generale della Direzione<br />
delle Risorse Umane e delle Professioni Sanitarie<br />
E<br />
la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> Istituto di Ricovero<br />
e Cura a Carattere Scientifico, Via Ardeatina<br />
306, 00179 ROMA (P.I. 05692831000)<br />
rappresentata dal Presidente Rappresentante<br />
Legale Maria Adriana Amadio<br />
CONSIDERATO<br />
che il Ministero – Direzione Generale delle<br />
Risorse Umane e Professioni Sanitarie –<br />
provvede, per competenza, al riconoscimento<br />
dei titoli, conseguiti sia in un Paese<br />
comunitario sia in un Paese extracomunitario,<br />
abilitanti all’esercizio della professione<br />
di fisioterapista (DPR 394/99; Dlgs 286/98;<br />
Dlgs 206/2007);<br />
VISTA<br />
la legge 25 gennaio 2006, n. 29, recante<br />
disposizioni per l’adempimento di obblighi<br />
96 2009
Attività didattica e formativa<br />
derivanti dall’appartenenza dell’Italia alle<br />
Comunità europee ed in particolare l’articolo<br />
1, commi 1, 3, e 4 e l’allegato B;<br />
VISTO<br />
il decreto legislativo 9 novembre 2007, n. 206,<br />
di attuazione della direttiva 2005/36/CE del<br />
Parlamento europeo e del Consiglio del 7 settembre<br />
2005 relativa al riconoscimento delle<br />
qualifiche professionali, nonché della direttiva<br />
2006/100/CE del Consiglio del 20 novembre<br />
2006, che adegua determinate direttive<br />
sulla libera circolazione delle persone a<br />
seguito dell’ adesione di Bulgaria e Romania;<br />
VISTO<br />
l’art. 5, comma 1, lettera e) del decreto legislativo<br />
n. 206 del 2007, che individua nel Ministero<br />
della salute l’Autorità competente a ricevere<br />
le domande di riconoscimento per le<br />
qualifiche professionali sanitarie conseguite<br />
in uno Stato membro dell’Unione europea;<br />
VISTO<br />
l’art. 11 del predetto decreto legislativo n.<br />
206 del 2007 il quale prevede, in caso di differenze<br />
sostanziali, la possibilità che il prestatore<br />
di servizi occasionali e temporanei<br />
colmi tali differenze attraverso il superamento<br />
di una specifica prova attitudinale;<br />
VISTI<br />
gli articoli 22 e 23 del decreto in parola, che<br />
disciplinano, rispettivamente, le condizioni<br />
di applicazione e le modalità di svolgimento<br />
del tirocinio di adattamento e della prova<br />
attitudinale;<br />
VISTO<br />
l’art. 25 del citato decreto legislativo n. 206<br />
del 2007, il quale dispone che gli eventuali<br />
oneri aggiuntivi derivanti dall’attuazione delle<br />
misure compensative previste dagli articoli 11<br />
e 23, posti a carico dell’interessato sulla base<br />
del costo effettivo del servizio, sono stabiliti<br />
con decreto del Ministro competente;<br />
VISTO<br />
il decreto del Presidente della Repubblica 31<br />
agosto 1999, n. 394 e successive modificazioni,<br />
recante norme di attuazione del testo<br />
unico delle disposizioni concernenti la disciplina<br />
dell’immigrazione e norme sulla condizione<br />
dello straniero, a norma dell’art. 1,<br />
comma 6, del decreto legislativo 25 luglio<br />
1998, n. 286 che disciplina le modalità di<br />
riconoscimento dei titoli di studio conseguiti<br />
in Paesi non comunitari;<br />
VISTI<br />
in particolare gli articolo 49 e 50 di detto<br />
decreto;<br />
VISTO<br />
l’art. 60, comma 3, del decreto legislativo n.<br />
206 del 2007, che stabilisce che il riferimento<br />
ai decreti legislativi 27 gennaio 1992, n. 115 e<br />
2 maggio 1994, n. 319 contenuto nell’articolo<br />
49 comma 2 del Decreto del Presidente della<br />
Repubblica 31 agosto 1999 n. 394, si intende<br />
fatto al titolo III del decreto legislativo n. 206<br />
del 2007, fermo restando attribuita all’autorità<br />
competente di cui all’articolo 5 del<br />
Decreto legislativo medesimo la scelta dell’eventuale<br />
misura compensativa da applicare<br />
al richiedente;<br />
VISTO<br />
il decreto Ministeriale 31 ottobre 2008, registrato<br />
dalla Corte dei conti in data 11 dicembre<br />
2008, al registro 6 foglio 171 con il quale,<br />
ai sensi e per gli effetti dell’art. 25 del decreto<br />
legislativo 9 novembre 2007, n. 206, gli oneri<br />
derivanti dall’espletamento della prova attitudinale<br />
di cui agli articoli 11 e 23 del decreto<br />
legislativo medesimo sono quantificati complessivamente<br />
in € 300,00 (trecento/00) per<br />
ciascuna prova e gli oneri relativi allo svolgimento<br />
del tirocinio di adattamento di cui<br />
all’art. 23 del medesimo decreto legislativo,<br />
sono valutati in € 300,00 (trecento/00) per<br />
semestre, comprensivi degli eventuali oneri<br />
assicurativi e di legge gravanti sulla struttura<br />
sanitaria sede del tirocinio.<br />
CONSIDERATO<br />
che il citato decreto prevede che le suindicate<br />
somme sono corrisposte dagli interessati<br />
direttamente alla struttura sede di espletamento<br />
della misura compensativa, sia nel<br />
caso di espletamento della prova attitudinale<br />
sia nel caso di espletamento del tirocinio di<br />
adattamento, secondo le modalità indicate<br />
dalla struttura medesima a tal fine convenzionata<br />
con il Ministero del lavoro, della<br />
salute e delle politiche sociali.<br />
RITENUTA<br />
pertanto la necessità di stipulare apposite<br />
convenzioni con Atenei, Istituti di Ricovero e<br />
2009 97
Sezione II<br />
cura a carattere scientifico, Aziende del Servizio<br />
sanitario nazionale al fine dell’organizzazione<br />
ed espletamento delle misure compensative<br />
in questione;<br />
CONSIDERATO<br />
che per i fini sopra indicati, la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS ha già garantito sin qui<br />
l’organizzazione ed espletamento di dette<br />
prove maturando esperienza nel settore di<br />
cui trattasi;<br />
CONSIDERATA<br />
pertanto l’opportunità di stipulare una convenzione<br />
con il citato <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> IRCCS, ferma restando la facoltà di<br />
questa Amministrazione a stipulare, per i<br />
medesimi fini, convenzioni con ulteriori Atenei,<br />
Istituti di Ricovero e cura a carattere<br />
scientifico, Aziende del Servizio sanitario<br />
nazionale;<br />
RILEVATO<br />
altresì che è necessario disciplinare gli<br />
aspetti operativi dell’attività da svolgere ai<br />
fini di cui sopra;<br />
SI STIPULA E SI CONVIENE<br />
QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – 1. La presente convenzione ha per<br />
oggetto l’organizzazione e l’espletamento<br />
della prova attitudinale o del tirocinio di<br />
adattamento di cui agli articoli 11 e 23 del<br />
decreto legislativo n. 206/2007 nonché nelle<br />
ipotesi disciplinate dall’articolo n. 49 del<br />
Decreto del Presidente della Repubblica<br />
31 agosto 1999, n. 394 – secondo quanto previsto<br />
dall’articolo n. 60 del decreto legislativo<br />
9 novembre 2007 n. 206 – nei confronti di<br />
cittadini che hanno conseguito il titolo di<br />
studio abilitante alla professione di fisioterapista<br />
in Paesi comunitari e non comunitari;<br />
2. La presente convenzione ha altresì per<br />
oggetto l’organizzazione e l’espletamento<br />
della prova attitudinale o del tirocinio<br />
di adattamento di cui agli articoli 11 e 23<br />
del decreto legislativo n. 206/2007 e nelle<br />
ipotesi disciplinate dall’articolo n. 49 del<br />
Decreto del Presidente della Repubblica<br />
31 agosto 1999, n. 394 secondo quanto previsto<br />
dall’articolo n. 60 del decreto legislativo<br />
9 novembre 2007 n. 206 – nei confronti<br />
di cittadini che hanno conseguito il titolo di<br />
fisioterapista pediatrico in Paesi comunitari<br />
e non comunitari.<br />
Art. 2 – 1. Le misure compensative, nel<br />
caso della prova attitudinale per il riconoscimento<br />
del titolo di fisioterapista si compongono<br />
di una prova scritta, soluzione di quiz a<br />
risposta multipla per ciascuna materia oggetto<br />
di esame, e di una prova orale o pratica<br />
volte ad accertare le conoscenze e le effettive<br />
capacità all’esercizio della professione di<br />
fisioterapista conseguito in un Paese comunitario<br />
e non comunitario.<br />
Solo coloro che superano la prova scritta<br />
sono ammessi a sostenere la prova orale;<br />
2. È cura della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
IRCCS provvedere nei tempi e nei modi concordati<br />
con il Ministero alla predisposizione<br />
dei quiz oggetto della prova scritta;<br />
3. È inoltre cura della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> IRCCS provvedere alla correzione<br />
degli elaborati alla presenza di almeno uno<br />
dei componenti del Ministero facenti parte<br />
della Commissione di esame individuata<br />
con successivo e separato provvedimento del<br />
Ministero stesso;<br />
4. La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS provvede<br />
alla organizzazione delle prove presso<br />
la propria sede, predispone il materiale, i<br />
locali e le attrezzature adeguate per lo svolgimento<br />
della prova attitudinale;<br />
5. Per l’espletamento delle misure compensative<br />
per il riconoscimento del titolo di fisioterapista<br />
sono previste almeno tre (3) sessioni<br />
annue nei mesi di ottobre/novembre,<br />
febbraio/marzo, giugno/luglio, da svolgersi<br />
con modalità concordate sulla base del<br />
numero degli esaminandi e delle materie su<br />
cui vertono le valutazioni. La sessione viene<br />
comunque attivata se ci sono almeno 10 candidati.<br />
6. Le sessioni di esame potranno anche<br />
aumentare in funzione del numero dei<br />
richiedenti il riconoscimento del titolo professionale.<br />
7. La commissione esaminatrice, con incarico<br />
annuale, è individuata con successivo<br />
provvedimento del Ministero ed è composta<br />
da due docenti individuati dalla <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS tra quelli che prestano<br />
docenza nel Corso di laurea in Fisioterapia<br />
attivato presso la propria sede di cui uno con<br />
funzione di Presidente, da un rappresentante<br />
della categoria professionale e da tre rappresentanti<br />
del Ministero di cui uno con funzioni<br />
di segretario.<br />
8. Gli oneri derivanti dall’organizzazione ed<br />
espletamento della prova attitudinale in<br />
98 2009
Attività didattica e formativa<br />
questione quantificati dal decreto ministeriale<br />
31 ottobre 2008 in euro 300,00 (trecento)<br />
pro capite per ciascuna sessione,<br />
sono corrisposti direttamente dai candidati<br />
alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS tramite<br />
bonifico bancario intestato a: <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> (Via Ardeatina, 306 – 00179<br />
Roma) – Codice Fiscale: 97138260589 – Partita<br />
Iva: 05692831000 – Codice Iban: IT<br />
89O0100 503224000000003561; c/c: 3561;<br />
BANCA: BNL.<br />
9. I candidati convocati per lo svolgimento<br />
della prova attitudinale sono ammessi a detta<br />
prova previa esibizione, alla data di svolgimento<br />
della stessa, di copia o originale della<br />
ricevuta attestante l’avvenuto pagamento alla<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS della somma<br />
di euro 300,00, di cui al comma 8.<br />
Art. 3 – 1. La misura compensativa, in caso<br />
di svolgimento del tirocinio di adattamento<br />
consistente in un percorso formativo pratico<br />
e professionalizzante atto a colmare le lacune<br />
formative dei cittadini di cui premessa.<br />
2. Il tirocinio di adattamento, la cui durata,<br />
per un periodo massimo di tre anni, è determinata<br />
dalla Conferenza dei servizi di cui al<br />
comma 3 dell’articolo 16 decreto legislativo 9<br />
novembre 2007, n. 206, verte sulle materie<br />
individuate dalla Conferenza medesima.<br />
3. È cura della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
IRCCS garantire che detto tirocinio si svolga<br />
a tempo pieno e sotto la supervisione di un<br />
tutor, fermo restando l’obbligo del tirocinante<br />
ad attenersi agli adempimenti amministrativi<br />
ed assicurativi previsti dalla Facoltà.<br />
4. Ai fini dei successivi adempimenti istruttori,<br />
al termine del periodo stabilito, la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS nella figura del<br />
tutor all’uopo individuato dal Direttore del<br />
corso di Laurea in Fisioterapia predispone,<br />
entro il termine massimo di quindici giorni,<br />
una relazione finale di valutazione, da trasmettere<br />
al Ministero, Direzione generale<br />
delle risorse umane e delle professioni sanitarie,<br />
nella quale si certifica che l’aspirante<br />
professionista ha colmato le lacune formative<br />
ovvero che necessita di ulteriore<br />
periodo di tirocinio ovvero, in caso di valutazione<br />
finale sfavorevole, che il tirocinio<br />
deve essere ripetuto.<br />
5. Gli oneri derivanti dall’organizzazione ed<br />
espletamento del tirocinio di adattamento<br />
quantificati dal decreto 31 ottobre 2008 in<br />
euro 300,00 (trecento) pro capite per semestre<br />
di tirocinio, comprensivi degli eventuali<br />
oneri assicurativi e di legge gravanti sulla<br />
struttura sanitaria sede dello stesso, sono<br />
corrisposti direttamente dai candidati alla<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS tramite<br />
pagamento di bonifico bancario intestato<br />
a: <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> (Via Ardeatina,<br />
306 – 00179 Roma) – Codice Fiscale:<br />
97138260589 – Partita Iva: 05692831000 –<br />
Codice Iban: IT 89O010050322400000000<br />
3561; c/c: 3561; BANCA: BNL.<br />
Art. 4 – La Convenzione ha validità un<br />
anno a decorrere dalla stipula della stessa e<br />
può essere rinnovata attraverso comunicazione<br />
scritta ed accettazione delle parti.<br />
Art. 5 – Le parti riconoscono che la presente<br />
Convenzione è interamente regolata<br />
dalle condizioni odiernamente sottoscritte.<br />
Art. 6 – La presente Convenzione è redatta<br />
in tre copie di cui una per il Ministero e due<br />
per la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS.<br />
Le spese di copia, bollo ed imposta di registro<br />
sono a carico dell’Ente che ha interesse<br />
alla registrazione stessa.<br />
Art. 7 – Le parti concordano altresì che per<br />
ogni controversia che dovesse sorgere in<br />
merito alla applicazione della presente, il<br />
Foro competente è quello di Roma.<br />
Per tutti gli effetti della presente Convenzione,<br />
la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS<br />
elegge il proprio domicilio in via Ardeatina<br />
306 – 00179 Roma.<br />
Art. 8 – La presente Convenzione consta di<br />
6 (sei) pagine.<br />
Art. 9 – La presente Convenzione non prevede<br />
oneri finanziari a carico del Ministero.<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS<br />
Il Presidente – Rappresentante Legale<br />
Maria Adriana Amadio<br />
Ministero del Lavoro e della Salute<br />
e delle Politiche Sociali<br />
Il Direttore Generale<br />
Giovanni Leonardi<br />
2009 99
Sezione II<br />
CONVENZIONE<br />
(Art. 3, quinto comma, del Decreto del Ministero del Lavoro e della Previdenza Sociale)<br />
TRA<br />
la <strong>Fondazione</strong> IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, di<br />
seguito denominata “ <strong>Fondazione</strong> ”, partita<br />
IVA n. 05692831000 e codice fiscale n.<br />
97138260589, con sede a Roma, Via Ardeatina<br />
n. 306, in persona del suo Legale Rappresentante,<br />
il Presidente Maria Adriana<br />
Amadio, nata a Roma il 01/01/1946, domiciliata<br />
per la carica ed agli effetti del presente<br />
atto in Roma, Via Ardeatina n. 306,<br />
E<br />
l’IRCCS IFO Istituto Regina Elena e Istituto<br />
san Gallicano, di seguito denominato “ IFO”,<br />
partita IVA n. 01033011006 e codice fiscale n.<br />
02153140583, con sede a Roma, Via Elio Chianesi<br />
n. 53, in persona del suo Rappresentante,<br />
il Direttore Generale f.f. Dr. Giorgio Marianetti,<br />
nato a Roma il 04/02/1948, domiciliato<br />
per la carica e per il presente atto in Roma,<br />
Via Elio Chianesi n. 53<br />
PREMESSO<br />
– che con deliberazione n. 1017 dell’11/12/<br />
2008 si è disposto di approvare la convenzione<br />
in oggetto;<br />
– che al fine di agevolare le scelte professionali<br />
mediante la conoscenza diretta del<br />
mondo del lavoro e realizzare momenti di<br />
alternanza tra studio e lavoro nell’ambito di<br />
processi formativi, i soggetti richiamati<br />
all’art. 18, comma l, lettera a), della legge 24<br />
giugno 1997, n. 196, possono promuovere<br />
tirocini di formazione ed orientamento degli<br />
allievi che frequentano corsi di formazione<br />
professionale ai sensi della legge 31 dicembre<br />
1962, n. 1859 e in conformità con la legge<br />
quadro n. 845 del 21/12/1978 e LR 42/86;<br />
SI CONVIENE QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Ai sensi dell’art. 18 della legge 24<br />
giugno 1997, n. 196, l’“ IFO’’ si impegna ad<br />
ospitare i partecipanti ai Corsi per Operatore<br />
Socio sanitario – Riqualificazione ADEST e<br />
Ausiliario, destinati ai dipendenti della “ <strong>Fondazione</strong><br />
” e ai partecipanti ai Corsi svolti<br />
dalla “ <strong>Fondazione</strong> ” In ATS con la Comunità<br />
Capodarco di Roma onlus, per il monte orario<br />
previsto dai rispettivi programmi didattici<br />
secondo modalità e tempi concordati dai<br />
rispettivi Direttori dei Corsi e/o i rispettivi<br />
Tutor di Tirocinio.<br />
A sua volta la “ <strong>Fondazione</strong> ” si impegna ad<br />
ospitare i partecipanti ai Corsi per Operatore<br />
Socio Sanitario - Riqualificazione O.T.A. e<br />
Riqualificazione Ausiliario, destinati ai dipendenti<br />
dell’“ IFO” e i partecipanti ai Corsi<br />
svolti in ATS con l’Ente di Addestramento<br />
Professionale Lazio En.A.P.Lazio per il<br />
monte orario previsto dai rispettivi programmi<br />
didattici secondo modalità e tempi<br />
concordati dai rispettivi Direttori del Corsi<br />
e/o i rispettivi Tutor di Tirocinio.<br />
Art. 2 – 1. Il tirocinio formativo e di orientamento,<br />
al sensi dell’art. 18, comma 1, lettera<br />
d) della legge n. 196 del 1997 non costituisce<br />
rapporto di lavoro.<br />
2. Durante lo svolgimento di tirocinio l’attività<br />
di formazione ed orientamento è seguita<br />
e verificata da un tutor in veste di responsabile<br />
didattico-organizzativo, e da un operatore<br />
di riferimento indicato dal soggetto<br />
ospitante.<br />
3. Per ciascun tirocinante inserito nell’ente/<br />
servizio ospitante in base alla presente Convenzione<br />
viene predisposto un progetto formativo<br />
e di orientamento contenente:<br />
– il nominativo del tirocinante,<br />
– i nominativi dei tutor e del responsabile<br />
aziendale,<br />
– obiettivi e modalità di svolgimento del tirocinio,<br />
con l’indicazione dei tempi di presenza<br />
presso il soggetto ospitante,<br />
– le sedi presso cui si svolge il tirocinio,<br />
– assicurazione INAIL.<br />
Art. 3 – 1. Durante lo svolgimento del tirocinio<br />
formativo e di orientamento il tirocinante<br />
è tenuto a svolgere le attività previste<br />
dal progetto formativo e di orientamento;<br />
rispettare le norme in materia di igiene,<br />
sicurezza e salute sui luoghi di lavoro; mantenere<br />
la necessaria riservatezza per quanto<br />
attiene ai dati, informazioni o conoscenze<br />
in merito a processi produttivi e prodotti,<br />
acquisiti durante lo svolgimento del tirocinio.<br />
Art. 4 – 1. Il/I tirocinante/i sono assicurati, a<br />
carico della “ <strong>Fondazione</strong> ”, contro gli Infortuni<br />
sul lavoro presso l’INAIL, nonché per la<br />
responsabilità civile presso compagnie assicurative<br />
operanti nel settore. In caso di incidente<br />
durante lo svolgimento del tirocinio, il<br />
soggetto ospitante si impegna a segnalare l’e-<br />
100 2009
Attività didattica e formativa<br />
SI CONVIENE E SI STIPULA<br />
QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 (Obblighi del soggetto ospitante) – a) Ad<br />
accogliere presso le sue strutture un numero<br />
max di 01 soggetti in tirocinio di formazione<br />
ed orientamento per anno accademico su<br />
proposta del soggetto promotore; sempre in<br />
base alla disponibilità dei posti;<br />
b) a designare un tutor aziendale incaricato<br />
di seguire e di certificare i risultati del tirocinio;<br />
c) a favorire l’esperienza del tirocinante nell’ambiente<br />
di lavoro;<br />
d) in caso di incidente durante lo svolgimento<br />
del tirocinio, il soggetto ospitante si<br />
impegna a segnalare l’evento, entro i tempi<br />
previsti dalla normativa vigente, agli Istituti<br />
assicurativi (facendo riferimento al numero<br />
della polizza sottoscritta dal soggetto promotore)<br />
ed al soggetto promotore.<br />
Art. 2 (Obblighi del soggetto promotore) –<br />
Il soggetto promotore assicura il/i tirocinante/i<br />
contro gli infortuni sul lavoro presso<br />
l’INAIL, nonché per la responsabilità civile<br />
presso compagnie assicurative operanti<br />
nel settore. Il soggetto promotore si impegna<br />
a far pervenire alla regione o alla provincia<br />
delegata. alle strutture provinciali del<br />
Ministero del lavoro e della previdenza<br />
sociale competenti per territorio in materia<br />
di ispezione, nonché alle rappresentanze<br />
sindacali aziendali copia della Convenzione<br />
di ciascun progetto formativo e di orientamento.<br />
Il soggetto promotore designa un tutor universitario<br />
in veste di responsabile didatticovento,<br />
entro i tempi previsti dalla normativa<br />
vigente, agli istituti assicurativi e alle rispettive<br />
strutture di provenienza.<br />
2. La presente convenzione ha validità triennale<br />
a partire dalla data di stipula.<br />
Art. 5 – 1. Il soggetto ospitante apporrà il<br />
timbro e la firma sul registro di rilevazione<br />
delle ore di presenza dell’allievo tirocinante.<br />
2. Il soggetto ospitante invierà al termine del<br />
tirocinio una breve relazione scritta di valutazione<br />
del tirocinio dell’allievo.<br />
Roma, 5 Gennaio 2009<br />
Per la <strong>Fondazione</strong><br />
Il Presidente<br />
Maria Adriana Amadio<br />
Per l’IFO<br />
Il Direttore Generale F.F.<br />
Giorgio Marianetti<br />
Il Direttore del Servizio Affari Generali<br />
Anna Maria Bianchi<br />
CONVENZIONE DI TIROCINIO DI FORMAZIONE E ORIENTAMENTO<br />
(Art. 4, quinto comma, del Decreto del Ministero del lavoro<br />
e della previdenza sociale n. 142 – 25/03/1998)<br />
TRA<br />
l’Università degli Studi G. D’Annunzio<br />
di Chieti-Pescara, con sede legale in via<br />
del Vestini, Chieti, codice fiscale numero<br />
93002750698, d’ora in poi denominato “ soggetto<br />
promotore ”, rappresentata dal Rettore<br />
Prof. Franco Cuccurullo, e per delega dal<br />
Preside della Facoltà di Psicologia, Prof. Raffaele<br />
Ciafardone, con sede in Chieti, Via dei<br />
Vestini, 31<br />
E<br />
la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> con sede legale in<br />
Via Ardeatina, 306 – 00179 Roma partita IVA<br />
05692831000, d’ora in poi denominato “ soggetto<br />
ospitante ”, rappresentata dal Legale<br />
Rappresentante Maria Adriana Amadio, nata a<br />
Roma il 01/01/1947 e residente a Roma<br />
PREMESSO<br />
1) che al fine di agevolare le scelte professionali<br />
mediante la conoscenza diretta del<br />
mondo del lavoro e realizzare momenti di<br />
alternanza tra studio e lavoro nell’ambito dei<br />
processi formativi i soggetti richiamati<br />
all’art. 18, comma 1, lettera a) della legge 24<br />
giugno 1997 n. 196 possono promuovere<br />
tirocini di formazione ed orientamento<br />
presso enti pubblici ed imprese a beneficio di<br />
coloro che abbiano già assolto all’obbligo<br />
scolastico ai sensi della legge 31 dicembre<br />
1962 n. 1859;<br />
2) che in materia di tirocini formativi e<br />
orientativi trovano applicazione le disposizioni<br />
contenute nel Regolamento di attuazione<br />
del citato art. 18 della legge 189/97,<br />
emanato con D.M. 25 marzo 1998, n. 142;<br />
2009 101
Sezione II<br />
organizzativo il cui compito è di verificare<br />
l’attività formativa.<br />
Art. 3 (Modalità e contenuto degli stage) – Lo<br />
stage (o tirocinio formativo e di orientamento),<br />
ai sensi dell’art. 18, comma 1, lettera<br />
d) della legge 196/97 non costituisce rapporto<br />
di lavoro.<br />
Per ciascun tirocinante inserito nel soggetto<br />
ospitante in base alla presente Convenzione<br />
viene predisposto un progetto formativo o di<br />
orientamento contenente:<br />
a) il nominativo del tirocinante;<br />
b) i nominativi del tutor e del responsabile<br />
aziendale;<br />
c) obiettivi e modalità di svolgimento del<br />
tirocinio, con l’indicazione dei tempi di presenza<br />
in azienda;<br />
d) le strutture aziendali (stabilimenti, sedi,<br />
reparti, uffici ) presso cui si svolge il tirocinio;<br />
e) gli estremi identificativi delle assicurazioni<br />
INAIL e per la responsabilità civile.<br />
La durata degli stage varia da tre a sei mesi<br />
ed è concordata nello specifico dai tutor su<br />
proposta del soggetto ospitante e comunque<br />
non superiore ai 12 mesi fatta eccezione per i<br />
soggetti portatori di handicap per i quali l’articolo<br />
7 del decreto ministeriale 142/1998<br />
pone un limite massimo di 24 mesi. Le date<br />
di inizio e termine, nonché i tempi di presenza<br />
nel soggetto ospitante sono fissate di<br />
comune accordo tra il tutor aziendale ed il<br />
tutor universitario.<br />
Al termine dello stage sarà cura del tirocinante<br />
redigere una relazione sull’attività<br />
svolta. Il soggetto ospitante trasmette al soggetto<br />
promotore un’attestazione di frequenza<br />
per consentire allo stesso di rilasciare l’attestato<br />
di stage. I risultati dell’attività del tirocinante<br />
realizzati durante il periodo di stage<br />
rimangono di proprietà del soggetto ospitante.<br />
Art. 4 (Obblighi del tirocinante) – Durante<br />
lo svolgimento del tirocinio formativo e di<br />
orientamento il tirocinante è tenuto a:<br />
a) svolgere le attività previste dal progetto<br />
formativo e di orientamento;<br />
b) rispettare le norme in materia di igiene,<br />
sicurezza e salute sul luoghi di lavoro;<br />
c) mantenere la necessaria riservatezza per<br />
quanto attiene ai dati, informazioni o conoscenze<br />
in merito a processi produttivi e prodotti,<br />
acquisiti durante lo svolgimento del<br />
tirocinio.<br />
In caso di mancato rispetto delle norme da<br />
parte del tirocinante, il soggetto ospitante si<br />
riserva il diritto di porre termine anticipatamente<br />
allo stage avvisando il soggetto promotore.<br />
Art. 5 (Durata della Convenzione) – La presente<br />
Convenzione ha durata di un anno a<br />
decorrere dalla data di stipulazione e si<br />
intende tacitamente rinnovata; la parte che<br />
intende recedere deve darne comunicazione<br />
mediante lettera raccomandata entro tre<br />
mesi dalla scadenza.<br />
Chieti, 11 Febbraio 2009<br />
Università G. D’Annunzio Chieti-Pescara<br />
Il Preside della Facoltà di Psicologia<br />
Raffaele Ciafardone<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Legale Rappresentante<br />
Maria Adriana Amadio<br />
ATTO CONVENZIONALE<br />
TRA<br />
l’Azienda Ospedaliera Universitaria “ Policlinico<br />
Tor Vergata ”, di seguito per brevità<br />
denominata “ Policlinico ”, partita IVA e<br />
codice fiscale n. 06215161008, con Sede in<br />
Roma, Viale Oxford 81, in persona del suo<br />
Legale Rappresentante, il Direttore Generale<br />
Prof. Enrico Bonero, nato a Roma il<br />
12/12/1940, ove sopra domiciliato per la<br />
carica ed agli effetti del presente atto convenzionale,<br />
che interviene in esecuzione della<br />
propria deliberazione adottata in data 9 febbraio<br />
2009);<br />
E<br />
la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS, di<br />
seguito denominata per brevità “ IRCCS”,<br />
partita IVA 05692831000 e codice fiscale n.<br />
97138260589, con Sede in Roma, Via Ardeatina<br />
n. 306, in persona del suo Presidente,<br />
Legale Rappresentante, Maria Adriana Amadio,<br />
nata a Roma (RM) il 01/01/1946 ove<br />
sopra domiciliata per la carica ed agli effetti<br />
del presente atto convenzionale;<br />
PREMESSO<br />
– che in data 24/11/1997 è stata sottoscritta<br />
102 2009
Attività didattica e formativa<br />
dall’Università di Roma Tor Vergata e l’Ospedale<br />
di Riabilitazione <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> – Istituto<br />
di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico<br />
(ora <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS)<br />
una convenzione attuativa del Protocollo<br />
d’Intesa Regione Lazio/Universirà Tor Vergata<br />
del 04/07/1990 al fine di soddisfare,<br />
nelle more della realizzazione del Policlinico<br />
Tor Vergata, le esigenze didattico,<br />
scientifico, assistenziali dell’Insegnamento<br />
di Neurologia della Facoltà di Medicina e<br />
Chirurgia e dell’annessa Scuola di Specializzazione,<br />
individuando nel Prof. Carlo Caltagirone,<br />
ordinario di Neurologia dell’Università<br />
Tor Vergata, il titolare delle funzioni<br />
assistenziali di Dirigente II livello (ex Primario<br />
Ospedaliero) della Unità Specialistica<br />
a direzione universitaria prevista nella convenzione<br />
medesima;<br />
– che in forza di detta convenzione, successivamente<br />
rinnovata dall’Università Tor Vergata<br />
e dall’IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> in data<br />
15/01/2001 e in data 16/03/2004, le ulteriori<br />
unità di personale universitario nominativamente<br />
individuate all’allegato B della stessa<br />
(oggetto di aggiornamento nel corso della<br />
vigenza del rapporto convenzionale) hanno<br />
assunto le funzioni assistenziali nell’ambito<br />
della Unità Specialistica di Neurologia – Riabilitazione<br />
neurologica;<br />
– che in data 18/02/2005 è stato sottoscritto<br />
tra la Regione Lazio e l’Università degli<br />
Studi di Roma Tor Vergata il Protocollo<br />
d’Intesa di cui all’art. 1 del D. Lgs. 517/99 ed<br />
annessa Sperimentazione gestionale e costituzione<br />
della “ <strong>Fondazione</strong> PTV Policlinico<br />
Tor Vergata ”, nell’ambito del quale – art. 4<br />
comma 3 – è previsto che “con riguardo ai<br />
posti letto ed alle attività o regime di cui<br />
all’allegato 2 del Protocollo stesso da effettuarsi<br />
fuori dal Policlinico (tabella 2) e per gli<br />
altri posti letto ed attività che, nelle more di<br />
essere ricondotti all’interno del Policlinico,<br />
attualmente sono posizionati presso altre<br />
strutture (tabella 1), i rapporti convenzionali<br />
attraverso i quali le equipe universitarie svolgono<br />
i relativi incarichi debbono essere ricondotti<br />
al Policlinico e successivamente alla<br />
<strong>Fondazione</strong>. Le prestazioni assistenziali prodotte<br />
nelle situazioni di cui sopra continueranno<br />
ad essere riconosciute e valorizzate<br />
dalla Regione secondo la normativa e la<br />
prassi vigente ”;<br />
– che nell’ambito del citato allegato 2 è individuata<br />
alla tabella 2 dello stesso, tra l’altro, l’attività<br />
specialistica propria dell’IRCCS <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> che viene sviluppata presso la stessa,<br />
utilizzandone i propri posti letto accreditati,<br />
definendo contestualmente l’entità delle strutture<br />
messe a disposizione ed in particolare<br />
n. 50 posti letto e n. 4 posti di day hospital per<br />
le esigenze della U.O.C. di Neuroriabilitazione;<br />
– che in data 01/07/2008 è stata attivata la<br />
<strong>Fondazione</strong> PTV – Policlinico Tor Vergata,<br />
costituita tra la Regione Lazio e l’Università<br />
Tor Vergata in data 11/03/2005 – per attuare<br />
una Sperimentazione gestionale prevista<br />
dalla L.R. n. 26/2007, che ha per oggetto “ la<br />
gestione delle attività sanitarie facenti capo<br />
al Policlinico Tor Vergata, per espressa previsione<br />
statutaria (art. 1 dello Statuto);<br />
– che coerentemente con le previsioni statutarie<br />
è transitata in capo alla <strong>Fondazione</strong><br />
PTV esclusivamente la gestione del personale<br />
universitario operante all’interno del<br />
Policlinico, in ossequio alla delibera adottata<br />
dal CdA della <strong>Fondazione</strong> in data<br />
30/06/2008;<br />
– che si rende pertanto necessario addivenire<br />
alla stipula di un nuovo atto convenzionale<br />
tra l’Azienda Ospedaliera Universitaria<br />
“ Policlinico Tor Vergata ” e la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> – IRCCS, nelle more di un<br />
nuovo Protocollo d’Intesa tra la Regione<br />
Lazio e l’Università, da stipularsi ai sensi dell’art.<br />
42 comma 1 della L.R. 26/2007;<br />
– che con nota trasmessa in data 6/2/2009 il<br />
Prof. Carlo Caltagirone, già Responsabile<br />
dell’Unità Specialistica di Neurologia – Riabilitazione<br />
neurologica presso l’IRCCS<br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, ha inoltrato la proposta in<br />
ordine ai due programmi ad elevata valenza<br />
scientifico professionale e assistenziale da<br />
sviluppare nell’ambito della U.O.C di Neuroriabilitazione,<br />
oggetto della presente convenzione;<br />
– che con nota in data 04/02/2009 il Rettore<br />
dell’Universirà Tor Vergata ha chiesto al Policlinico<br />
di estendere anche al personale universitario<br />
docente e ricercatore che presta<br />
attività assistenziale presso Sedi esterne convenzionate<br />
(ivi compresa la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS) i medesimi criteri generali<br />
e<br />
linee strategiche per la valorizzazione e attribuzione<br />
degli incarichi dirigenziali contenuti<br />
nell’Atto di Organizzazione e Funzionamento<br />
della <strong>Fondazione</strong> PTV, approvati dal C.d.A.<br />
della stessa nella seduta del 31/07/2008;<br />
2009 103
Sezione II<br />
CONVENGONO E STIPULANO<br />
QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 (Premesse) – Le premesse costituiscono<br />
parte integrante e sostanziale del presente<br />
atto.<br />
Art. 2 (Obbligazioni del Policlinico) – Il<br />
Policlinico, nell’ambito di quanto previsto<br />
dal presente accordo, s’impegna a mettere a<br />
disposizione dell’IRCCS le unità di personale<br />
universitario docente, ricercatore e non<br />
docente, …omissis…, che mediante l’esercizio<br />
delle proprie funzioni assistenziali consentiranno<br />
all’IRCCS stesso di svolgere l’attività<br />
sanitaria specialistica propria della<br />
U.O.C di Neuroriabilitazione.<br />
Art. 3 (Obbligazioni dell’IRCCS) – L’IRCCS<br />
s’impegna a mettere a disposizione del Policlinico<br />
per le esigenze didattico scientifico<br />
assistenziali dell’Insegnamento di Neurologia<br />
nei tempi e con le modalità concordate tra le<br />
Parti n. 50 posti letto di degenza e n. 4 posti<br />
di day hospital e relativi spazi ambulatoriali,<br />
le necessarie strutture, personale ed attrezzature,<br />
…omissis…<br />
L’IRCCS, al fine di garantire appieno le esigenze<br />
assistenziali della U.O.C di Neuroriabilitazione<br />
a direzione universitaria, mette a<br />
disposizione le unità di personale medico e<br />
sanitario non medico necessario al corretto<br />
funzionamento della U.O.C stessa. Le indicate<br />
unità di personale sono soggette a vincolo<br />
di subordinazione nei confronti del<br />
docente Direttore della U.O.C di Neuroriabilitazione,<br />
fatte salve le competenze specifiche<br />
dei servizi/uffici dell’IRCCS e tenuto conto di<br />
quanto previsto dai regolamenti in vigore<br />
presso l’IRCCS in materia di organizzazione<br />
dei servizi.<br />
Art. 4 (Personale Universitario) – Il Policlinico<br />
e l’IRCCS concordano la quantificazione<br />
e l’individuazione nominativa del personale<br />
universitario che opera presso l’Unità Operativa<br />
Complessa di Neuroriabilitazione, nonché<br />
la tipologia dell’incarico assistenziale<br />
individualmente attribuito in applicazione<br />
dell’art. 5 del D. Lgs. 517/99, dell’art. 9 del<br />
Protocollo d’Intesa Regione Lazio/Università<br />
Tor Vergata e dei criteri contenuti nell’Atto di<br />
Organizzazione e Funzionamento della <strong>Fondazione</strong><br />
PTV estesi anche al personale universitario<br />
oggetto del presente atto, …omissis…<br />
È fatta salva la possibilità di attribuire incarichi<br />
comportanti maggiori/diverse responsabilità<br />
coerenti con gli assetti organizzativi<br />
dell’IRCCS c su proposta di quest’ultimo.<br />
L’elenco del personale universitario che<br />
opera, ai fini del presente atto, presso le<br />
strutture dell’U.O.C di Neuroriabilitazione<br />
potrà essere periodicamente modificato previa<br />
tempestiva comunicazione del Policlinico,<br />
ovvero integrato previa intesa tra le<br />
Parti.<br />
Ogni eventuale modifica della tipologia di<br />
incarico assistenziale individuale dovrà<br />
essere oggetto di preventiva intesa tra le<br />
Parti.<br />
Restano fermi i principi di autonomia universitaria<br />
che tutelano il personale docente e<br />
ricercatore universitario nell’esercizio dell’attività<br />
didattica e di ricerca.<br />
L’IRCCS adotta i provvedimenti di propria<br />
competenza per consentire al docente Direttore<br />
di U.O.C a direzione universitaria la partecipazione<br />
agli organismi collegiali interni<br />
all’IRCCS stesso, per i quali è prevista analoga<br />
partecipazione alle corrispondenti<br />
figure ospedaliere. Tale personale sarà inoltre<br />
soggetto alla periodica verifica del raggiungimento<br />
degli obiettivi di struttura così<br />
come preventivamente concordati in sede di<br />
contrattazione di budget con gli organi preposti<br />
dell’IRCCS.<br />
Il personale universitario …omissis… continua<br />
a svolgere la propria attività istituzionale<br />
didattico-scientifica e di ricerca di base<br />
presso l’Università e nel rispetto delle<br />
vigenti norme si obbliga a svolgere nelle<br />
strutture messe a disposizione dall’IRCCS<br />
attività assistenziale osservando un impegno<br />
orario non inferiore a 29 ore settimanali,<br />
comprensivo delle 4 ore previste dal CCNL<br />
per le attività di formazione, a norma di<br />
quanto disposto nell’art. 9 comma 2 del Protocollo<br />
d’Intesa Regione/Università.<br />
È fatta salva la possibilità per il personale<br />
universitario …omissis… in regime di esclusività<br />
di rapporto col SSN di optare per un<br />
impegno assistenziale pari a 38 ore settimanali<br />
comprensive delle quattro ore di attività<br />
di formazione, in analogia a quanto previsto<br />
per il personale universitario operante presso<br />
il Policlinico dall’art. 40 comma 3 dell’Atto di<br />
Organizzazione e Funzionamento della <strong>Fondazione</strong><br />
PTV verificata la compatibilità con<br />
l’organizzazione dei Servizi assistenziali dall’IRCCS.<br />
L’orario di attività del personale universitario<br />
è articolato sulla base del piano di lavoro<br />
della U.O.C di appartenenza e delle necessità<br />
connesse all’attività assistenziale della stessa.<br />
104 2009
Attività didattica e formativa<br />
A norma dell’art. 5 comma 2 del D. Lgs.<br />
517/99 per l’adempimento dei doveri assistenziali,<br />
il personale universitario …omissis…,<br />
si rapporta ai vertici dell’IRCCS e ne<br />
risponde al Rettore dell’Università.<br />
In conformità a quanto previsto dall’art. 9<br />
comma 4 del Protocollo d’Intesa Regione/Università,<br />
l’autorizzazione per periodi di<br />
congedo di cui all’art. 17 del DPR 382/80 è<br />
concessa dal Rettore dell’Università previa<br />
intesa con il Direttore Generale dell’IRCCS<br />
che verificherà la compatibilità con l’ordinario<br />
esercizio delle attività sanitarie al fine di<br />
garantire la continuità assistenziale. La partecipazione<br />
da parte del personale universitario<br />
a seminari, congressi, corsi di aggiornamento<br />
è autorizzata dal Direttore della U.O.C a condizione<br />
che detta partecipazione non pregiudichi<br />
la continuità nell’esercizio dell’attività<br />
assistenziale; il medesimo Direttore dovrà<br />
dare preventiva comunicazione (almeno<br />
trenta giorni) alla Direzione Sanitaria dell’IRCCS;<br />
nel caso di partecipazione a dette<br />
iniziative da parte del Docente Direttore di<br />
U.O.C, lo stesso dovrà preventivamente indicare<br />
idonea figura cui affidare la responsabilità<br />
in sua sostituzione. Fermo restando lo<br />
stato giuridico del personale universitario, al<br />
medesimo personale si applicano, per quanto<br />
attiene all’esercizio dell’attività assistenziale,<br />
al rapporto con l’IRCCS le disposizioni stabilite<br />
per il personale del SSR. In particolare il<br />
personale universitario svolge tutti i compiti<br />
assistenziali della struttura di riferimento,<br />
secondo un’equa distribuzione degli stessi<br />
anche in termini di turni e tipologia.<br />
La revoca al personale universitario dell’incarico<br />
di direzione di struttura individuata<br />
come complessa nel presente atto è effettuata<br />
dal Direttore Generale del Policlinico<br />
d’intesa con il Rettore dell’Università, in<br />
osservanza delle disposizioni di cui all’art. 9<br />
comma 9 del Protocollo d’Intesa Regione/Università.<br />
L’eventuale sospensione temporanea delle<br />
funzioni assistenziali per i professori e ricercatori<br />
universitari è disposta dal Rettore dell’Università<br />
su segnalazione del Direttore<br />
Generale dell’IRCCS.<br />
Restano ferme la disciplina e la competenza<br />
dell’Università in materia di sanzioni e procedimenti<br />
disciplinari nei confronti dei<br />
docenti e ricercatori universitari ed il<br />
restante personale universitario in base alle<br />
vigenti disposizioni di legge.<br />
Art. 5 (Attività assistenziale) – L’attività<br />
assistenziale istituzionale erogata presso la<br />
U.O.C di Neuroriabilitazione oggetto del presente<br />
atto, si articola nel seguente modo:<br />
– prestazioni ambulatoriali convenzionate<br />
nell’ambito del SSR;<br />
– prestazioni diagnostiche convenzionate<br />
nell’ambito del SSR;<br />
– prestazioni di assistenza ospedaliera erogate<br />
in regime di ricovero ordinario di riabilitazione<br />
post-acuzie convenzionate nell’ambito<br />
del SSR;<br />
– prestazioni di riabilitazione erogate in<br />
regime di ricovero diurno, convenzionate<br />
nell’ambito del SSR;<br />
Art. 6 (Direzione Sanitaria) – La Direzione<br />
Sanitaria inerente le attività in convenzione<br />
spetta al Direttore Sanitario dell’IRCCS. Lo<br />
stesso è responsabile dell’organizzazione<br />
igienico-sanitaria e della vigilanza sulla<br />
U.O.C di Neuroriabilitazione, secondo le<br />
vigenti norme di legge. Allo stesso Direttore<br />
Sanitario spetta:<br />
– stabilire le modalità e gli orari di utilizzazione<br />
dei servizi generali ad uso non esclusivo<br />
del personale del Policlinico al fine di<br />
contemperare e coordinare le esigenze dell’attività<br />
universitaria con quelle dell’attività<br />
sanitaria erogata dall’IRCCS;<br />
– provvedere a definire le procedure e le<br />
modalità di accettazione e dimissione dei<br />
pazienti nonché provvedere a tutte le incombenze<br />
ad essa attribuite nel rispetto della<br />
normativa vigente in materia, nonché ogni<br />
altro adempimento connesso alla funzionalità<br />
dei servizi collegati alle attività di didattica,<br />
di ricerca e assistenziali.<br />
Restano fermi, peraltro, i principi di autonomia<br />
che tutelano il personale docente e ricercatore<br />
universitario nell’esercizio dell’attività<br />
istituzionale propria.<br />
Art. 7 (Attività libero-professionale del personale<br />
universitario) – Tenuto conto del diritto<br />
all’esercizio dell’attività libero professionale<br />
intramuraria da parte del personale universitario<br />
che abbia optato per il rapporto esclusivo<br />
a norma del combinato disposto dell’art.<br />
11 D.P.R. n. 382/80 con l’art. 5 comma 12 del<br />
D. Lgs. 517/99 – ad oggi vigente ai sensi e per<br />
gli effetti dell’art. 1 comma 2 L. n° 230/05<br />
fatte salve le modifiche introdotte dall’art. 2<br />
septies della L. n° 138/04 –, non disponendo<br />
attualmente il Policlinico di strutture al proprio<br />
interno da destinare a tale attività, allo<br />
scopo di dare esecuzione al disposto norma-<br />
2009 105
Sezione II<br />
tivo del citato decreto legislativo, e del D.<br />
Lgs. 229/99 e successive modificazioni ed<br />
integrazioni nonché ai provvedimenti ministeriali<br />
e regionali attuativi, il personale<br />
docente e ricercatore universitario di cui<br />
all’allegato A, parte integrante e sostanziale<br />
del presente atto, avrà la facoltà di utilizzare<br />
allo scopo suindicato gli spazi, le strutture, e<br />
le attrezzature dell’IRCCS per la specialità di<br />
cui alla presente convenzione, secondo il<br />
vigente regolamento presso l’IRCCS.<br />
Qualora gli spazi, le attrezzature e le strutture<br />
dell’IRCCS. non siano idonee ed adeguate<br />
all’espletamento delle suddette attività<br />
in regime di libera professione, il personale<br />
docente e ricercatore universitario<br />
…omissis…, potrà richiedere formalmente<br />
al Direttore Generale del Policlinico il convenzionamento<br />
con strutture private non<br />
accreditate, ovvero l’autorizzazione a svolgere<br />
attività libero professionale presso<br />
studi privati, a norma dell’art. 1 quinquies<br />
D. L. 27/5/05, n. 87, fatto salvo il termine<br />
ultimo previsto dalla normativa vigente.<br />
Art. 8 (Attrezzature e oneri di manutenzione)<br />
– L’IRCCS. mette a disposizione della U.O.C<br />
di Neuroriabilitazione e del personale ad<br />
esso afferente, le attrezzature, i beni e i servizi<br />
funzionali all’attività di assistenza<br />
oggetto del presente atto. La presa in carico e<br />
la gestione delle attrezzature messe a disposizione<br />
della U.O.C di Neuroriabilitazione<br />
dall’IRCCS stesso o da soggetti pubblici o<br />
privati esterni alle Parti è regolamentata<br />
secondo le disposizioni, i regolamenti e le<br />
procedure dell’IRCCS.<br />
L’IRCCS si farà carico di tutte le spese di<br />
manutenzione ordinaria e straordinaria e di<br />
assistenza delle predette attrezzature e dei<br />
sistemi informati.<br />
Art. 9 (Rapporti economici) – L’IRCCS è<br />
titolare dei rapporti amministrativo economici<br />
con la Regione Lazio nonché è titolare<br />
dell’incasso della rimessa regionale.<br />
L’IRCCS s’impegna ad assumere gli oneri<br />
relativi alla corresponsione al personale universitario<br />
delle indennità spettanti al medesimo<br />
a titolo di trattamento economico<br />
aggiuntivo previsto dall’art. 6 letto a) del D.<br />
Lgs. 517 /99 e ss.mm.ii, nella stessa misura in<br />
vigore presso il Policlinico per le diverse tipologie<br />
di incarico e di impegno assistenziale<br />
del personale universitario ivi operante. I<br />
relativi importi verranno preliminarmente<br />
comunicati all’IRCCS sulla base della quantificazione<br />
operata dal Policlinico. L’erogazione<br />
agli aventi diritto verrà effettuata mensilmente<br />
per il tramite dell’Università Tor<br />
Vergata.<br />
L’IRCCS s’impegna altresì ad assumere gli<br />
oneri relativi alla corresponsione al personale<br />
universitario delle indennità spettanti al<br />
medesimo a titolo di trattamento economico<br />
aggiuntivo di cui alla lett. b) del citato art. 6<br />
nella misura corrispondente a quanto attribuito<br />
a titolo di retribuzione di risultato al<br />
corrispondente personale ospedaliero, previa<br />
comunicazione al Policlinico del relativo<br />
ammontare definito sulla base della regolamentazione<br />
in essere presso l’IRCCS. L’erogazione<br />
agli aventi diritto verrà effettuata per il<br />
tramite dell’Università, base della rendicontazione<br />
operata dall’Università e trasmessa<br />
mensilmente mediante idonea documentazione<br />
contabile al Policlinico, quest’ultimo<br />
comunica periodicamente e con cadenza di<br />
norma semestrale all’IRCCS l’ammontare<br />
delle somme relative alla spesa complessiva<br />
sostenuta per l’erogazione delle indennità di<br />
cui alle lettere a) e b) del citato art. 6 del D.<br />
Lgs. 517/99 al personale universitario.<br />
L’IRCCS s’impegna a trasferire periodicamente<br />
e con cadenza di norma semestrale le<br />
suddette somme sul bilancio del Policlinico,<br />
fatti salvi eventuali conguagli ove dovuti.<br />
Art. 10 (Attività di formazione) – L’IRCCS<br />
mette a disposizione gli spazi, le attrezzature,<br />
gli arredi, i presidi diagnostici e terapeutici<br />
connessi con la gestione della formazione<br />
degli studenti e dei medici specialisti in<br />
formazione iscritti alla Scuola di Specializzazione<br />
in Neurologia.<br />
La formazione del medico specialista, ai<br />
sensi di quanto previsto dall’art. 16 del D.<br />
Lgs. 502/92 e successive modificazioni ed<br />
integrazioni nonché dall’art. 38 comma 3 del<br />
D. Lgs. 368/99, implica la partecipazione guidata<br />
o diretta alla totalità delle attività mediche<br />
della Struttura presso la quale è assegnato<br />
dal Consiglio della Scuola, nonché la<br />
graduale assunzione di compiti assistenziali<br />
e l’esecuzione di interventi con autonomia<br />
vincolate alle direttive ricevute dal tutore,<br />
d’intesa con la Direzione Sanitaria e con il<br />
Direttore Responsabile della U.O.C di Neuroriabilitazione.<br />
In nessun caso l’attività del<br />
medico specialista in formazione è sostitutiva<br />
del personale di ruolo. La formazione<br />
comporta l’assunzione di responsabilità connesse<br />
all’attività svolta.<br />
106 2009
Attività didattica e formativa<br />
Con riguardo agli studenti dei corsi di laurea<br />
di I e II livello, l’IRCCS ne favorirà la formazione<br />
consentendo attività didattico-teoricopratiche<br />
e di tirocinio comunque sotto<br />
diretto controllo dei docenti.<br />
Nell’ambito delle suddette attività presso la<br />
U.O.C a direzione universitaria potranno<br />
essere svolte tesi di laurea, di diploma e di<br />
specializzazione.<br />
È ammessa altresì la frequenza presso le<br />
strutture dell’IRCCS agli iscritti ai Dottorati<br />
di ricerca di materie cliniche, agli assegnisti<br />
di ricerca di cui all’art. 51 comma 6 della<br />
Legge 449/97, ovvero ai medici frequentatori<br />
volontari, previa autorizzazione della Direzione<br />
Sanitaria dell’IRCCS rilasciata su<br />
richiesta del Direttore della U.O.C di Neuroriabilitazione,<br />
che si assumerà la responsabilità<br />
della frequenza degli stessi.<br />
Art. 11 (Sicurezza sul Lavoro) – L’IRCCS<br />
nell’ambito delle proprie strutture messe a<br />
disposizione della U.O.C di Neuroriabilitazione<br />
e relativamente alle attrezzature ivi<br />
installate, s’impegna al rispetto degli obblighi<br />
dettati dalla normativa vigente in materia<br />
di “ sicurezza e salute nei luoghi di<br />
lavoro ” e di radioprotezione in attuazione<br />
delle disposizioni contenute nel D. Lgs.<br />
626/94 sostituito dal D.Lgs. 81/2008 e nel D.<br />
Lgs 230/95 e successive modificazioni e<br />
integrazioni.<br />
Le Parti promuovono azioni di coordinamento<br />
atte ad assicurare la piena attuazione<br />
di quanto disposto dalla vigente normativa in<br />
materia di salute e sicurezza nei luoghi di<br />
lavoro.<br />
In particolare, sulla base delle attività svolte,<br />
l’IRCCS effettua la valutazione dei rischi e gli<br />
altri adempimenti previsti a proprio carico<br />
dalla vigente normativa, ed in particolare dal<br />
D. Lgs. 626/94 sostituito dal D.Lgs. 81/2008.<br />
Tale valutazione sarà comunicata al Policlinico<br />
per le opportune azioni comuni e di<br />
coordinamento, da contrattare in sede locale.<br />
In applicazione alle norme vigenti in materia<br />
di igiene e sicurezza sui luoghi di lavoro, ed<br />
in particolare del D. Lgs. 626/94 sostituito dal<br />
D. Lgs. 81/2008, i lavoratori dipendenti dell’Università,<br />
gli studenti, i dottorandi, gli<br />
assegnisti, i borsisti, i medici specialisti in<br />
formazione etc. devono attenersi alle norme<br />
e regolamenti vigenti in materia. Ai suddetti<br />
dipendenti e altre figure vengono forniti i<br />
dispositivi di protezione individuale (DPI)<br />
idonei ed adeguati alle lavorazioni ed esperienze<br />
da svolgere e dai mezzi e dalle attrezzature<br />
da utilizzare e per ogni altra incombenza<br />
connessa con l’igiene e la sicurezza sui<br />
luoghi di lavoro da parte dei rispettivi datori<br />
di lavoro.<br />
Art. 12 (Copertura assicurativa) – L’IRCCS<br />
s’impegna a garantire un’adeguata copertura<br />
assicurativa per danni derivanti a terzi dalla<br />
conduzione dei fabbricati nei quali si svolge<br />
l’attività, nonché dagli impianti ivi esistenti,<br />
dalle attrezzature concesse in uso per l’attività<br />
assistenziale e dal proprio personale.<br />
Tale copertura assicurativa includerà anche<br />
le attrezzature messe a disposizione dalle<br />
parti sulle base di quanto disposto dal presente<br />
accordo e da altri soggetti pubblici o<br />
privati, allocate presso le strutture dell’IRCCS.<br />
L’IRCCS s’impegna a stipulare nei confronti<br />
del personale universitario di cui all’allegato<br />
n. A, adeguata polizza per la responsabilità<br />
civile professionale nei confronti di terzi<br />
derivante dall’esercizio dell’attività assistenziale,<br />
a norma delle vigenti disposizioni del<br />
CCNL di riferimento.<br />
In riferimento all’attività assistenziale intramuraria<br />
svolta dal personale universitario le<br />
parti concordano che, nel caso di svolgimento<br />
della stessa presso gli spazi, le strutture,<br />
e le attrezzature messe a disposizione<br />
dell’IRCCS spetterà a quest’ultimo provvedere<br />
a stipulare adeguata polizza per la responsabilità<br />
professionale nei confronti di terzi derivante<br />
dall’esercizio di tale attività assistenziale<br />
mentre, in caso di attività assistenziale<br />
intramuraria erogata previo convenzionamento<br />
da parte del Policlinico con strutture<br />
private non accreditate, ovvero l’autorizzazione<br />
a svolgere attività libero professionale<br />
presso studi privati, a norma dell’art. 1 quinquies<br />
D.L. 27/5/05, n. 87 e successive modificazioni<br />
ed integrazioni, spetterà al Policlinico<br />
provvedere a stipulare la polizza per la<br />
responsabilità professionale nei confronti di<br />
terzi. Gli iscritti ai Dottorati di ricerca dell’Università<br />
ed i titolari di assegno di ricerca di<br />
cui all’art. 51 comma 6 della Legge 449/97<br />
sono provvisti di propria polizza assicurativa<br />
per responsabilità professionale.<br />
L’IRCCS, ai sensi dell’art. 41 comma 3 del<br />
D. Lgs. 368/99 così come modificato dalla L. n.<br />
266/05 (Legge Finanziaria 2006), si impegna a<br />
stipulare adeguata polizza assicurativa nei<br />
confronti dei medici in formazione specialistica<br />
a copertura dei rischi per responsabilità<br />
2009 107
Sezione II<br />
civile nei confronti di terzi, responsabilità professionale<br />
e per infortuni connessi all’attività<br />
di formazione con le stesse modalità e condizioni<br />
applicate al proprio personale medico.<br />
Le Parti si danno reciprocamente atto che è a<br />
carico dell’Universirà la copertura assicurativa<br />
per responsabilità civile nei confronti di<br />
terzi derivante dalle attività didattico teorico<br />
pratiche e di tirocinio espletate dagli studenti<br />
chiamati a frequentare l’IRCCS.<br />
Vige altresì per il personale universitario, e<br />
per gli studenti la copertura assicurativa per<br />
gli infortuni sul lavoro da parte dell’INAIL<br />
per conto dell’Università.<br />
I medici frequentatori volontari devono produrre<br />
adeguata polizza assicurativa, contratta<br />
a proprie spese, preliminarmente all’inizio<br />
della frequenza, secondo la regolamentazione<br />
vigente presso l’IRCCS.<br />
L’IRCCS provvede ad assicurare il proprio<br />
personale medico e non medico per rischi<br />
propri e responsabilità professionale nei confronti<br />
di terzi.<br />
Art. 13 (Durata) – Il presente atto ha decorrenza<br />
dalla data di sottoscrizione ed avrà<br />
validità per anni tre, fatte salve diverse previsioni<br />
contenute nel nuovo Protocollo d’Intesa<br />
da stipularsi tra Regione Lazio e Università<br />
Tor Vergata in attuazione dell’art. 42 comma<br />
1 della L.R. 26/07.<br />
La presente convenzione potrà essere rinnovata<br />
con apposito atto previa approvazione<br />
delle parti.<br />
Art. 14 (Norma di rinvio) – Per quanto non<br />
espressamente disciplinato dal presente<br />
accordo le Parti fanno rinvio alla normativa<br />
generale, alla normativa prevista per il personale<br />
del SSN, per il personale docente e ricercatore<br />
universitario, ovvero al Protocollo d’Intesa<br />
Regione Lazio / Università Tor Vergata<br />
del 18/02/2005, per le parti compatibili.<br />
Art. 15 (Controversie) – Per la risoluzione di<br />
ogni eventuale controversia che dovesse<br />
insorgere nell’interpretazione, nell’esecuzione<br />
o a seguito della risoluzione del presente<br />
atto, il Foro competente ed esclusivo<br />
sarà quello di Roma.<br />
Art. 16 (Registrazione) – Il presente atto,<br />
redatto in carta uso bollo in triplice copia, è<br />
soggetto a registrazione a tassa fissa. Le<br />
spese di bollo e di registrazione sono a carico<br />
dell’IRCCS.<br />
Letto, approvato e sottoscritto.<br />
Roma, 9 Febbraio 2009<br />
Azienda Ospedaliera Universitaria<br />
Policlinico Tor Vergata<br />
Il Direttore Generale<br />
Enrico Bollero<br />
IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Il Presidente<br />
Maria Adriana Amadio<br />
ATTO CONVENZIONALE<br />
TRA<br />
la <strong>Fondazione</strong> PTV “ Policlinico Tor<br />
Vergata ”, di seguito per brevità denominata<br />
“ <strong>Fondazione</strong> ”, codice fiscale numero<br />
97503840585 e partita IVA n. 10110821005,<br />
con Sede in Roma, Viale Oxford 81, in persona<br />
del suo Legale Rappresentante, il<br />
Direttore Generale Prof. Enrico Bollero,<br />
nato a Roma il 12/12/1940, ove sopra domiciliato<br />
per la carica ed agli effetti del presente<br />
atto convenzionale, che interviene in<br />
esecuzione della propria deliberazione n.<br />
411 del 21-9-2009<br />
E<br />
la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> – IRCCS, di<br />
seguito denominata per brevità “ IRCCS”,<br />
partita IVA e codice fiscale n. 00437330582,<br />
con Sede in Roma, Via Ardeatina n. 306, in<br />
persona del suo Legale Rappresentante, il<br />
Direttore Generale Dr. Luigi Amadio, nato a<br />
Roma (RM) il 04/06/1947 – ove sopra domiciliato<br />
per la carica ed agli effetti del presente<br />
atto convenzionale<br />
PREMESSO CHE<br />
– l’IRCCS istituzionalmente ha nel tempo<br />
sviluppato molteplici accordi e collaborazioni<br />
scientifiche con Università, altri IRCCS<br />
e varie Istituzioni italiane ed estere altamente<br />
prestigiose;<br />
– l’Università Tor Vergata ha in essere da<br />
molteplici anni con l’IRCCS una collabora-<br />
108 2009
Attività didattica e formativa<br />
zione di natura organica per lo sviluppo di<br />
attività di ricerca e didattica, finalizzata a<br />
realizzare congiuntamente linee di ricerca e<br />
momenti formativi di interesse reciproco,<br />
che si esplica mediante convenzioni dirette<br />
per quanto attiene la didattica e la ricerca e<br />
una indiretta, per il tramite della <strong>Fondazione</strong>,<br />
per quanto attiene lo sviluppo di un’adeguata<br />
attività assistenziale nel campo della<br />
Neuroriabilitazione a supporto e ausilio delle<br />
attività scientifiche;<br />
– nel corso di incontri specifici, organizzati<br />
al fine di verificare le condizioni per<br />
ampliare il descritto regime di collaborazione<br />
con ulteriori aspetti di peculiare interesse<br />
della <strong>Fondazione</strong> si è registrato un<br />
comune interesse nei settori della formazione<br />
e aggiornamento professionale del<br />
personale Sanitario e della “ Comunicazione<br />
Sanitaria ” con particolare riferimento agli<br />
aspetti di interconnessione che caratterizzano<br />
il forte legame tra ricerca di base,<br />
ricerca clinica applicata ed attività formative;<br />
– è stata verificata la disponibilità dell’IRCCS<br />
e della <strong>Fondazione</strong> a sviluppare congiuntamente<br />
un programma di formazione<br />
ed aggiornamento professionale, anche a<br />
carattere sperimentale, per infermieri e tecnici<br />
sanitari afferenti all’Area della Riabilitazione<br />
Neurologica, dedicato prioritariamente<br />
al personale dipendente delle due Strutture<br />
ed orientato altresì agli aspetti di “ Comunicazione<br />
Sanitaria ”;<br />
– le parti hanno altresì verificato il comune<br />
interesse a rendere operativo e disponibile il<br />
pacchetto formativo oggetto del programma<br />
definito con il presente accordo, anche per la<br />
diffusione ad altre Strutture dei contenuti<br />
scientifici dello stesso mediante un’attività<br />
commerciale suscettibile di determinare<br />
un’occasione di autofinanziamento per<br />
entrambe le Strutture;<br />
– l’IRCCS ha assicurato la disponibilità di<br />
spazi ed attrezzature biomedicali, ad uso<br />
didattico, dedicati e diversi da quelli normalmente<br />
utilizzati nel ciclo assistenziale, riferiti<br />
alle metodiche assistenziali tipiche delle attività<br />
di Neuroriabilitazione, in grado di<br />
garantire un ambiente ottimale per lo sviluppo<br />
di metodiche formative e di programmi<br />
di aggiornamento adeguati alle più<br />
moderne tecniche in uso nel settore;<br />
– è stato verificato l’interesse della <strong>Fondazione</strong>,<br />
nell’ambito del concordato programma<br />
di formazione, a sviluppare ed<br />
approfondire aspetti particolari inerenti la<br />
neuropsicologia clinica che investe sia la<br />
valutazione diagnostica del deficit cognitivo<br />
che la conseguente analisi comportamentale<br />
di soggetti affetti da lesioni cerebrali di<br />
diversa etiologia;<br />
– l’attività di aggiornamento professionale,<br />
oltre alle forme tradizionali, deve anche<br />
estendersi alla “ Comunicazione Sanitaria ”,<br />
con particolare attenzione alle relazioni<br />
infermiere/paziente e tecnico della riabilitazione/paziente,<br />
tenuto conto anche della<br />
dimensione sociale e psicologica delle persone<br />
affette da “ disturbi neurofisiopatologici<br />
”;<br />
– l’attività di Comunicazione Sanitaria può,<br />
di comune accordo fra le parti, essere<br />
rivolta anche ad altro personale ed ad altri<br />
settori di attività della <strong>Fondazione</strong> e dell’IRCCS;<br />
– è stato elaborato congiuntamente dalla<br />
<strong>Fondazione</strong> e dall’IRCCS un piano di fattibilità<br />
che prevede quale contributo da parte<br />
dell’IRCCS la messa a disposizione di<br />
risorse umane qualificate in materia di<br />
“ formazione e comunicazione ”, dei locali,<br />
delle attrezzature e servizi connessi, nonché<br />
del relativo personale tecnico e di sorveglianza<br />
e la copertura assicurativa; da parte<br />
della <strong>Fondazione</strong> un contributo quantificato<br />
per il primo anno in Euro 75.000,00 e da<br />
quantificarsi d’intesa tra le parti per il<br />
secondo anno;<br />
– per la redazione del progetto analitico è<br />
previsto un tempo di esecuzione di mesi tre;<br />
– per il primo anno è previsto, secondo il<br />
progetto sperimentale che sarà elaborato,<br />
l’avvio alla formazione di n° 50 unità di personale<br />
tecnico sanitario della <strong>Fondazione</strong><br />
(corrispondente a circa il 50% del personale<br />
tecnico sanitario) afferente all’area neurologica<br />
e neuroriabilitativa (quali ad esempio<br />
fisioterapisti, infermieri, tecnici di neurofisiopatologia<br />
e tecnici della neuropsicomotricità<br />
dell’età evolutiva) e di n. 20 unità di personale<br />
tecnico/sanitario dell’IRCCS. Lo<br />
stesso numero di unità di personale della<br />
<strong>Fondazione</strong> e dell’IRCCS è previsto anche<br />
per il secondo anno;<br />
– il presente accordo di collaborazione ha<br />
altresì la finalità di favorire l’integrazione tra<br />
professionisti afferenti a diversi profili professionali<br />
e tra le rispettive aree di intervento.<br />
2009 109
Sezione II<br />
TANTO PREMESSO SI CONVIENE<br />
E SI STIPULA QUANTO SEGUE<br />
Art. 1 – Le premesse fanno parte integrante<br />
e sostanziale del presente atto.<br />
Art. 2 – La <strong>Fondazione</strong> e l’IRCCS concordano<br />
di utilizzare risorse e competenze esistenti<br />
presso i due Enti mediante il reciproco<br />
scambio di esperienze maturate, con l’obiettivo<br />
di sviluppare congiuntamente un programma<br />
di collaborazione nei settori della<br />
formazione ed aggiornamento professionale<br />
del personale tecnico-sanitario dell’IRCCS e<br />
della <strong>Fondazione</strong>, afferente all’area neurologica<br />
e neuroriabilitativa (quali ad esempio<br />
fisioterapisti, infermieri, tecnici di neurofisiopatologia<br />
e tecnici della neuropsicomotricità<br />
dell’età evolutiva) nonché della “ Comunicazione<br />
Sanitaria ”, con particolare riferimento<br />
agli aspetti di interconnessione che<br />
caratterizzano il forte legame tra ricerca di<br />
base, ricerca clinica applicata ed attività formative.<br />
Le iniziative oggetto del presente accordo<br />
sono connotate da carattere sperimentale ed<br />
innovativo. Difatti l’attività di aggiornamento<br />
professionale, oltre alle forme tradizionali,<br />
deve anche estendersi alla “ Comunicazione<br />
Sanitaria ”, con particolare attenzione alle<br />
relazioni infermiere/paziente e Tecnico della<br />
riabilitazione/paziente, tenuto conto anche<br />
della dimensione sociale e psicologica delle<br />
persone affette da “ disturbi neurofisiopatologici<br />
”.<br />
Art. 3 – Nell’ambito del “ Programma di formazione<br />
e di aggiornamento professionale ”,<br />
oggetto della presente collaborazione,<br />
saranno sviluppati ed approfonditi aspetti<br />
innovativi inerenti metodiche di apprendimento<br />
collegate sia all’area di Neuroscienze<br />
che a quella della Riabilitazione neuropsicologica,<br />
con l’intento di favorire l’integrazione<br />
tra professionisti afferenti a diversi profili<br />
professionali e tra le rispettive aree di intervento.<br />
Il percorso formativo prevede l’applicazione<br />
diretta ed immediata delle più recenti ed<br />
avanzate scoperte delle neuroscienze nell’ambito<br />
delle nuove metodiche di prevenzione,<br />
diagnosi e riabilitazione neuropsicologica<br />
dei disturbi cognitivi acquisiti nell’età<br />
dello sviluppo e nell’età adulta. Il personale<br />
coinvolto pertanto acquisirà conoscenze<br />
relative ai principali modelli teorici dei processi<br />
cognitivi e le loro basi biologiche, oltre<br />
alle conoscenze relative ai principali<br />
disturbi delle funzioni cognitive conseguenti<br />
a patologie evolutive, degenerative o<br />
acquisite.<br />
Saranno altresì sviluppati ed approfonditi<br />
aspetti particolari inerenti la neuropsicologia<br />
clinica che investe sia la valutazione diagnostica<br />
del deficit cognitivo che la conseguente<br />
analisi comportamentale di soggetti affetti da<br />
lesioni cerebrali di diversa etiologia.<br />
Art. 4 – Sulla base degli elementi definiti<br />
nel Piano di fattibilità, elaborato congiuntamente<br />
dalla equipe medica e sanitaria della<br />
<strong>Fondazione</strong> e dell’IRCCS, allegato al presente<br />
atto quale parte integrante e sostanziale,<br />
dovrà essere redatto entro tre mesi dalla data<br />
di decorrenza del presente atto un Progetto<br />
analitico.<br />
Il progetto analitico da elaborarsi prevederà<br />
– per il primo anno – l’avvio alla formazione<br />
di n. 50 unità di personale tecnico-sanitario<br />
della <strong>Fondazione</strong>, afferente all’area neurologica<br />
e neuroriabilitativa e di n. 20 unità di<br />
personale dell’IRCCS. Lo stesso numero di<br />
unità di personale della <strong>Fondazione</strong> e dell’IRCCS<br />
è previsto anche per il secondo<br />
anno.<br />
Art. 5 – L’IRCCS assicura la disponibilità di<br />
spazi ed attrezzature biomedicali, ad uso<br />
sanitario, dedicati e diversi da quelli normalmente<br />
utilizzati nel ciclo assistenziale, riferiti<br />
alle metodiche assistenziali tipiche delle attività<br />
di Neuroriabilitazione, in grado di<br />
garantire un ambiente ottimale per lo sviluppo<br />
di metodiche formative e di programmi<br />
di aggiornamento adeguati alle più<br />
moderne tecniche in uso nel settore. L’IRCCS<br />
mette inoltre a disposizione il relativo personale<br />
tecnico e di sorveglianza e garantisce la<br />
copertura assicurativa.<br />
Parimenti l’IRCCS rende disponibili risorse<br />
umane e professionali qualificate nelle materie<br />
oggetto del presente accordo, oltre che<br />
per lo sviluppo delle attività inerenti il “ Programma<br />
di formazione ed aggiornamento<br />
professionale ” anche per le attività inerenti<br />
gli aspetti della “ Comunicazione Sanitaria ”,<br />
in stretta connessione con le attività di<br />
ricerca di base e clinica applicata, proprie<br />
dell’IRCCS stesso.<br />
L’attività di Comunicazione Sanitaria può, di<br />
comune accordo fra le parti, essere rivolta<br />
anche ad altro personale e ad altri settori di<br />
attività della <strong>Fondazione</strong> e dell’IRCCS .<br />
Art. 6 – I Coordinatori delle attività sviluppate<br />
in base al presente accordo sono indi-<br />
110 2009
Attività didattica e formativa<br />
viduati d‘intesa tra la <strong>Fondazione</strong> e l’IRCCS,<br />
su proposta delle rispettive direzioni generali.<br />
Art. 7 – Sulla base del Piano di fattibilità,<br />
allegato al presente atto quale parte integrante<br />
e sostanziale, è previsto un contributo<br />
per il primo anno da parte dell’IRCCS consistente<br />
nella messa a disposizione di risorse<br />
umane qualificate in materia di “ Formazione<br />
e Comunicazione ”, di locali dedicati,<br />
di attrezzature e servizi connessi, nonché del<br />
relativo personale tecnico-sanitario e di sorveglianza<br />
nonché nella garanzia della copertura<br />
assicurativa.<br />
Da parte della <strong>Fondazione</strong> è previsto un contributo<br />
pari ad Euro 75.000,00 (settantacinquemila/00)<br />
per il primo anno e da quantificarsi<br />
d’intesa tra le Parti per il secondo anno,<br />
che sarà liquidato con modalità e tempistica<br />
da concordarsi.<br />
Art. 8 – Con specifici accordi le parti concorderanno<br />
le modalità per rendere operativo<br />
e disponibile il pacchetto formativo<br />
oggetto del programma definito con il presente<br />
accordo, anche per la diffusione ad<br />
altre strutture dei contenuti scientifici dello<br />
stesso, mediante un’attività commerciale<br />
suscettibile di determinare un’occasione di<br />
autofinanziamento per l’IRCCS e la <strong>Fondazione</strong>.<br />
Art. 9 – La presente convenzione ha durata<br />
di anni due e decorre dalla data di sottoscrizione<br />
e non è rinnovabile, se non in forma<br />
espressa, previa adozione dei necessari atti<br />
deliberativi.<br />
Art. 10 – Per la risoluzione di ogni eventuale<br />
controversia che dovesse insorgere nell’ interpretazione,<br />
nell’esecuzione o a seguito della<br />
risoluzione del presente atto, il Foro competente<br />
ed esclusivo sarà quello di Roma.<br />
Art. 11 – Il presente atto, redatto in triplice<br />
copia, è soggetto a registrazione in caso<br />
d’uso ai sensi degli artt. 5, 6, 39, 40 del D.P.R.<br />
n. 131/1986.<br />
Le spese dell’eventuale registrazione saranno<br />
addebitate alla parte richiedente.<br />
Le spese di bollo sono a carico dell’IRCCS, ai<br />
sensi del D.P.R. 642/72.<br />
Letto, approvato e sottoscritto.<br />
Roma, 21 Settembre 2009<br />
<strong>Fondazione</strong> PTV – Policlinico Tor Vergata<br />
Direttore Generale<br />
Enrico Bollero<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Direttore Generale<br />
Luigi Amadio<br />
2009 111
Borse<br />
di studio
Sezione II<br />
– Alterazioni morfologiche dei neuroni ippocampali e fronto-corticali<br />
durante il consolidamento delle memorie remote (Massimiliano Aceti)<br />
– Studio della interazione gene-ambiente nella patogenesi dei disturbi<br />
dello spettro autistico (Laura Altieri)<br />
– Analisi biologica e chimica in modelli animali di distonia<br />
(Alessandra Bonito Olivo)<br />
– Regolazione dello splicing alternativo del gene SMN2 nella atrofia<br />
muscolare spinale (SMA) (Roberta Busà)<br />
– Effetti della microgravità simulata sulla funzionalità dei neuroni corticali<br />
in coltura primaria (Silvia Caioli)<br />
– Studio degli effetti degli aminoacidi ramificati sulle proprietà<br />
elettrofisiologiche del sistema nervoso centrale (Irene Carunchio)<br />
– Analisi della fosforilazione di caspasi-8 nella tumorigenesi<br />
e nella metastatizzazione (Caterina Cenci)<br />
– Identificazione di marcatori di tipo immunologico a scopo diagnostico<br />
e prognostico nelle demenze degenerative (Antonio Ciaramella)<br />
– Regolazione della neurogenesi da parte del gene PC3/Tis21 (Irene Cinà)<br />
– Risposte neuronali a concentrazioni tossiche di aminoacidi eccitatori<br />
(Maria Letizia Cucchiaroni)<br />
– Studio dei meccanismi di rappresentazione mentale di moti naturali<br />
e non naturali in soggetti sani e in pazienti con deficit vestibolare centrale<br />
e periferico (Francesca Figliozzi)<br />
– Riabilitazione e risonanza magnetica funzionale (f-MRI): studio<br />
longitudinale nei pazienti affetti da Sclerosi Multipla (Licia Finamore)<br />
– Espressione genica dei diversi TRPC nello striato e nella corteccia<br />
del modello murino di Corea di Huntington (Carmela Giampà)<br />
– Ruolo dell’immaginazione mentale del movimento nella riabilitazione<br />
dopo infortuni sul lavoro (Silvio Gravano)<br />
– Valutazione strumentata e trattamento robotico dei deficit motori<br />
in riabilitazione (Marco Iosa)<br />
– Danno cellulare a distanza nelle lesioni focali del SNC.<br />
Modulazione farmacologica e recupero funzionale (Laura Latini)<br />
– Effetti dell’inibizione della fosfodiesterasi 10 (PDE10) nel modello murino<br />
di Corea di Huntington (Daunia Laurenti)<br />
– Investigazioni di Proteomica in malattie ereditarie (Valeria Marzano)<br />
– Correlati neurali dell’osservazione di errori in sistemi motori esperti<br />
(Mariella Pazzaglia)<br />
– ProFunDistance: una banca dati di interazioni proteiche umane<br />
relazionate ed integrate con dati di colocalizzazione ed associate<br />
a patologie mendeliane (Daniele Peluso)<br />
– Ruolo della chinasi ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated)<br />
nel controllo dell’ubiquitinazione proteasoma-ubiquitina dipendente<br />
(Simonetta Santini)<br />
114 2009
Borse di studio<br />
– Meccanismi cellulari di base del danno a carico della plasticità sinaptica nel<br />
modello murino di DYT1 Dystonia (Giuseppe Sciamanna)<br />
– I disturbi comportamentali nelle malattie neurodegenerative: valutazione<br />
dei Behavioural and Psychological Symptoms of Dementia e loro<br />
inserimento nelle linee guida per la diagnosi di demenza (Ilaria Spoletini)<br />
– Sindrome delle apnee ostruttive del sonno: correlazioni fisiologiche<br />
e neuroradiologiche (Federico Torelli)<br />
– Effetti del rumore fisiologico sul segnale BOLD in immagini di ampiezza<br />
e fase (Elisa Tuzzi)<br />
– Effetti della vibrazione muscolare sulla eccitabilità corticale indagati<br />
tramite stimolazione magnetica transcranica (Viviana Versace)<br />
– Guardare il mondo dagli occhi dell’altro: un confronto tra abilità visuospaziali<br />
di presa e cambio di prospettiva (Vanda Viola)<br />
– Studio morfostrutturale cerebrale in pazienti affetti da Sindrome<br />
delle Apnee Ostruttive del Sonno mediante Risonanza Magnetica<br />
(Silvana Zannino)<br />
2009 115
Sezione II<br />
ALTERAZIONI MORFOLOGICHE DEI NEURONI IPPOCAMPALI<br />
E FRONTO-CORTICALI DURANTE IL CONSOLIDAMENTO<br />
DELLE MEMORIE REMOTE (Massimiliano Aceti)<br />
Introduzione – Le tracce di memoria non vengono codificate e consolidate<br />
immediatamente ma vanno incontro ad un graduale processo di stabilizzazione<br />
[Dudai et al. (2004) Annu Rev Psychol 55: 51-86. Review; Squire et al. (2004) Neurobiol<br />
Learn Mem 82(3): 171-177. Review]. Le memorie recentemente acquisite<br />
vengono immagazzinate in uno stato labile, innescando modificazioni proteiche<br />
delle connessioni sinaptiche ippocampali. A tal proposito, l’immagazzinamento<br />
delle tracce in ippocampo sembrerebbe essere limitato nel tempo; un danno cerebrale<br />
che investa il lobo temporale mediale, che include anche l’ippocampo, danneggia<br />
il recupero delle memorie recentemente acquisite senza alterare il ricordo<br />
di memorie remote [Zola-Morgan et al. (1986) J Neurosci 6: 2950-2967; Kim and<br />
Fanselow (1992) Science 256(5057): 675-677; Martin and Morris (2007) Hippocampus<br />
12: 609-636; Squire and Bayley (2007) Curr Opin Neurobiol 17(2): 185-<br />
196]. Quindi, il consolidamento delle memorie remote sembra coinvolgere strutture<br />
diverse dall’ippocampo [Teng et al. (1999) Nature 400(6745): 675-677; Rosenbaum<br />
et al. (2001) Behav Brain Res 127: 183-197] come la corteccia prefrontale, la<br />
corteccia antero-cingolata e la corteccia retrospleniale, che attraverso un’azione<br />
coordinata con l’ippocampo, trasformerebbero le memorie inizialmente vulnerabili<br />
in tracce consolidate e stabili [Bontempi et al. (1999) Nature 400: 671-675;<br />
Frankland et al. (2004) Science 304: 881-883; Maviel et al. (2004) Science 305: 96-<br />
99; Texeira et al. (2006) J Neurosci 26(29): 7555-7564].<br />
La teoria classica del consolidamento delle memorie identifica l’ippocampo<br />
quale struttura deputata ad organizzare l’immagazzinamento delle<br />
memorie remote modificando attivamente la connettività nelle diverse aree<br />
corticali [McClelland et al. (1995) Psychol Rev 102: 419-457; Squire, Alvarez<br />
(1995) Curr Opin Neurobiol 5(2): 169-177. Review]. Intuitivamente, tale meccanismo<br />
suggerisce che il cambiamento nella morfologia dei neuroni ippocampali<br />
e corticali potrebbe intervenire nella formazione di memorie recenti<br />
o remote, sebbene non vi siano ancora evidenze sperimentali definitive. Questo<br />
progetto ha inteso analizzare le alterazioni morfologiche nei neuroni piramidali<br />
dell’ippocampo e della corteccia cingolata anteriore durante il consolidamento<br />
delle memorie remote, approfondendo così lo studio dei meccanismi<br />
della plasticità neuronale dell’ippocampo e della corteccia antero-cingolata<br />
indotti dal condizionamento avverso al contesto.<br />
Risultati – In accordo con i dati presenti in letteratura [Fanselow, Gale (2003)<br />
Ann NY Acad Sci 985: 125-134; Frankland et al. (2004) Science 304: 881-883], i<br />
risultati ottenuti mostrano che la procedura di addestramento usata negli<br />
esperimenti ha prodotto un condizionamento robusto nei due gruppi di animali<br />
analizzati a 24h (memoria recente) e a 36 giorni (memoria remota).<br />
Infatti, gli animali addestrati, rispetto agli animali pseudo-addestrati,<br />
mostrano livelli elevati di freezing ed una ridotta attività locomotoria nei due<br />
time-points presi in considerazione. È stato anche osservato che i livelli di freezing<br />
sono più elevati nel gruppo esaminato a 36 giorni rispetto al gruppo analizzato<br />
dopo 24h dall’addestramento. Una possibile spiegazione di questi<br />
116 2009
Borse di studio<br />
risultati potrebbero essere dovuti a fenomeni di modificazioni qualitative nei<br />
neuroni piramidali dell’ippocampo e della corteccia cingolata anteriore.<br />
Attraverso l’analisi morfologica delle strutture, ippocampo e corteccia<br />
antero-cingolata, è stato analizzato il cambiamento morfologico (in termini di<br />
aumento/diminuzione del numero di spine dendritiche) dei neuroni piramidali.<br />
Dalla conta effettuata (attraverso la colorazione di Golgi e l’uso del<br />
software Neurolucida) è stato osservato che il gruppo sottoposto al test a 24h<br />
mostra un aumento delle spine dendritiche nei neuroni piramidali dell’ippocampo<br />
ma non in corteccia antero-cingolata. Il gruppo invece sottoposto a<br />
test a 36 giorni mostrava un aumento del numero di spine in corteccia anterocingolata<br />
ma non in ippocampo.<br />
Questi risultati, in conformità con quanto descritto in letteratura (Teixeira<br />
et al. (2006) J Neurosci 26(29): 7555-7564; Moncada et al. (2006) Neurobiol<br />
Learn Mem 86(1): 9-18; Moser et al. (1994) PNAS USA 91(26): 12673-12675],<br />
indicano che l’aumento della connettività ippocampale risulta essere associata<br />
solo al gruppo 24h e non al gruppo testato a 36 giorni. L’analisi dei neuroni<br />
piramidali della corteccia antero-cingolata mostra invece un pattern inverso<br />
indicando un significativo aumento del numero di spine nel gruppo di animali<br />
testato a 36 giorni ma non nel gruppo testato dopo 24h dal training. Nel<br />
confermare i dati sin qui discussi, sono stati addestrati altri gruppi di animali<br />
che anno ricevuto lesioni bilaterali dell’ippocampo e della corteccia cingolata<br />
anteriore. I risultati comportamentali indicano che la lesione dell’ippocampo<br />
non permette all’animale di elaborare la memoria recente, non permettendo<br />
poi l’immagazzinamento della memoria remota. In tal senso infatti, il numero<br />
di spine in corteccia rimane simile al gruppo di controllo (pseudo-addestrati).<br />
Conclusioni – In conclusione, questi risultati mostrano che la traccia di<br />
memoria viene inizialmente elaborata dall’ippocampo, poi, l’informazione<br />
sembrerebbe “ migrare ” verso la corteccia cingolata anteriore per essere<br />
immagazzinata e conservata. Tale trasferimento sembrerebbe essere supportato<br />
da cambiamenti morfologici della connettività neuronale. Questi dati<br />
sono in linea con quanto formulato da Frankland e Buontempi, i quali hanno<br />
messo in evidenza che l’ippocampo sembra svolgere la funzione di elaborazione<br />
delle informazioni in un arco temporale limitato nel tempo e, solo successivamente,<br />
le informazioni verrebbero immagazzinate stabilmente nelle<br />
neocortecce.<br />
STUDIO DELLA INTERAZIONE GENE-AMBIENTE NELLA PATOGENESI<br />
DEI DISTURBI DELLO SPETTRO AUTISTICO (Laura Altieri)<br />
Introduzione – L’autismo è un disturbo complesso ed eterogeneo in cui sono<br />
coinvolti fattori genetici ed ambientali, ciascuno dei quali contribuisce in<br />
maniera variabile nei diversi pazienti. Studi su famiglie e su gemelli supportano<br />
il contributo di fattori genetici a questa malattia. Tuttavia, l’eterogeneità<br />
dei sintomi clinici e la complessità dei processi patogenetici hanno finora reso<br />
difficile la definizione di correlazioni tra genotipo e fenotipo. Lavori recenti<br />
supportano un ruolo importante dell’instabilità genomica nei pazienti autistici.<br />
Le aumentate frequenze delle variazioni del numero di copie (CNVs,<br />
2009 117
Sezione II<br />
copy number variations) nel genoma umano sono state associate con l’autismo<br />
da diversi gruppi.<br />
Obiettivi – Si è valutata la frequenza dei CNVs in campioni di tessuto neocorticale<br />
di pazienti autistici e di controlli e si è stabilito il loro grado di correlazione<br />
con l’espressione genica.<br />
Materiali e metodi – L’analisi CNV è stata condotta su DNA genomico<br />
estratto da campioni di tessuto temporocorticale postmortem (BA 41/42)<br />
appartenenti a 10 coppie di pazienti-controlli, utilizzando il sistema Gene<br />
Chip Mapping 250K arrays (Affimetrix). L’espressione genica è stata valutata<br />
mediante il sistema Human Genome 133 plus arrays (Affimetrix) [Garbett et<br />
al. (2008) Neurobiol Dis 30(3): 303-311]. Per lo studio CNV, i dati di intensità<br />
di segnale degli SNP (log2 ratio) sono stati analizzati mediante CNAG, SPSS e<br />
MATLAB.<br />
Risultati – Dagli arrays genomici non sono risultate differenze significative<br />
nelle percentuali di SNPs deleti e duplicati tra pazienti e controlli.<br />
Lo studio dell’espressione genica ha rivelato che, nei pazienti, 186 trascritti<br />
aumentavano la loro espressione, mentre 35 la diminuivano. In particolare,<br />
l’aumento dell’espressione coinvolge geni del sistema immunitario, mentre<br />
la diminuzione dell’espressione interessa geni che regolano lo sviluppo<br />
neuronale e la crescita.<br />
Tuttavia, i CNVs non sono correlati con i livelli di espressione dei geni<br />
contenenti SNPs che sono duplicati o deleti.<br />
Conclusioni – Lo studio effettuato non rileva un aumento dell’instabilità<br />
genomica nei cervelli post-mortem dei pazienti autistici rispetto ai controlli.<br />
Negli stessi cervelli non è stata riscontrata una correlazione statisticamente<br />
significativa tra l’instabilità genomica e i livelli di espressione genica. Ciò indirizza<br />
il prosieguo della nostra ricerca verso l’identificazione di una causa<br />
patogenetica comune all’origine sia dei CNV, sia delle alterazioni nell’espressione<br />
genica corticale.<br />
ANALISI BIOLOGICA E CHIMICA IN MODELLI ANIMALI DI DISTONIA<br />
(Alessandra Bonito Olivo)<br />
Introduzione – La distonia è un disordine neurologico caratterizzato da<br />
sostenute contrazioni muscolari, frequentemente associate a disorganizzazione<br />
motoria e posture anormali. La forma più comune di distonia ad<br />
esordio precoce, nota come DYT1, è ritenuta essere causata da una mutazione<br />
dominante a carico del gene TOR1a codificante per la proteina TorsinA<br />
[Ozelius et al. (1997) Nat Genet 17: 40-44]. Si ritiene che tale mutazione<br />
possa in ultima analisi indurre alterazioni funzionali nella trasduzione<br />
del segnale dopaminergico striatale. A supporto di tale ipotesi, in<br />
pazienti DYT1 sono state riscontrate significative alterazioni dopaminergiche<br />
[Asanuma et al. (2005) Neurology 64: 347-349; Augood et al. (2004) Adv<br />
Neurol 94: 53-60], mentre i modelli animali caratterizzati dall’espressione<br />
della proteina umana mutata DYT1 presentano disturbi connessi al con-<br />
118 2009
Borse di studio<br />
trollo del movimento. Tuttavia, nonostante i chiari deficit motori presenti<br />
in questi topi, non sono state riscontrate alterazioni nella distribuzione e<br />
nella quantità relativa del trasportatore della dopamina (DAT), né nei siti<br />
di legame dei recettori dopaminergici D1 e D2 [Balcioglu et al. (2007) J<br />
Neurochem 102(3): 783-788].<br />
Obiettivi e metodi – Alla luce di queste evidenze, per la discordanza tra fenotipo<br />
motorio e apparente normalità dei recettori dopaminergici, l’obiettivo di<br />
questo progetto è stato quello di indagare ulteriormente lo stato funzionale<br />
dei recettori D1 e D2 striatali in condizioni di stimolazione fasica. A tal scopo,<br />
sono state studiate le funzioni in vitro ed in vivo dei recettori dopaminergici<br />
D1 e D2 nei topi transgenici esprimenti la proteina umana mutata DYT1 (topi<br />
hMT), ritenuti questi un valido modello murino per studiare questa patologia<br />
genetica [Sharma et al. (2005) J Neurosci 25: 5351-5355; Zhaoet al. (2008)<br />
Exp Neurol 210: 719-730].<br />
Inalterata funzionalità del recettore D2 presinaptico – Nel modello animale<br />
caratterizzato dall’espressione della proteina umana mutata DYT1 è stata<br />
studiata la funzionalità del recettore dopaminergico D2 (D2R), indagando la<br />
sua abilità nel controllo della trasmissione dopaminergica, del firing e della<br />
sintesi di dopamina (DA). I test comportamentali eseguiti per studiare la<br />
risposta motoria all’agonista D2R quinpirolo hanno dimostrato nei topi<br />
mutanti una riduzione dell’attività locomotoria comparabile a quella del<br />
gruppo di controllo (hWT). Similmente, gli studi di elettrofisiologia hanno<br />
mostrato un intatto funzionamento del D2R in entrambi i genotipi. Infine,<br />
esperimenti di biochimica, tesi ad indagare la funzionalità D2R nel controllo<br />
della sintesi di DA, hanno rivelato un aumento comparabile tra topi<br />
mutanti e controlli nella fosforilazione della Tirosina Idrossilasi (TH)<br />
indotta dall’antagonista aloperidolo. Tali risultati, in accordo con i dati di<br />
elettrofisiologia e comportamento, dimostrano chiaramente le inalterate<br />
proprietà autorecettoriali nei topi hMT.<br />
Deficitarie funzioni del recettore D2 postsinaptico nei topi hMT – Successivamente,<br />
è stata indagata la funzionalità del D2R postsinaptico striatale, riscontrando<br />
alterazioni nei topi hMT. Esperimenti di elettrofisiologia hanno rivelato<br />
in tali topi l’assenza di Depressione a Lungo Termine (LTD), anche in<br />
seguito a pretrattamento con l’agonista D2R quinpirolo. Studi di comportamento,<br />
volti ad indagare la risposta catalettica indotta dall’aloperidolo attraverso<br />
il blocco del D2R postsinaptico, hanno mostrato una risposta ridotta nei<br />
topi hMT, rispetto ai controlli hWT.<br />
Considerando il ruolo del D2R nel comportamento motorio, è stata inoltre<br />
analizzata la locomozione spontanea di questi topi che effettivamente si<br />
mostravano leggermente meno attivi rispetto ai controlli.<br />
Infine è stata indagata la funzionalità del recettore D1 (D1R), senza però<br />
rilevare alcuna significativa differenza tra i genotipi né nel comportamento<br />
motorio D1R-dipendente, né nei livelli di fosforilazione di GluR1 sulla Ser845<br />
nello striato.<br />
Ridotta efficacia del recettore D2 postsinaptico nel legame con le proteine Gi/Go<br />
nei topi hMT – Per chiarire le basi molecolari della ridotta attività postsinap-<br />
2009 119
Sezione II<br />
tica D2R osservata nei topi hMT, è stata studiata la capacità della DA di<br />
legarsi al recettore D2, promuovere il binding a GTP ed attivare la proteina<br />
Gi/Go. Questi studi hanno dimostrato che tale efficacia è significativamente<br />
ridotta nei topi mutanti.<br />
Per indagare se il ridotto binding di GTP derivi da minori livelli di espressione<br />
del recettore stesso, sono stati condotti esperimenti di biologia molecolare<br />
che hanno rivelato nello striato dei topi mutanti una riduzione di circa il<br />
30% dei livelli di D2R rispetto ai controlli. Inoltre, per verificare ulteriormente<br />
se la ridotta capacità di binding del D2R dipenda dalla minore disponibilità<br />
del recettore stesso sono stati analizzati i livelli striatali di espressione di<br />
alcune proteine coinvolte nella regolazione dell’attività D2R come GRK2,<br />
GRK3, GRK6, -Arrestin2 e RGS-9. I risultati hanno mostrato, unicamente per<br />
i livelli di RGS9, una significativa riduzione nei topi hMT rispetto ai controlli.<br />
Comparabili livelli striatali di mRNA D2R – Per verificare se i ridotti livelli del<br />
D2R, nello striato dei topi overesprimenti la TorsinA mutante, dipendano da<br />
alterazioni trascrizionali, sono stati condotti studi di ibridazione in situ che<br />
non hanno mostrato alcuna alterazione né nella regione del caudato putamen<br />
né nel nucleus accumbens.<br />
Normale risposta dei recettori A2A – Data la consistente co-espressione dei<br />
D2R con i recettori A2A (A2AR) sui neuroni medi spinosi (MSN) si è voluto<br />
verificare che la ridotta trasmissione striatale D2R nei topi mutanti fosse indipendente<br />
dalla funzionalità degli A2AR. Effettivamente, i topi mutanti<br />
mostravano una inalterata risposta comportamentale all’attivazione degli<br />
A2AR, prodotta tramite somministrazione di CGS21680, e al loro blocco, tramite<br />
somministrazione di KW6002.<br />
Successivamente sono state studiate le risposte elettrofisiologiche in vivo<br />
dei MSN all’antagonista A2AR SCH 58621, senza riscontrare alcuna differenza<br />
genotipo-dipendente.<br />
L’antagonismo A2A ristabilisce la plasticità sinaptica striatale nei topi hMT –<br />
Studi di elettrofisiologia hanno dimostrato che sebbene la somministrazione<br />
dell’antagonista A2AR SCH 58621 non alteri le proprietà sinaptiche basali nei<br />
genotipi è in grado di ripristinare completamente il deficit di LTD riscontrato<br />
negli hMT.<br />
Risultati – Nell’insieme, il lavoro scientifico svolto ha portato alla individuazione<br />
di un importante legame tra la mutazione della torsinA, caratterizzante<br />
la distonia DYT1, e le disfunzioni del recettore DA D2. Inoltre, i dati ottenuti<br />
suggeriscono che l’antagonismo A2AR è capace di compensare il deficit nella<br />
neurotrasmissione D2R-mediata osservato nei mutanti.<br />
REGOLAZIONE DELLO SPLICING ALTERNATIVO DEL GENE SMN2<br />
NELLA ATROFIA MUSCOLARE SPINALE (SMA) (Roberta Busà)<br />
Introduzione – L’ Atrofia Muscolare Spinale (Spinal Muscolar Atrophy, SMA)<br />
è una malattia neurodegenerativa e rappresenta la più diffusa causa genetica<br />
di mortalità infantile. Due geni altamente omologhi, SMN1 e SMN2 (di<br />
Sopravvivenza dei Moto-Neuroni), giocano un ruolo fondamentale nella<br />
120 2009
Borse di studio<br />
genesi della SMA. I pazienti affetti da questa patologia sono privi del gene<br />
SMN1 e dotati di almeno una copia di SMN2 [Monani (2005) Neuron 48: 885-<br />
896]. Tuttavia, SMN2 è in grado di supplire alla mancanza dell’omologo<br />
SMN1 solo parzialmente. Infatti, SMN2 presenta all’interno dell’esone 7 la<br />
sostituzione di una base (una C in posizione +6 di SMN1 sostituita da una T<br />
in SMN2) che influisce profondamente sullo splicing determinandone l’esclusione<br />
dal trascritto maturo. Questa singola sostituzione è alla base della differenza<br />
di espressione dei due geni SMN1 e SMN2 [Monani et al. (1999) Hum<br />
Mol Genet 8: 1177-1183]. Il trascritto principale che si origina da SMN1 in<br />
condizioni normali è il full length (FL-SMN) che comprende tutti i nove esoni,<br />
mentre il trascritto predominante di SMN2 è quello privo dell’esone 7, che<br />
codifica per una proteina tronca instabile nelle cellule [Lefebvre et al. (1997)<br />
Nat Genet 16: 265-269]. I pazienti affetti da SMA, di conseguenza, esprimono<br />
bassi livelli di proteina funzionale FL-SMN.<br />
Poiché l’esclusione dell’esone 7 di SMN2 è alla base della instabilità della<br />
proteina prodotta e quindi la causa principale della patologia, numerosi studi<br />
hanno focalizzato l’attenzione sulla regolazione di questo evento di splicing.<br />
Un possibile candidato è la proteina Sam68, una RNA-binding protein (RBP)<br />
coinvolta in diversi aspetti del metabolismo degli mRNA quali lo splicing, l’esporto<br />
e la traduzione di mRNA [Lukong, Richard (2003) Biochim Biophys<br />
Acta 1653: 73-86]. Nella sequenza dell’esone 7 di SMN2 è presente un perfetto<br />
sito di legame per Sam68, suggerendo che questa proteina possa svolgere un<br />
ruolo in questo evento di splicing. Il progetto di ricerca si propone di studiare<br />
il possibile ruolo di Sam68 nello splicing alternativo di SMN2.<br />
Risultati – Sam68 influenza lo splicing alternativo dell’esone 7 di SMN2 – Per<br />
studiare l’effetto di Sam68 sullo splicing alternativo dell’esone 7 di SMN2, cellule<br />
Hek293 sono state trasfettate con un costrutto codificante per Sam68 e<br />
con un minigene specifico per SMN2, consentendo di distinguere SMN2<br />
ricombinante dalle forme SMN1 e SMN2 endogene. L’RNA totale è stato<br />
estratto e mediante RT-PCR è stato valutato il rapporto di espressione del trascritto<br />
FL-SMN2 e del trascritto privo dell’esone 7. Questi esperimenti hanno<br />
dimostrato che Sam68 aumenta l’esclusione dell’esone 7 di SMN2. Abbassando<br />
i livelli intracellulari di Sam68 attraverso esperimenti di RNA interference,<br />
trasfettando cellule Hek293 con oligo double strand specifici per<br />
Sam68, è stato invece osservato un aumento dell’inclusione dell’esone 7, confermando<br />
il coinvolgimento di questa RBP nella regolazione dello splicing<br />
alternativo di SMN2.<br />
L’attività di legame all’RNA di Sam68 è necessaria per l’esclusione dell’esone 7 di<br />
SMN2 – Per studiare la funzione di Sam68 nel regolare lo splicing alternativo<br />
di SMN2 sono stati utilizzati dei mutanti di Sam68 in cui viene compromesso<br />
il legame all’RNA [Paronetto et al. (2007) J Cell Biol 176: 929-939]. Questi<br />
costrutti sono stati trasfettati in cellule Hek293 insieme al minigene di SMN2<br />
e mediante RT-PCR è stato valutato l’effetto dell’over-espressione delle forme<br />
mutanti di Sam68 sull’inclusione dell’esone 7. È stato osservato che nessuno<br />
dei mutanti è in grado di indurre l’esclusione dell’esone 7 di SMN2, indicando<br />
che l’attività di legame all’RNA di Sam68 è necessaria per questo evento di<br />
2009 121
Sezione II<br />
splicing. In seguito, per caratterizzare la regione di legame di Sam68 nel trascritto<br />
di SMN2 sono stati utilizzati oligonucleotidi specifici per l’esone 7 di<br />
SMN2 marcati con biotina, recanti o meno mutazioni nel sito di legame di<br />
Sam68. I probe marcati sono stati legati ad una resina streptoavidin-sepharose<br />
ed utilizzati per un saggio di pull-down da estratti nucleari di cellule<br />
Hek293. Le proteine legate sono state eluite ed analizzate tramite Western<br />
Blot per verificare la presenza di Sam68. È stato osservato che le mutazioni<br />
nella sequenza “ consensus ” per Sam68 compromettono il legame della RBP<br />
al trascritto di SMN2.<br />
Un altro approccio utilizzato per studiare la funzione di Sam68 nel regolare<br />
lo splicing di SMN2 è stato l’utilizzo di minigeni di SMN2 recanti mutazioni<br />
del sito di legame di Sam68 all’esone 7. Questi costrutti sono stati trasfettati<br />
in cellule Hek293 insieme a Sam68 e, mediante RT-PCR, è stato analizzato<br />
l’effetto sull’inclusione dell’esone 7 di SMN2. Questi esperimenti hanno<br />
mostrato che la mutazione del sito di legame di Sam68 su SMN2 compromette<br />
profondamente l’esclusione dell’esone 7, abolendo completamente l’effetto<br />
di Sam68 sullo splicing alternativo di SMN2.<br />
Mutazioni che interferiscono con l’attività di Sam68 ricostituiscono l’inclusione<br />
dell’esone 7 del pre-mRNA di SMN2 – La proteina Sam68 agisce come dimero<br />
in vivo [Lukong, Richard (2003) Biochim Biophys Acta 1653: 73-86] ed interagisce<br />
con hnRNPA1, un altro fattore di splicing che induce l’esclusione dell’esone<br />
7 di SMN2 [Kashima, Manley (2003) Nat Genet 34: 460-463], attraverso il<br />
suo dominio carbossi-terminale di 93 aa [Paronetto et al. (2007) J Cell Biol<br />
176: 929-939]. Per interferire con la funzione di Sam68, sono stati utilizzati<br />
dei dominanti negativi di questa RBP, uno in grado di dimerizzare con Sam68<br />
wild type ma non di legare l’RNA (Sam68 V229F) e un altro in grado di interagire<br />
con hnRNP A1 ma privo del dominio di omodimerizzazione e di legame<br />
all’RNA (Sam68 351-443). Cellule Hek293 sono state trasfettate con i mutanti<br />
di Sam68 insieme a Sam68 wild type o hnRNP A1. Attraverso RT-PCR è stato<br />
osservato che l’over-espressione delle forme mutanti impedisce l’esclusione<br />
dell’esone 7 indotta dalll’over-espressione di Sam68 o di hnRNP A1. I due<br />
dominanti negativi di Sam68 agiscono, quindi, da competitori dell’esclusione<br />
dell’esone 7 di SMN2 in vivo.<br />
Dominanti negativi di Sam68 inducono l’inclusione dell’esone 7 e determinano<br />
un incremento dei livelli della proteina SMN2 in cellule SMA – Per valutare l’effetto<br />
dei dominanti negativi di Sam68 sullo splicing alternativo di SMN2 in un<br />
contesto fisiologico, sono state utilizzate cellule derivanti da pazienti affetti da<br />
SMA. Le cellule sono state infettate con i mutanti di Sam68 (V229F e 351-<br />
443). Tramite RT-PCR, è stato osservato che l’espressione dei dominanti negativi<br />
di Sam68 favorisce la formazione del trascritto full length di SMN2 endogeno<br />
nelle cellule dei pazienti. Mediante Western Blot, è stato osservato un<br />
incremento di SMN anche a livello proteico. Esperimenti di immunofluorescenza<br />
hanno confermato l’aumento della proteina SMN e la sua localizzazione<br />
nel nucleo nelle tipiche “ gemme ”, generalmente assenti nei pazienti<br />
affetti da SMA. Questi esperimenti dimostrano che interferendo con l’attività<br />
di splicing di Sam68 in vivo, attraverso l’uso di dominanti negativi, si è in<br />
122 2009
grado di ricostituire l’attività della proteina SMN in cellule SMA.<br />
Borse di studio<br />
Conclusioni – Gli esperimenti condotti in questo anno dimostrano che<br />
Sam68 influenza in modo determinante lo splicing alternativo di SMN2 e che<br />
interferendo con la sua attività è possibile recuperare la formazione del trascritto<br />
full-length di SMN2 e della proteina SMN. Una comprensione maggiore<br />
del meccanismo con cui Sam68 promuove l’esclusione dell’esone 7 potrà<br />
quindi permettere di sviluppare reagenti per nuovi approcci terapeutici per la<br />
malattia neurodegenerativa SMA.<br />
EFFETTI DELLA MICROGRAVITÀ SIMULATA SULLA FUNZIONALITÀ<br />
DEI NEURONI CORTICALI IN COLTURA PRIMARIA (Silvia Caioli)<br />
Introduzione – Con l’avvento dell’“ Era Spaziale’’ l’esplorazione dello spazio è<br />
diventato uno dei principali obiettivi dell’uomo. L’esposizione all’ambiente<br />
spaziale però produce nell’uomo una serie di effetti fisiologici e neurologici, la<br />
maggior parte dei quali dovuta al campo gravitazionale ridotto. Sono molti gli<br />
studi incentrati sulla comprensione di come la riduzione della forza gravitazionale<br />
possa generare le alterazioni delle funzioni fisiologiche riscontrate<br />
negli astronauti, e molti di essi sono stati condotti su modelli animali inviati<br />
nello spazio [Yates et al. (2003) J Vestib Res 13: 395-404; Sajdel-Sulkowska<br />
(2008) Cerebellum 7: 223-239]. Tuttavia, nel 1992, l’“ American Aeronautic’s<br />
and Space Agency ” (NASA) ha progettato un sistema che permette di simulare<br />
la microgravità sulla Terra, il Rotating Wall Vessel (RWV), e questo ha<br />
aperto nuovi campi di studio che coinvolgono la biologia cellulare, l’ingegneria<br />
tissutale e la biologia spaziale.<br />
Obiettivi e metodi – Lo scopo di questo progetto di ricerca è stato quello di<br />
valutare quali fossero gli effetti della gravità ridotta, ottenuta per mezzo del<br />
RWV, sulla funzionalità di neuroni corticali in coltura primaria. Tali neuroni<br />
sono stati prelevati da embrioni murini al quindicesimo giorno di<br />
gestazione e le colture sono state preparate seguendo le procedure standardizzate<br />
[Dugan et al. (1995) J Neurosci 15: 4545-4555; Carunchio et al.<br />
(2007) Epilepsia 48: 654-662].<br />
I risultati ottenuti da Crestini e collaboratori, nel 2004, mostravano che<br />
l’esposizione per 24 ore alla microgravità simulata non generava alcun cambiamento<br />
sulle proprietà elettrofisiologiche di tali neuroni [Crestini et al.<br />
(2004) In Vitro Cell Dev Biol Anim 40: 159-165]. Di conseguenza, in questo<br />
studio, abbiamo valutato la presenza di eventuali effetti indotti dall’esposizione<br />
per 48 ore al campo gravitazionale ridotto sulla funzionalità di neuroni<br />
corticali, utilizzando come controlli sperimentali cellule poste dal<br />
primo momento nelle normali condizioni di 1g. A tal fine sono state eseguite<br />
registrazioni elettrofisiologiche su neuroni a diversi giorni in coltura<br />
(da 5 a 12 DIV, Days in Vitro) mediante la tecnica del patch-clamp, nella<br />
configurazione whole-cell, in modalità voltage-clamp e current-clamp.<br />
Sono state utilizzate opportune soluzioni intracellulari ed extracellulari<br />
per lo studio delle proprietà neuronali (proprietà passive, proprietà di scarica<br />
e correnti ioniche voltaggio-dipendenti), delle correnti GABAergiche<br />
2009 123
Sezione II<br />
inibitorie e glutammatergiche eccitatorie. Inoltre, al fine di valutare se i<br />
neuroni corticali esposti per 48 ore alla microgravità simulata fossero più<br />
sensibili o maggiormente protetti dal fenomeno dell’eccitotossicità da glutammato<br />
rispetto ai controlli, sono stati effettuati degli esperimenti di tossicità<br />
seguendo il protocollo sperimentale messo a punto da Volontè e collaboratori<br />
[Volontè et al. (1994) Cytometry 17: 274-276].<br />
Risultati – Mediante lo studio delle proprietà neuronali abbiamo osservato<br />
che le cellule esposte alla microgravità simulata non mostravano alcuna differenza<br />
nelle proprietà passive di membrana (resistenza, capacità, costante di<br />
tempo “ t ” e potenziale di riposo della membrana) in nessun giorno analizzato.<br />
Al contrario, invece, abbiamo osservato che l’esposizione al campo gravitazionale<br />
ridotto provocava nei neuroni corticali una riduzione delle correnti<br />
del sodio e del potassio voltaggio-dipendenti nei primi giorni di registrazione<br />
e, di conseguenza, delle variazioni nelle proprietà di scarica. Da 5 a 8 DIV<br />
infatti la densità di tali correnti risultava significativamente inferiore nei neuroni<br />
esposti al campo gravitazionale ridotto rispetto ai controlli, ma nelle registrazioni<br />
effettuate da 9 a 12 DIV tali differenze non erano più riscontrabili.<br />
Inoltre, i neuroni di controllo raggiungevano la loro massima frequenza di<br />
scarica a 7-8 DIV (3.75 + 3.1; n=35), valore che, in tali giorni, risultava essere<br />
significativamente inferiore nelle cellule esposte alla microgravità (1.96 + 2.7;<br />
n=29; p
Borse di studio<br />
mento di questo parametro nei neuroni di controllo, che andava da valori più<br />
bassi a 5-6 DIV (20.08 + 11.3 pA/pF), a valori intermedi a 7-8 (28.23 + 12.4<br />
pA/pF) e 9-10 DIV (31.73 + 16.4 pA/pF), fino a raggiungere valori massimi a<br />
11-12 DIV (34.96 + 15.7 pA/pF). Tale incremento è stato osservato anche nelle<br />
cellule esposte per 48 ore alla microgravità simulata, ma la densità di corrente<br />
stimata non era mai paragonabile a quella delle cellule di controllo (Microgravità<br />
5-6 DIV: 6.53 + 4.26 pA/pF, 7-8 DIV: 13.67 + 9.3 pA/pF, 9-10 DIV: 14.79 +<br />
10.5 pA/pF, 11-12 DIV: 18.28 + 11.5 pA/pF). In questo studio infatti abbiamo<br />
riscontrato differenze significative tra le due popolazioni neuronali, ad ogni<br />
giorno di registrazione (p
Sezione II<br />
processi metabolici e in particolare anabolici, quali aumento delle masse<br />
muscolari e della forza.<br />
L’eccesso di aminoacidi ramificati, però, può essere dannoso. Il 60% di<br />
BCAA viene metabolizzato a livello extraepatico e in particolare nel tessuto<br />
muscolare, a differenza degli altri aminoacidi che sono totalmente metabolizzati<br />
a livello epatico. Alcuni degli intermedi che si formano durante il loro<br />
catabolismo (ad esempio l’acido chetonico a catena ramificata, BKCA) ad alte<br />
concentrazioni possono affaticare il sistema renale e diventare dannosi. È<br />
stato infatti dimostrato che nei ratti la somministrazione in cronico di BCAA<br />
attraverso la dieta (con un rapporto leucina: isoleucina: valina di 2.1:1:1.2)<br />
diventa tossica se la concentrazione supera i 10g per Kg di peso corporeo<br />
[Okazaki et al. (1989) Clin Rep 23: 1863-1903]. I BCAA che non vengono utilizzati<br />
a livello muscolare vengono immessi nuovamente nel circolo ematico,<br />
grazie al quale possono raggiungere e superare la barriera ematoencefalica. È<br />
stato dimostrato che i livelli di BCAA e degli intermedi del loro catabolismo<br />
sono altamente regolati in diverse aree del cervello e un loro accumulo può<br />
portare a disfunzioni cerebrali e indurre la morte neuronale [Navarro et al.<br />
(2008) Metab Brain Dis 23: 445-455].<br />
L’obiettivo dello studio è stato quello di verificare se il trattamento prolungato<br />
di neuroni corticali con aminoacidi ramificati fosse in grado di modificarne<br />
le proprietà elettrofisiologiche.<br />
Materiali e metodi – I dati riportati sono stati ottenuti con esperimenti eseguiti<br />
su neuroni corticali di topo C57BL/6J in coltura primaria [Carunchio et<br />
al. (2007) Epilepsia 48: 654-662]. I neuroni corticali sono stati prelevati da<br />
embrioni di topo al 15° giorno di gestazione. La corteccia è stata rimossa da<br />
ciascun embrione e incubata con tripsina (0.025%) in PBS per 10 minuti a<br />
37°C con CO 2<br />
5%. Dopo la dissociazione meccanica i neuroni sono stati piastrati<br />
su vetrini precedentemente trattati con Poly-L-Lisina (10 microg/ml), e<br />
conservati in incubatore alla temperatura costante di 36°C e con una percentuale<br />
di CO 2<br />
del 5%.<br />
Per studiare le proprietà elettriche dei neuroni corticali sono state effettuate<br />
registrazioni elettrofisiologiche a temperatura ambiente a partire<br />
dall’8°giorno in coltura, utilizzando la tecnica del patch-clamp in configurazione<br />
whole-cell e in modalità current clamp. Sono state confrontate le proprietà<br />
elettrofisiologiche di neuroni in condizioni di controllo o esposti in cronico<br />
ad elevate concentrazioni di aminoacidi ramificati. Nel terreno di coltura<br />
cellulare sono stati aggiunti 200 mM di Leucina (Leu), 200 mM Isoleucina<br />
(Ile) e 200 mM Valina (Val) (in rapporto 1:1:1) [Hutson et al. (1998) J Neurochem<br />
71: 863-874], a partire dal primo giorno in coltura (1 DIV) fino al settimo<br />
(7 DIV). I dati sono stati analizzati utilizzando il software pClamp 9<br />
(Axon Instruments) e Origin 6.1 (OriginLab Corporation) mentre l’analisi statistica<br />
è stata effettuata con il software SPSS 11.0 (LEAD Technologies, USA).<br />
Risultati – Dall’analisi dei dati sperimentali si è potuto constatare che il<br />
potenziale di riposo non risulta modificato nei neuroni trattati per 6 giorni<br />
con i BCAA, così come non vengono alterate le proprietà passive di membrana<br />
(Resistenza, Capacità, Tau). Per valutare le proprietà attive di mem-<br />
126 2009
Borse di studio<br />
brana, le cellule corticali sono state stimolate con una corrente di +60 pA ed è<br />
stato analizzato il primo potenziale d’azione e la frequenza di insorgenza dei<br />
potenziali d’azione. Nei neuroni trattati con i BCAA per 6 giorni, il tempo di<br />
soglia (26.31 ± 17.91 ms) e il potenziale di soglia (-26.31 ± 4.15 mV, n=14) del<br />
primo potenziale d’azione differivano significativamente rispetto ai Controlli<br />
(43.67 + 22.43 ms, -29.24 + 4.38 mV, n= 39; Student t-test, P
Sezione II<br />
Questi dati suggeriscono che l’assunzione di integratori alimentari a base<br />
di BCAA può essere dannosa, essendo in grado di alterare le proprietà elettrofisiologiche<br />
dei neuroni corticali.<br />
ANALISI DELLA FOSFORILAZIONE DI CASPASI-8 NELLA TUMORIGENESI<br />
E NELLA METASTATIZZAZIONE (Caterina Cenci)<br />
Il progetto di lavoro svolto si è basato sull’analisi dei meccanismi che<br />
regolano il ruolo non apoptotico di Caspasi-8, una proteina principalmente<br />
nota per svolgere un ruolo essenziale nell’attivazione dei processi che inducono<br />
alla morte cellulare. Cellule in cui Caspasi-8 è assente o inattiva sono<br />
resistenti all’apoptosi indotta dai ligandi per i recettori di morte (Fas e<br />
TRAIL). Sorprendentemente però, diversi studi hanno rilevato un ruolo non<br />
apoptotico per questa proteina [per delle reviews Maelfait, Beyaert (2008) Biochem<br />
Pharmacol 76: 1365-1373; Frisch SM (2008) Cancer Res 68: 4491-4493]<br />
evidenziando una nuova funzione della Procaspasi-8 nel promuovere l’adesione<br />
e la motilità cellulare, processi che contribuiscono in modo significativo<br />
alla metastatizzazione dei tumori. Uno studio precedente ha indicato Caspasi-<br />
8 come un nuovo substrato delle chinasi appartenenti alla famiglia Src [Cursi<br />
et al. (2006) EMBO J 19: 931-941]. Src, che risulta aberrantemente attiva in<br />
diversi tipi di tumori, fosforila Caspasi-8 alla Tirosina 380 (Y380), un residuo<br />
aminoacidico situato nella regione di legame fra la subunità maggiore e<br />
quella minore di Procaspasi-8. La fosforilazione di Y380 ad opera di Src<br />
(Caspasi-8 P-Y380) interferisce col processamento della Procaspasi-8 e ne<br />
impedisce l’attività proapoptotica. Src non è invece in grado di bloccare l’induzione<br />
dei processi apoptotici in cellule in cui è espressa una variante di<br />
Caspasi-8 che non può essere fosforilata (Caspasi-8Y380F).<br />
Ruolo della fosforilazione di Caspasi-8 nei processi di ancoraggio e migrazione<br />
cellulare – Diversi studi hanno evidenziato un ruolo della Procaspasi-8 nei processi<br />
di migrazione cellulare. Sulla base di queste osservazioni è stato scelto di<br />
analizzare il possibile ruolo della forma fosforilata di Caspasi-8 nella promozione<br />
della crescita tumorale e della metastatizzazione. Per questo progetto<br />
sono stati prodotti cloni di cellule in cui l’espressione della forma wild-type o<br />
di quella non fosforilabile di Caspasi-8 è regolata tramite induzione con doxiciclina.<br />
È stato scelto di utilizzare la linea DLD1R, cellule derivate da un<br />
tumore del colon. Queste sono caratterizzate da livelli estremamente bassi di<br />
Caspasi-8 e dalla presenza di Src attivo, da cui ne segue una resistenza all’apoptosi<br />
indotta da Fas e TRAIL. I vettori inducibili pSMVcaspasi-8WT e<br />
pSMVcaspasi-8Y380F sono stati clonati in laboratorio e trasfettati nelle cellule<br />
che quindi sono state selezionate stabilmente e caratterizzate per la capacità<br />
di esprimere Caspasi-8 in seguito a trattamento con doxiciclina. Esperimenti<br />
di immunoprecipitazione anti-Caspasi-8 e conseguente immuno-detezione<br />
con anticorpo anti fosfo-tirosina hanno permesso di confermare che Src<br />
endogeno fosforila la forma wild type ma non quella mutata in Y380 della proteina.<br />
Inoltre è stata calcolata l’efficienza di induzione della morte cellulare in<br />
seguito a trattamento di queste cellule con TRAIL. Ciò è stato effettuato tramite<br />
analisi al FACS dell’incorporazione cellulare di Propidio Ioduro ed ha<br />
128 2009
Borse di studio<br />
permesso di osservare che l’espressione inducibile di Caspasi-8 risensibilizza<br />
le cellule all’apoptosi, in particolare la forma non fosforilabile. Infatti, se in<br />
seguito a sei ore di trattamento con TRAIL si osserva un aumento del 23%<br />
dell’apoptosi per cellule DLD1RSMVcaspasi-8WT, cellule DLD1RSMVcaspasi-<br />
8Y380F subiscono un ulteriore aumento (42%). La maggiore efficienza di<br />
Caspasi-8Y380F nell’indurre l’apoptosi è a conferma del ruolo antiapoptotico<br />
della fosforilazione della Caspasi ad opera di Src.<br />
Al fine di studiare il possibile ruolo di Caspasi-8 P-Y380 nel promuovere<br />
la crescita tumorale, cellule DLD1RSMV, DLD1RSMVcaspasi-8WT e<br />
DLD1RSMVcaspasi-8Y380F sono state analizzate per la loro capacità di formare<br />
colonie quando coltivate in soft agar, in una condizione di crescita cioè<br />
che è indipendente dall’ancoraggio con un substrato. Da questi esperimenti è<br />
emerso che cellule esprimenti la forma wild type della proteina sono più efficienti<br />
nel formare colonie rispetto a quelle che non la esprimono o che esprimono<br />
la forma non fosforilabile. In particolare, cellule DLD1R hanno una<br />
scarsa efficienza nella crescita (in media 3 colonie dopo 21 giorni) al contrario<br />
delle cellule ricostituite per Caspasi-8 wild type che crescono con un’efficienza<br />
dieci volte maggiore (in media 32,6 colonie). Sebbene l’espressione di<br />
Caspasi-8Y380F comporti un aumento nella capacità di crescere in soft agar<br />
rispetto a cellule che non esprimono la proteina, l’efficienza è comunque<br />
minore quando confrontata con cellule DLD1RSMVcaspasi-8WT (in media 17<br />
colonie) (per questo esperimento N = 3). Gli stessi esperimenti di crescita in<br />
soft agar sono poi stati effettuati in cellule della linea HepG2 che esprimono<br />
normalmente Caspasi-8. La crescita di queste cellule è stata confrontata con<br />
quella delle stesse cellule in cui Caspasi-8 è stata silenziata stabilmente<br />
(HepG2shcaspasi-8) tramite infezione con il vettore retrovirale pRetroSuperer-shcaspasi-8<br />
clonato in laboratorio. Questi studi hanno confermato quanto<br />
osservato con le cellule DLD1R. Cellule silenziate per Caspasi-8, infatti,<br />
esibiscono una minore efficienza nel formare colonie rispetto a cellule<br />
che esprimono livelli normali della proteina (Numero colonie HepG2=45,<br />
HepG2scramble=33, HepG2shcaspasi-8=22; N=3). Questi esperimenti suggeriscono<br />
che, paradossalmente, Caspasi-8 è necessaria per garantire un maggiore<br />
tasso di crescita cellulare e indicano che la fosforilazione in Y380 promuove<br />
la tumorigenesi.<br />
Al fine di analizzare l’intervento di Caspasi-8 nei processi di migrazione<br />
cellulare, cellule HepG2scramble e HepG2shcaspasi-8 sono state analizzate<br />
per la loro capacità di attraversare una membrana porosa per spostarsi in un<br />
compartimento in cui è presente un chemoattrattante, nel caso specifico rappresentato<br />
da siero fetale bovino (Transwell assay). Da questi primi studi<br />
emerge che cellule che esprimono Caspasi-8 migrano con maggiore efficienza<br />
(59%) rispetto alle cellule silenziate. Ulteriori studi sono in corso per definire<br />
la risposta di queste cellule in seguito a trattamento con fattori di crescita noti<br />
per indurre migrazione cellulare e, in particolare, per definire il ruolo della<br />
fosforilazione in Y380 in questi processi.<br />
Meccanismi molecolari che modulano la fosforilazione di caspasi 8 – La defosforilazione<br />
della Y380 è un prerequisito essenziale affinchè Caspasi-8 possa<br />
svolgere il proprio ruolo di effettore apoptotico in risposta a determinati sti-<br />
2009 129
Sezione II<br />
moli. Per questo motivo è essenziale individuare quali Tirosin fosfatasi (PTP<br />
Protein Tyrosin Phosphatase) possano riconoscere e defosforilare Y380 e contrastare<br />
così gli effetti indotti da Src. A tale scopo sono stati condotti studi di<br />
co-immunoprecipitazione di Caspasi-8 con diversi domini di PTP non cataliticamente<br />
attivi (mutanti Trapping). Questi esperimenti preliminari hanno evidenziato<br />
una possibile interazione funzionale fra la Caspasi-8 fosforilata in<br />
Y380 ed un ampio numero di tirosin-fosfatasi, tra cui SHP1, SHP2, PTP-1B e<br />
TC-PTP. Per quanto riguarda SHP1, questa induce la defosforilazione di molti<br />
substrati di Src, è principalmente espressa in cellule della linea ematopoietica<br />
e la sua alterazione conduce allo sviluppo di neoplasie linfoidi e mieloidi. È<br />
importante sottolineare che un ruolo diretto nella defosforilazione di Caspasi-<br />
8 da parte di SHP1 era stato precedentemente evidenziato in neutrofili apoptotici<br />
[Hui Jia et al. (2008) JBC]. Per quanto riguarda le altre PTP isolate da<br />
questo studio un loro ruolo nella defosforilazione di Caspasi-8 non era stato<br />
finora caratterizzato. SHP2 e PTP1B sono fosfatasi ubiquitarie a differenza di<br />
TC-PTP che è invece principalmente espressa in linfociti T.<br />
Saggi di overespressione in cellule HEK293T e immunoprecipitazione di<br />
Caspasi-8 con conseguente analisi con l’anticorpo anti P-Y380 hanno rilevato<br />
che tutte queste fosfatasi sono in grado di defosforilare la Caspasi, sebbene<br />
con diversa efficienza. Questa osservazione è inoltre stata confermata tramite<br />
saggi di defosforilazione in vitro. In questi esperimenti i domini catalitici delle<br />
diverse PTP sono stati purificati e la loro attività catalitica misurata osservando<br />
la capacità di defosforilazione di un substrato sintetico (pNPP). L’estratto<br />
proteico di cellule HEK293T over-esprimenti Caspasi-8 e Src è stato<br />
quindi posto in incubazione a diversi tempi con le diverse PTP. A pari di attività<br />
enzimatica è stato osservato che SHP1 e SHP2 defosforilano Y380 con<br />
maggiore efficienza rispetto a PTP1B e TC-PTP.<br />
Infine, studi preliminari hanno indicato che l’espressione di SHP1,<br />
PTP1B e TC-PTP è in grado di risensibilizzare cellule DLD1R all’apoptosi<br />
indotta da TRAIL. Ulteriori studi sono in corso per confermare questi dati e<br />
definire un legame funzionale diretto fra defosforilazione di Y380 ad opera di<br />
queste PTP e apoptosi.<br />
IDENTIFICAZIONE DI MARCATORI DI TIPO IMMUNOLOGICO<br />
A SCOPO DIAGNOSTICO E PROGNOSTICO<br />
NELLE DEMENZE DEGENERATIVE (Antonio Ciaramella)<br />
Introduzione – È stato descritto che il cervello delle persone colpite dalla<br />
malattia di Alzheimer (AD) mostra un’intensa attivazione dei processi infiammatori<br />
e della risposta immune innata [Akiyama et al. (2000) Neurobiol Aging<br />
21: 383-421; Wyss-Coray (2006) Nat Med 12: 1005-1015]. Infatti, a livello delle<br />
placche amiloidi, sono state identificate numerose cellule attivate della microglia<br />
ed è stata descritta un’alterata espressione di citochine, chemochine e<br />
proteine del complemento [McGeer et al. (1988) Neurology 38: 1285-1291].<br />
Per questo motivo, di recente è emersa l’ipotesi che le citochine pro-infiammatorie<br />
possano giocare un ruolo nella patogenesi dell’AD. In particolare,<br />
studi condotti nel nostro laboratorio hanno evidenziato come l’interleuchina-<br />
130 2009
Borse di studio<br />
18 (IL-18) sia coinvolta nell’AD. Da una parte, specifiche varianti polimorfiche<br />
del promotore di IL-18 sono state associate sia al rischio che al decorso della<br />
malattia [Bossù et al. (2007) J Neurol Neurosurg Psychiatry 78: 807-811]. Dall’altra,<br />
una maggiore produzione di IL-18, correlata al deficit cognitivo, è stata<br />
riscontrata nei linfo-monociti derivati dal sangue periferico di pazienti con<br />
AD rispetto a soggetti di controllo [Bossù et al. (2008) Brain Behav Immun 22:<br />
487-492].<br />
Allo scopo di verificare a quale stadio dello sviluppo della demenza di<br />
Alzheimer sia coinvolta l’IL-18, nel presente studio è stata effettuata l’analisi<br />
di questa citochina e del suo inibitore naturale (IL-18BP) nei soggetti nei<br />
quali l’AD è solamente in fase preclinica. Infatti, la possibilità di analizzare i<br />
soggetti con deficit cognitivo lieve (in inglese Mild Cognitive Impairment,<br />
MCI), ulteriormente classificati in base al tipo di deficit (amnesici e non<br />
amnesici; a singolo e multiplo dominio), rappresenta il modello ideale per<br />
identificare il gruppo di soggetti con più elevato rischio di ammalarsi di AD.<br />
In questo modo, si potrebbero individuare precocemente delle alterazioni biologiche<br />
che sono alla base dello sviluppo della malattia, gettando le basi per<br />
nuovi approcci terapeutici.<br />
Metodi – In questo studio sono stati arruolati 103 soggetti MCI così suddivisi:<br />
49 soggetti MCI amnesici puri (MCIa) e 54 soggetti MCI amnesici multidominio<br />
(MCIm). Sono stati inoltre arruolati 32 soggetti sani di controllo (CTR),<br />
paragonabili per sesso ed età al gruppo degli MCI. Da un sottogruppo di 7<br />
MCIa, 12 MCIm e 16 CTR sono state isolate le cellule mononucleate del sangue<br />
periferico (PBMC), poste in coltura e stimolate con LPS (200 ng/ml).<br />
Dopo 18 ore di coltura, i sovranatanti dei PBMC sono stati analizzati per valutare<br />
la produzione di IL-18 e delle molecole pro-infiammatorie TNF-a e IL-1b,<br />
tramite saggi ELISA. Parallelamente ai sovranatanti di coltura, i livelli di IL-<br />
18 e del suo inibitore naturale (IL-18BP) sono stati analizzati anche nel siero.<br />
Infine sono state correlate le quantità di molecole circolanti con i valori di<br />
deficit cognitivo dei soggetti in esame.<br />
Risultati – In maniera analoga a quanto evidenziato precedentemente nei<br />
pazienti AD, i PBMC dei donatori MCI, in particolare gli MCI amnesici puri,<br />
rilasciano maggiori quantità di IL-18 rispetto ai controlli sani (82±24 pg/ml<br />
negli MCIa rispetto a 31.4±8.6 nei CTR, p= 0.02). Risultati analoghi sono stati<br />
ottenuti anche in termini di produzione di TNF-a (439±99 pg/ml negli MCIa<br />
rispetto a 131±41 nei CTR, p=0.002) e IL-1b (10.1±2.0 ng/ml negli MCIa rispetto<br />
a 2.8±0.5 nei CTR, p=0.0001). Nel siero degli MCI, così come precedentemente<br />
osservato per i pazienti AD, i parametri infiammatori rimangono stabili.<br />
Questa ultima caratteristica evidenzia che, seppure esiste una maggiore<br />
propensione delle cellule circolanti a produrre IL-18, tuttavia non si manifesta<br />
come un’infiammazione sistemica. Al contrario, potrebbe rispecchiare un’infiammazione<br />
cronica, ma di bassa intensità, come quella descritta nel cervello<br />
degli individui affetti da processi neurodegenerativi. Per finire, sebbene i<br />
livelli di IL-18 nel siero non risultano diversi negli MCI rispetto ai CTR, esiste<br />
una correlazione significativa tra la concentrazione di IL-18BP nel siero degli<br />
MCI e il grado del loro deficit cognitivo (r = -0.274, p = 0.0045)<br />
2009 131
Sezione II<br />
Conclusioni – Da questi dati emerge che l’alterazione riscontrata nelle cellule<br />
di pazienti AD relativa alla capacità di produrre aumentate quantità di IL-18 è<br />
presente dalle fasi precliniche della malattia. Inoltre, la correlazione tra valori<br />
di deficit cognitivo e la concentrazione di IL-18BP nel siero, riscontrata negli<br />
MCI, sembra confermare l’ipotesi che le alterazioni osservate a carico del<br />
sistema IL-18 possano avere un coinvolgimento nella patogenesi del danno<br />
neurologico nell’AD, già dalle fasi più precoci di malattia.<br />
Questi risultati candidano l’IL-18 come potenziale bersaglio terapeutico<br />
nella lotta contro la malattia di Alzheimer.<br />
REGOLAZIONE DELLA NEUROGENESI<br />
DA PARTE DEL GENE PC3/TIS21 (Irene Cinà)<br />
Introduzione e obiettivi – La neurogenesi, ovvero la produzione di nuovi<br />
neuroni, è un processo continuo che persiste nel cervello adulto di numerose<br />
specie, compreso l’uomo. Questo meccanismo è stato intensamente studiato<br />
in due regioni cerebrali: la zona ventricolare che delimita la parete laterale del<br />
ventricolo laterale (SVZ), e la zona subgranulare del giro dentato ippocampale<br />
(SGZ) (Gage FH, 2002).<br />
Gli obiettivi del programma di ricerca sono stati, quindi, quelli di caratterizzare<br />
i meccanismi molecolari alla base della neurogenesi ippocampale. In<br />
questa zona le nuove cellule destinate a diventare neuroni vengono generate<br />
lungo la parte interna della SGZ. Queste cellule migrano a breve distanza nello<br />
stato granulare del giro dentato, inviando i propri dendriti nello strato molecolare<br />
dell’ippocampo ed i propri assoni verso la regione CA3 ippocampale<br />
[Hastings, Gould (1999) J Comp Neurol 413(1): 146-154; Markakis, Gage (1999)<br />
J Comp Neurol 406(4): 449-460]. Sulla base delle caratteristiche morfologiche,<br />
della presenza di marker proteici peculiari e dell’attività proliferativa delle cellule<br />
è stato proposto un modello che descrive sei differenti stadi di sviluppo<br />
nell’ippocampo adulto [Kempermann (2004) Trends Neurosci 27(8): 447-452].<br />
Secondo questo modello la divisione di una cellula staminale (cell di tipo 1) dà<br />
origine a tre stadi consecutivi di progenitori proliferanti (tipo 2ab e tipo 3) che<br />
differiscono tra loro per capacità proliferative e per un progressivo aumento<br />
dello stato differenziativo. Successivamente i neuroblasti escono dal ciclo cellulare<br />
ed entrano in uno stato transiente postmitotico durante il quale si stabiliscono<br />
connessioni neurali. Infine si giunge alla formazione del neurone<br />
maturo integrato correttamente nel microambiente ippocampale.<br />
Numerosi studi hanno iniziato a far luce sui segnali molecolari specifici<br />
che controllano la neurogenesi del giro dentato, ed in questo complesso contesto<br />
molecolare si inserisce la recente scoperta del ruolo del gene PC3 nel<br />
processo di maturazione dei precursori granulari del giro dentato adulto. Il<br />
gene PC3 fisiologicamente viene espresso nei precursori neuronali prima dell’ultima<br />
divisione asimmetrica [Iacopetti et al. (1994) Mech Dev 47(2): 127-<br />
137; Iacopetti et al. (1999) PNAS USA 96(8): 4639-4644], e durante la neurogenesi,<br />
in alcune aree del CNS, è in grado di indurre il loro differenziamento terminale<br />
[Corrente et al. (2002) Neuroreport 13(4): 417-422; Canzoniere et al.<br />
(2004) J Neurosci 24(13): 3355-3369]. Per tentare di capire quali geni vengano<br />
132 2009
Borse di studio<br />
regolati da PC3 e quali siano le implicazioni funzionali dell’espressione di tale<br />
gene nell’ippocampo adulto abbiamo deciso di utilizzare un modello murino<br />
in cui PC3 viene sovraespresso in modo condizionale ed in particolare soltanto<br />
nelle cellule che esprimono la nestina, una proteina peculiare delle cellule<br />
staminali cerebrali presenti nella SGZ ed in pochissime altre zone del cervello<br />
adulto.<br />
Risultati e discussione – La nostra analisi del giro dentato, tramite saggi di<br />
immunoistochimica, mostra che l’attivazione del transgene PC3 sotto la guida<br />
del promotore nestina porta ad un forte aumento dei granuli neuronali ippocampali<br />
(stadio 6, cellule positive per NeuN e Brdu), accompagnato da una<br />
diminuzione parallela delle cellule staminali (tipo 1) e dei progenitori cellulari<br />
(tipo 2ab-3) della stessa età. Questo chiaramente indica una transizione accelerata<br />
dei nuovi progenitori verso il differenziamento terminale. Tale differenziamento<br />
anticipato dei progenitori cellulari dipendente da PC3 è in linea con<br />
le proprietà differenziative di PC3 sui precursori cerebellari [Canzoniere et al.<br />
(2004) J Neurosci 24(13): 3355-3369]. Questo differenziamento potrebbe derivare<br />
in prevalenza dalla divisione neurogenica di tipo asimmetrico, alla quale<br />
l’espressione di PC3 è associata [Kosodo et al. (2004) EMBO J 23(11): 2314-<br />
2324; Gotz, Huttner (2005) Nat Rev Mol Cell Biol 6(10): 777-788]. Quest’ultima<br />
ipotesi è in accordo con l’osservazione che l’azione neurogenica esercitata da<br />
PC3 non è accompagnata da una riduzione della frequenza di proliferazione<br />
dei progenitori cellulari del giro dentato dei topi con il transgene attivato,<br />
come suggerito dai saggi di immunoistochimica e dalla conta delle cellule<br />
esprimenti BrdU e Ki67.<br />
È stato dimostrato, da uno studio recentissimo, che i nuovi neuroni generati<br />
nel giro dentato sono progressivamente integrati nei circuiti relativi alla<br />
memoria spaziale dopo 4-6 settimane di età. Tali evidenze sono state ottenute<br />
con la misurazione dell’espressione di c-fos [Kee et al. (2007) Nat Protoc<br />
2(12): 3033-3044]. I cambiamenti nell’espressione di questo gene precoce<br />
sono correlati con l’attivazione neuronale, e di conseguenza può essere utilizzato<br />
come marcatore dell’attivazione neuronale nel cervello [Guzowski et al.<br />
(2005) Curr Opin Neurobiol 15(5): 599-606] Noi volevamo capire se il differenziamento<br />
anticipato dei nuovi granuli del giro dentato avesse un effetto sul<br />
tempo in cui, questi granuli, diventano attivi all’interno dei circuiti coinvolti<br />
nella memoria, e sull’estensione della loro attivazione. Abbiamo contato il<br />
numero di nuovi neuroni che si sono formati a 2, 4 e 6 settimane che, oltre ad<br />
essere positivi per NeuN, lo erano anche per c-fos, indicando in questo modo<br />
una categoria di neuroni attivati durante i test comportamentali. Quello che<br />
abbiamo riscontrato è l’assenza dell’attivazione di c-fos nei nuovi neuroni di<br />
4-6 settimane di età che esprimono sin dalla nascita in maniera continua PC3,<br />
suggerendo che questi neuroni non raggiungono uno stato funzionale nei circuiti<br />
ippocampali.<br />
A questo punto ci siamo chiesti se questo differenziamento prematuro e<br />
le alterazioni funzionali da noi osservate potessero trovare una correlazione<br />
strutturale nelle alterazioni morfologiche, che sono molto evidenti nei nuovi<br />
neuroni di 4 settimane, identificati mediante infezione con il retrovirus espri-<br />
2009 133
Sezione II<br />
mente GFP. Infatti, in questi neuroni è stata evidenziata una forte riduzione<br />
delle arborizzazioni dendritiche, in termini di lunghezza dendritica, e una<br />
riduzione della densità delle spine. La riduzione della struttura dendritica che<br />
noi abbiamo osservato ha sicuramente effetti sulla formazione delle spine –<br />
essendo spazialmente limitata dai dendriti – ed in ultima analisi anche sugli<br />
input sinaptici afferenti, dato che ciascuna spina riceve un solo bottone sinaptico<br />
[Harris, Kater (1994) Annu Rev Neurosci 17: 341-371]. Quindi, di conseguenza,<br />
i neuroni potrebbero avere una riduzione degli input afferenti.<br />
Quindi, possiamo concludere che l’anticipazione del differenziamento dei<br />
nuovi neuroni generati nel giro dentato adulto indotto nel modello transgenico<br />
per PC3 rivela un ruolo critico del tempo di sviluppo per la formazione di<br />
neuroni pienamente in grado di integrare nuove informazioni di memoria<br />
spaziale.<br />
RISPOSTE NEURONALI A CONCENTRAZIONI TOSSICHE<br />
DI AMINOACIDI ECCITATORI (Maria Letizia Cucchiaroni)<br />
Introduzione – L’“ ALS-PDC complex ” è una sindrome complessa caratterizzata<br />
da sintomatologie cliniche tipiche della sclerosi laterale amiotrofica<br />
(SLA), della malattia di Parkinson e dell’Alzheimer che si sviluppa prevalentemente<br />
tra la popolazione dell’isola di Guam [Garruto, Yase (1986) Trends Neurosci<br />
9: 368-374; Spencer et al. (1987) Science 237: 517-522; Reed, Brody<br />
(1975) Am J Epidemiol 101: 287-301]. Sembra che alla base di questa malattia<br />
ci sia un’esposizione prolungata all’aminoacido non proteico b-N-methylamino-L-alanine<br />
(BMAA) [Spencer et al. (1987) Science 237: 517-522]. La<br />
recente scoperta che la BMAA può essere prodotta da cianobatteri presenti in<br />
tutto il mondo [Cox et al. (2003) Proc Natl Acad Sci USA 100: 13380-13383;<br />
Ince, Codd (2005) Neuropathol Appl Neurobiol 31: 345-353] ha aumentato l’interesse<br />
per il coinvolgimento di questa tossina in altre malattie neurodegenerative.<br />
Inoltre la BMAA si può accumulare in batteri, piante, animali e tessuti<br />
umani sia come aminoacido libero che legato alle proteine [Murch et al.<br />
(2004) Proc Natl Acad Sci USA 101: 12228-12231]. Questo crea una riserva di<br />
neurotossina all’interno del corpo umano, che viene rilasciata lentamente nel<br />
cervello ed altri tessuti durante il catabolismo proteico per anni o decadi dopo<br />
il suo consumo. Studi in vivo [Spencer et al. (1987) Science 237: 517-522;<br />
Smith, Meldrum (1990) Eur J Pharm 187: 131-134; Rakonczay et al. (1991) J<br />
Neurosci Res 29: 121-126; Chang et al. (1993) Chin J Physiol 36: 79-84; Santucci<br />
et al. (2009) J Neurochem 109: 819-825] e in vitro hanno dimostrato che<br />
la BMAA agisce come agonista glutammatergico sui motoneuroni spinali<br />
[Rao et al. (2006) Exp Neurol 201: 244-252], corticali [Lobner et al. (2007)<br />
Neurobiol Dis 25: 360-366] e cerebellari [Staton, Bristow (1997) J Neurochem<br />
69: 1508-1518]. Tuttavia, non è ancora presente uno studio dettagliato della<br />
sua azione sulle cellule dopaminergiche della substantia nigra pars compacta<br />
(SNpc). Quindi, lo scopo del presente progetto era quello di identificare i cambiamenti<br />
elettrofisiologici, le variazioni intracellulari di calcio e gli effetti tossici<br />
indotti dalla BMAA sui neuroni SNpc. È stato dimostrato che la BMAA<br />
attiva preferenzialmente i recettori metabotropici del glutammato (mGluR1)<br />
134 2009
Borse di studio<br />
sui neuroni dopaminergici della SNpc e in minore misura i recettori AMPA.<br />
Inoltre, la sua prolungata applicazione induce un massivo rilascio di cyt-c dai<br />
mitocondri che viene mitigato dall’applicazione degli antagonisti dei recettori<br />
mGluR1 e AMPA.<br />
Materiali e metodi – Preparazione del tessuto – Ratti Wistar (P18-P22) (Laboratori<br />
Charles River, Milano, Italia) sono stati anestetizzati profondamente<br />
con l’alotano e decapitati. Il cervello è stato poi rapidamente rimosso dalla<br />
scatola cranica e con il vibratomo sono state tagliate fettine orizzontali dello<br />
spessore di 250 mm contenenti la SNpc. Queste sono state mantenute in una<br />
soluzione (ACSF) contenente (mM): NaCl 126, KCl 2.5, MgCl 2<br />
1.2, NaH 2<br />
PO 4<br />
1.2, CaCl 2<br />
2.4, glucosio 10, e NaHCO 3<br />
24; 290 mOsm -1 saturato con 95% O 2<br />
-5%<br />
CO 2<br />
(pH 7.4). Dopo 30 minuti di stabilizzazione, una singola fettina è stata<br />
trasferita in una cameretta di registrazione (volume 0.6 ml) e continuamente<br />
sommersa da ACSF a 34-35 °C.<br />
Registrazioni di patch-clamp – Registrazioni di whole cell patch clamp, combinate<br />
a microfluorimetria, sono state effettuate sui neuroni della SNpc, localizzati<br />
in una regione ad elevata densità neuronale adiacente al nucleo mediale<br />
terminale del tratto ottico accessorio. La pipetta di registrazione (2-5 MW),<br />
forgiata con il puller PP 83 Narishige (Tokyo, Giappone), è stata riempita con<br />
una soluzione contenente (in mM): K-gluconato (115), CaCl 2<br />
(4), MgCl 2<br />
(2),<br />
KCl (10), EGTA (10), Hepes (10), Mg 2<br />
-ATP (2), Na 3<br />
-GTP (0.3); pH 7.3; osmolarità<br />
280 mOsm. Per esperimenti di microfluorimetria, è stata utilizzata la<br />
seguente soluzione (mM): K-gluconato (135), CaCl 2<br />
(0.1), MgCl 2<br />
(2), KCl (10),<br />
EGTA (0.75) e 0.25 fura-2 pentapotassium salt (Invitrogen, USA); pH 7.3;<br />
osmolarità 280 mOsm.<br />
Gli esperimenti in whole-cell voltage-clamp o current-clamp sono stati<br />
condotti usando l’amplificatore Axopatch 200 B (Molecular Devices, CA,<br />
USA), filtrati ad 1 kHz e digitalizzato a 10 kHz. In voltage-clamp il potenziale<br />
di holding (V hold<br />
) era -60 mV. Non è stata aggiunta nessuna corrente di holding<br />
durante registrazioni in current-clamp. BMAA (3 mM), disciolta in ACSF, è<br />
stata spruzzata nelle immediate vicinanze della cellula per applicazione di<br />
pressione positiva (10 psi, 0.5-1.0 s), attraverso un elettrodo di registrazione<br />
connesso al Pneumatic Pico-pump PV 800 (WPI, Berlino, Germania). Le<br />
applicazioni sono state ripetute costantemente ogni 2 minuti. I dati sono stati<br />
acquisiti usando i software Clampex e AxoScope (v.9, Molecular Devices).<br />
Microfluorimetria – I neuroni sono stati riempiti usando una soluzione in<br />
pipetta di registrazione contenente Fura-2 (sale pentapotassio), composto sensibile<br />
al Ca 2+ (Invitrogen, USA). Un monocromatore (Till Photonics) ha fornito<br />
una luce UV di eccitazione (340 and 380 nm). Le variazioni di fluorescenza<br />
sono state espresse come “ Ratio ” (R) e calcolate con la seguente formula R =<br />
(F 340soma<br />
- F 340bg<br />
)/(F 380soma<br />
- F 380bg<br />
), dove F 340<br />
e F 380<br />
erano le fluorescenze emesse ad<br />
una lunghezza d’onda di eccitazione di 340 e 380 nm, rispettivamente, per il<br />
corpo cellulare (soma) e lo sfondo (bg), misurate da una regione >100 mm<br />
lontana dal corpo cellulare [Guatteo et al. (1998) J Neurophysiol 80: 2237-<br />
2243]. I valori raziometrici sono stati convertiti in concentrazione usando il<br />
metodo di Grynkiewicz et al. [(1985) J Biol Chem 260: 3440-3450].<br />
2009 135
Sezione II<br />
Microscopia confocale – La preparazione del tessuto era identico a quello precedentemente<br />
descritto per gli esperimenti di elettrofisiologia. Dopo il taglio, le<br />
fettine sono state divise in 6 camerette contenenti ACSF standard saturato con<br />
O 2<br />
/CO 2<br />
. Nella prima cameretta (CTRL) non è stato aggiunto nessun composto;<br />
nella seconda (BMAA) è stato aggiunta BMAA (3 mM) e nelle altre BMAA più<br />
CPCCOEt (100 mM), o CNQX (10 mM), o JNJ (1 mM), o una miscela di JNJ più<br />
CNQX. Dopo 1h di trattamento, le fettine dalle 6 camerette sono state lasciate<br />
recuperare per 5h in 6 distinte camerette riempite solo con ACSF. Dopo le fettine<br />
sono state fissate tutta la notte in paraformaldeide 4% e, dopo 3 lavaggi in<br />
PB, trasferite in 30% sucrosio/PB a 4°C per 48h. Subito dopo, sono state<br />
tagliate in sotto-fettine dello spessore di 35 mm usando un microtomo e direttamente<br />
montate su vetrini. Le sezioni sono state incubate tutta la notte in una<br />
miscela contenente i seguenti anticorpi primari: anti-tirosina idrossilasi di<br />
capra (TH; 1:500; <strong>Santa</strong> Cruz Biotechnology, <strong>Santa</strong> Cruz, CA, USA) e anti-citocromo-c<br />
di topo (Cyt-c; 1:100; Promega, Madison, WI, USA).<br />
Dopo questa incubazione, le sezioni sono state incubate per 2h a temperatura<br />
ambiente in una miscela di anticorpi secondari inclusi anti-capra IgG<br />
di asino Cy3-coniugati, e anti-topo IgG di asino Cy2- coniugati (1:100; Jackson<br />
Immunoresearch Laboratories, West Grove, PA, USA). Le sezioni sono state<br />
poi asciugate all’aria e ricoperte con il Gel/Mount (Biomeda, Foster City, CA,<br />
USA). Le immagini sono state acquisite attraverso un microscopio confocale<br />
(Leica SP5, Leica Microsystems, Wetzlar, Germany) equipaggiato con 4 linee<br />
di luce: a 405 nm, 488 nm, 543 e 633 nm. Le misurazioni quantitative e qualitative<br />
sono state limitate alla SNpc e sono state ottenute da 25 sezioni (5<br />
sezioni per ognuna delle 5 fettine).<br />
Risultati – Azione della BMAA sulle proprietà di membrane e sulle variazioni<br />
di calcio intracellulare nelle cellule della SNpc – Prima di tutto abbiamo indagato,<br />
in modalità current-clamp, gli effetti della BMAA sulla capacità del neurone<br />
di emettere potenziali d’azione (firing). L’applicazione in bagno (1.5-2<br />
minuti) della BMAA (0.1-10 mM) aumentava la frequenza di firing spontaneo<br />
in modo dose-dipendente (progressivamente da 0.7 ± 0.5 Hz a 4.5 ± 1.3 Hz) e<br />
induceva una depolarizzazione di membrana rapida e reversibile (da 1.4 ± 0.1<br />
mV a 19.6 ± 0.7 mV).<br />
Registrazioni in modalità voltage-clamp hanno permesso di dimostrare<br />
che la depolarizzazione di membrana indotta dalla BMAA era dovuta ad una<br />
corrente entrante (inward, I BMAA<br />
), la cui ampiezza media era compresa tra 20.8<br />
± 3.85 pA e 1004 ± 160.3 pA in risposta a concentrazioni crescenti di BMAA<br />
(0.1-10 mM). Per eseguire degli esperimenti di farmacologia della I BMAA<br />
e delle<br />
associate variazioni di calcio intracellulari abbiamo spruzzato la tossina (3<br />
mM) ogni 2 minuti nelle immediate vicinanze della cellula registrata attraverso<br />
applicazione di pressione positiva.<br />
Per mezzo di questo approccio sperimentale, abbiamo ottenuto transienti<br />
rapidi e riproducibili di I BMAAs<br />
di ampiezza media 454.5 ± 34.6 pA (n = 73), che<br />
erano accompagnati da transienti di calcio reversibili e riproducibili di 139.3<br />
± 23.7 nM (n = 13). Poiché la forma b-carbammato della BMAA, prodotta in<br />
una soluzione contenente bicarbonato, ha una struttura chimica simile al glu-<br />
136 2009
tammato [Brownson et al. (2002) J Ethnopharmacol 82: 159-167; Myers, Nelson<br />
(1990) J Biol Chem 265: 10193-10195], ci siamo proposti di indagare quale<br />
recettore glutammatergico fosse attivato dalla BMAA usando antagonisti<br />
selettivi dei recettori glutammatergici. In presenza di CPCCOEt (100 mM), un<br />
selettivo antagonista dei recettori mGluR1, I BMAA<br />
è stata ridotta al 41.6 ± 3.6 %<br />
rispetto al controllo (p < 0.0001, n = 24). In presenza di CNQX (10 mM), un<br />
antagonista selettivo dei recettori AMPA, I BMAA<br />
era leggermente ma significativamente<br />
ridotta al 93.1 ± 2 % del controllo (p < 0.01, n = 24). Gli antagonisti<br />
dei recettori NMDA, MK801 (10 mM) e APV (50 mM), e quelli del recettore<br />
mGluR5, MPEP (10 mM), non hanno modificato significativamente l’ampiezza<br />
della I BMAA<br />
. Infatti, in presenza di APV o MK801 la corrente era 98.7 ± 2.2 %<br />
del controllo (p = 0.6, n = 6) e 104 ± 8. 8 % del controllo (p = 0.7, n = 4), rispettivamente<br />
mentre in presenza di MPEP I BMAA<br />
era 95.4 ± 4.9 % del controllo (p<br />
= 0.4, n = 7). Questi risultati dimostrano che I BMAA<br />
è attivata soprattutto da<br />
mGluR1 e, in misura minore, dagli antagonisti AMPA.<br />
La BMAA non è sequestrata dai trasportatori degli aminoacidi eccitatori<br />
(EAATs) – Abbiamo verificato la possibilità che gli EAATs possano contribuire<br />
alla regolazione della concentrazione della BMAA nello spazio extracellulare<br />
influenzando l’ampiezza e la durata della I BMAA<br />
nei neuroni della SNpc.<br />
Quindi, abbiamo studiato gli effetti di un potente inibitore degli EAATs, DL-<br />
TBOA (100 mM) [Shimamoto et al. 1998], su ampiezza ed area. I BMAA<br />
non era<br />
influenzata dalla presenza dell’inibitore TBOA. Infatti, l’ampiezza della I BMAA<br />
era 90.6 ± 8.7 % (p = 0.3, n = 6) e l’area 101.8 ± 7.8 % del controllo (p = 0.8, n<br />
= 6).<br />
La BMAA induce rilascio di citocromo-c che è prevenuto dagli antagonisti AMPA<br />
e mGluR1 – Abbiamo verificato gli effetti tossici della BMAA attraverso analisi<br />
morfologiche e quantificazione del rilascio di cyt-c dalle cellule TH-positive.<br />
L’esposizione di BMAA (3mM, 1h) induceva un chiaro restringimento delle<br />
cellule DAergiche e un massivo rilascio di cyt-c rispetto alle cellule di controllo.<br />
Gli antagonisti dei recettori AMPA (CNQX) e/o mGluR1 (JNJ o CPC-<br />
COEt) prevenivano significativamente tutti gli effetti tossici indotti dalla<br />
BMAA, confermando che la tossicità indotta dalla BMAA è mediata dall’attivazione<br />
dei recettori metabotropici e ionotropici (AMPA) del glutammato.<br />
Conclusioni – Data la sempre più diffusa presenza della BMAA nelle acque di<br />
laghi e fiumi presenti in tutto il mondo, questo studio aiuta a comprendere la<br />
sua azione tossica sulle cellule dopaminergiche della SNpc, migliorando la<br />
comprensione delle cause alla base della patologia dell’ALS-PDC e, in generale,<br />
di forme idiopatiche del morbo di Parkinson.<br />
STUDIO DEI MECCANISMI DI RAPPRESENTAZIONE MENTALE DI MOTI<br />
Borse di studio<br />
NATURALI E NON NATURALI IN SOGGETTI SANI E IN PAZIENTI CON DEFICIT<br />
VESTIBOLARE CENTRALE E PERIFERICO (Francesca Figliozzi)<br />
Introduzione – Diversi studi hanno investigato la capacità degli esseri umani<br />
di rappresentare ed intercettare i movimenti degli oggetti, suggerendo la possibilità<br />
che esista una rappresentazione interna delle leggi fisiche dettate dal-<br />
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Sezione II<br />
l’ambiente. Nello specifico, è stato proposto che il Sistema Nervoso Centrale<br />
(SNC) possieda un modello interno della legge di gravità, un’invariante cui<br />
siamo continuamente esposti durante il corso della nostra vita [Lacquaniti et<br />
al. (1993) In: Berthoz (ed) Oxford, UK: Oxford University Press, 379393; Lacquaniti,<br />
Maioli (1989) J Neurosci 9: 134-148; McIntyre et al. (2001) Nat Neuroscie<br />
4: 693-694]. È plausibile ipotizzare lo sviluppo di pattern di movimento<br />
biologico compatibili con tali leggi, allo scopo di minimizzare l‘energia<br />
impressa al movimento.<br />
L’obiettivo di questo lavoro era studiare se gli esseri umani fossero in<br />
grado di utilizzare le proprie conoscenze implicite sulle leggi fisiche imposte<br />
dall’ambiente, per valutare la corretta temporizzazione di scene visive in<br />
movimento. In particolare, si intendeva comparare la prestazione ottenuta dai<br />
soggetti nelle due condizioni di stimolazione: scene contenenti movimento<br />
biologico vs scene contenenti oggetti in movimento. La percezione dei parametri<br />
temporali del movimento biologico è tutt’ora poco esplorata. L’unico<br />
tentativo di valutare la capacità degli esseri umani di stimare la temporizzazione<br />
di scene visive si trova nel resoconto di un esperimento non pubblicato<br />
di Johannson e Jansson [Johansson, Jansson (1967). In Watson et al. (1992)<br />
Perception 21: 6976], in cui i partecipanti dovevano regolare la velocità di una<br />
serie di filmati (che riproducevano tuffatori in caduta da un trampolino), per<br />
portarli ad un valore che rendesse la scena il più naturale possibile. I risultati<br />
descritti in questo studio indicano che gli osservatori sono in grado di emettere<br />
una stima abbastanza accurata della velocità naturale del movimento.<br />
Purtroppo nel breve resoconto non sono specificati: il numero dei soggetti, il<br />
dettaglio delle condizioni sperimentali e la direzione dell’errore osservato. Allo<br />
scopo di esplorare in modo più approfondito tale tematica, ai soggetti sono<br />
stati presentati diversi filmati contenenti movimenti di tipo biologico o non<br />
biologico.<br />
Si assume che gli esseri umani siano in grado di utilizzare una rappresentazione<br />
interna delle leggi fisiche dettate dall’ambiente per percepire e valutare<br />
il movimento biologico in modo analogo a quanto suggerito per il movimento<br />
degli oggetti. Partendo da queste premesse, l’accuratezza nella stima<br />
della temporizzazione di scene visive contenenti movimento biologico non<br />
dovrebbe differire da quanto osservato con stimoli costituiti da oggetti in<br />
movimento.<br />
Metodo – Soggetti – Hanno partecipato allo studio pilota sette soggetti sani,<br />
destrimani (24-34 anni; 2 femmine, 5 maschi) con acuità visiva normale o corretta<br />
da lenti. I soggetti erano ignari degli scopi della ricerca ma informati<br />
sulla procedura sperimentale e la non invasività del test.<br />
Stimoli – Gli stimoli consistevano in 10 diversi filmati in cui era presentato un<br />
pendolo in oscillazione e 10 diversi filmati in cui era presentato un esercizio<br />
alla trave. Ciascun filmato aveva la durata di circa 3 secondi. Ogni singolo filmato<br />
è stato presentato a sette diverse velocità di partenza (rispettivamente<br />
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 Hz). Una di queste velocità corrispondeva alla velocità<br />
naturale, registrata durante la ripresa del filmato (25 Hz). In totale sono<br />
stati presentati 140 filmati.<br />
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Borse di studio<br />
Apparato e procedura – I soggetti sedevano di fronte allo schermo di un computer<br />
(schermo: 21 pollici; distanza: 57cm; definizione: 1024 × 768; frequenza<br />
di refresh: 60 Hz). L’area di proiezione del filmato (414 × 414 pixel) era contenuta<br />
in un riquadro che misurava 15 × 15 cm (15 gradi). Le risposte erano<br />
emesse mediante l’utilizzo dei tasti destro e sinistro del mouse. Per la realizzazione<br />
del programma è stato utilizzato il software “ Presentation ” (Version<br />
14.0; Neurobehavioral Systems Inc., CA).<br />
Compito – Il compito consisteva nel valutare la velocità di presentazione del<br />
filmato indicando, mediante pressione del tasto corrispondente, se la velocità<br />
doveva essere ridotta o aumentata perché corrispondesse a quella naturale. Il<br />
soggetto era istruito ad emettere il suo giudizio su un determinato filmato finché<br />
il computer non presentava il successivo. Il passaggio al trial successivo<br />
era gestito da software dedicato, in base al criterio prescelto per la determinazione<br />
della soglia (v. sotto).<br />
Disegno – Gli stimoli erano suddivisi in sette diversi blocchi sperimentali,<br />
ognuno composto da 20 stimoli presentati in ordine casuale. L’ordine dei<br />
blocchi era randomizzato tra i soggetti. La durata di ciascun blocco era di<br />
circa 20 minuti. L’esperimento era diviso in due sessioni eseguite in giorni<br />
diversi.<br />
Determinazione della soglia – La determinazione della soglia per i filmati è<br />
stata effettuata mediante la procedura adattativa denominata PEST (Parameter<br />
Estimation by Sequential Testing) [Taylor, Creelman (1967) J Acoust<br />
Society Am 41: 782-787].<br />
Risultati e conclusioni – Sono state registrate le velocità scelte dai soggetti<br />
nelle diverse condizioni sperimentali. I valori medi sono stati sottoposti ad<br />
una ANOVA a due vie (2X7) nella quale i fattori ripetuti erano il tipo di filmato<br />
(pendolo in oscillazione/esercizio alla trave) e la velocità iniziale del<br />
filmato (10/15/ 20/25/30/35/40 Hz). Lo scostamento medio percentuale tra i<br />
due tipi di filmato (+15% dalla velocità corretta: pendolo libero di oscillare; +<br />
28% dalla velocità corretta: ginnaste che eseguivano esercizi alla trave) non è<br />
risultato significativo (F 1,6<br />
= 1.435; p=.2760).<br />
È emersa una significatività per il fattore principale relativo alla velocità<br />
iniziale del filmato (F 1,5<br />
= 10.770; p=.0000). In particolare, la velocità di partenza<br />
più elevata (40 frame per secondo) produce una performance diversa da<br />
quella prodotta dalle altre velocità iniziali (10Hz = +19%; 15Hz = +19%;<br />
20Hz = 18%; +25Hz = +22%; 30Hz =+22%; 35Hz= +24%; 40Hz= +28%; Post<br />
hoc Test HSD Tukey p
Sezione II<br />
leggi fisiche imposte dall’ambiente per valutare la corretta temporizzazione di<br />
scene visive in movimento. La percentuale di errore è più elevata di quella<br />
riscontrata in precedenza da Johansson (5-15%) [Johansson, Jansson 1967.<br />
In: Watson et al. (1992) Perception 21: 6976]. È possibile che fattori legati alla<br />
tipologia e alla familiarità degli stimoli oppure alla metodica utilizzata possano<br />
spiegare tale discrepanza. Ulteriori studi potranno chiarire tali risultati.<br />
RIABILITAZIONE E RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE (F-MRI):<br />
STUDIO LONGITUDINALE NEI PAZIENTI AFFETTI DA SCLEROSI MULTIPLA<br />
(Licia Finamore)<br />
Introduzione, materiali e metodi – Lo studio portato avanti dalla nostra<br />
equipe ha provveduto, ad oggi, all’arruolamento di 19 pazienti destrimani<br />
affetti da Sclerosi Multipla (Relapsing Remitting o Secondary Progressive).<br />
I pazienti sono stati sottoposti a Risonanza Magnetica con acquisizioni funzionali<br />
(event-related) e con acquisizioni standard (FLAIR, T1 vol, T2 vol) al<br />
tempo 0 (baseline), dopo 3 e 6 mesi. Con le stesse tempistiche i pazienti sono<br />
stati valutati da un punto di vista clinico (esame neurologico) e sono stati calcolati<br />
i punteggi di: MSIS, FSS, Barthel Index, Rivermead Mobility Index,<br />
MS-QoL scale, Nine hole peg Test, Back Depression Inventory (BDI) e PASAT.<br />
Obiettivi – Lo scopo dello studio consiste nel verificare se, osservando longitudinalmente<br />
una popolazione di pazienti affetti da Sclerosi Multipla in storia<br />
naturale e dopo un ciclo riabilitativo, la fMRI è in grado di identificare una<br />
modificazione al termine del trattamento di: grado di attivazione corticale;<br />
numero ed estensione delle aree attivate in risposta ad un target motorio; evoluzione<br />
comparata dei due emisferi; grado di attivazione corticale e/o zone<br />
attivate per target di afferenza somato/sensitiva; programmazione corticale<br />
del movimento, immaginazione del movimento, esecuzione effettiva del target<br />
motorio (event-related fMRI); attivazione cerebellare (apprendimento motorio);<br />
aumento dell’attivazione della corteccia sensori-motoria controlaterale e<br />
riduzione di quella ipsi-laterale segno di un efficace meccanismo di recupero<br />
dei network motori corticali; correlazione tra questi dati e il carico lesionale<br />
in T2, in T1, l’atrofia cerebrale (separatamente per sostanza bianca e sostanza<br />
grigia), il punteggio delle scale cliniche prima citate.<br />
Risultati – I risultati che esporremo sono descrittivi e non possono ritenersi<br />
conclusivi visto che sono costituiti da un’analisi preliminare su un campione<br />
ancora non statisticamente significativo. Abbiamo arruolato fino ad oggi 19<br />
pazienti affetti da Sclerosi Multipla di cui 4 hanno concluso correttamente lo<br />
studio (sono arrivati alla RMN n° 3).<br />
La popolazione in ingresso è costituita, ad oggi, da pazienti con Sclerosi<br />
Multipla accertata secondo i criteri di Mc Donald; forma Relapsing Remitting<br />
per il 10,52% (2 pz) e Secondary Progressive per il restante 89,48% (17 pz).<br />
Cinque pazienti (26,31%) al momento dell’arruolamento non mostravano<br />
alcun impaccio nel mimo (grado 0); 6 (31,57%) mostravano un impaccio lieve<br />
(grado 1); 3 (15,78%) un impaccio medio (grado 2) e 5 (26,31%) un impaccio<br />
severo (grado 3). L’EDSS eseguita all’ingresso ha mostrato un valore medio di<br />
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Borse di studio<br />
4,5±3,7 ed un trend di miglioramento con una media al tempo 2 pari a<br />
3,5±4,2. Il Barthel Index medio all’ingresso è risultato di 67,87±35,58 anche in<br />
questo caso abbiamo evidenziato un trend di miglioramento che al terzo controllo<br />
ha raggiunto 80,24±31,29. Il Rivermead Mobility Index medio all’arruolamento<br />
è risultato di 7,4±4,96 e al tempo 2 è stato in media di 8,1±5,36. La<br />
scala scelta per valutare il sintomo “ fatica ” nei pazienti arruolati è la Fatigue<br />
Severity Scale (FSS) che ha mostrato nei pazienti all’ingresso un punteggio<br />
medio di 5,4±1,3 e al terzo controllo una media di 4,2±1,4.<br />
Abbiamo quindi analizzato preliminarmente i dati di risonanza magnetica<br />
funzionale. Confermando i dati ampiamente presenti in letteratura, anche i<br />
nostri pazienti al tempo 0 presentano un aumento dell’ampiezza delle aree attivate<br />
in seguito ad un target motorio nella corteccia motoria e pre-motoria controlaterale<br />
ed una co-attivazione di aree dell’emisfero omolaterale alla mano in<br />
movimento. L’immaginazione del movimento al tempo 0 (pre-riabilitazione)<br />
mostra un’attivazione bilaterale del cervelletto e della corteccia pre-motoria.<br />
Nell’immaginazione di un movimento effettuato con la mano non dominante<br />
(sinistra) le aree di attivazione sono più estese di quelle controlaterali e solo in<br />
questo caso si attiva anche il lobo frontale bilateralmente. Probabilmente lo<br />
schema motorio della mano non dominante ha bisogno anche di un’integrazione<br />
con la memoria e la motivazione per completarsi. Si nota, inoltre, la<br />
co-attivazione anche delle cortecce occipitali (zona calcarina) che deriva dalla<br />
stimolazione visiva applicata nei nostri pazienti tramite la presentazione delle<br />
fotografie.<br />
Abbiamo proceduto poi ad un’analisi di confronto mediante sottrazione<br />
statistica tra le mappe funzionali al tempo 0, 1 e 2. Per l’immaginazione<br />
destra (mano dominante) si mostra un risultato evidente: prima della riabilitazione<br />
(tempo 1 – tempo 0) il paziente chiamato ad immaginare/pianificare<br />
un movimento con la mano destra, attiva le stesse aree evidenti al tempo 0,<br />
tra cui anche la zona di integrazione parieto-occipitale omolaterale al movimento<br />
e la zona peripontina controlaterale (zona di passaggio per le informazioni<br />
cerebellari). Dopo il ciclo di riabilitazione il paziente mostra sempre le<br />
solite aree attivate (occipitale calcarina bilaterale per lo stimolo visivo applicato,<br />
motoria e pre-motoria bilaterale) e mette in evidenza una differenza<br />
importante e congrua: non attiva più l’area di integrazione parieto-occipitale<br />
omolaterale al movimento bensì quella controlaterale e non attiva più la zona<br />
peri-pontina controlaterale ma quella omolaterale.<br />
Si può concludere preliminarmente, che la riabilitazione sembra in grado<br />
di ripristinare un pattern corticale di attivazione controlaterale fisiologico, a<br />
fronte di un pattern indotto dalla malattia che predilige la bilateralità e la<br />
messa in opera dell’emisfero omolaterale al movimento. Lo stesso risultato è<br />
evidente per la funzionalità cerebellare che come sappiamo, a causa del doppio<br />
incrocio in discesa delle sue vie è fisiologicamente attivata in maniera<br />
omolaterale al movimento, il paziente pre-riabilitazione attiva la zona peripontina<br />
controlaterale e post-riabilitazione quella omolaterale. La stessa<br />
immagine prodotta per l’immaginazione di un movimento con la mano non<br />
dominante sembra confermare l’ipotesi formulata poc’anzi e l’importanza<br />
della zona di passaggio parieto-occipitale con un andamento omo-controlate-<br />
2009 141
Sezione II<br />
rale identico a quello descritto per la mano destra. In aggiunta si evidenzia<br />
un’attivazione bilaterale del lobo frontale a conferma di quanto osservato al<br />
tempo 0 e cioè che la mano non dominante ha bisogno dell’attivazione frontale<br />
probabilmente per un’integrazione polimodale e motivazionale del movimento.<br />
Si evince, quindi, come ultimo concetto che la riabilitazione è maggiormente<br />
efficace sulla mano dominante.<br />
ESPRESSIONE GENICA DEI DIVERSI TRPC NELLO STRIATO<br />
E NELLA CORTECCIA DEL MODELLO MURINO<br />
DI COREA DI HUNTINGTON (Carmela Giampà)<br />
Introduzione – Il calcio è un secondo messaggero implicato nel controllo di<br />
diverse funzioni cellulari; nel sistema nervoso centrale, per esempio, è<br />
importante nella propagazione del potenziale d’azione, nella trasmissione<br />
sinaptica e per la trasduzione del segnale; interviene in molte funzioni che<br />
variano dalla crescita, divisione e differenziazione cellulare, all’apoptosi e<br />
morte cellulare [Berridge et al. (2000) Nat Rev Mol Cell Biol 1(1): 11-21].<br />
Sia nelle cellule eccitabili che non, l’entrata del Ca 2+ è regolata da una serie<br />
di meccanismi che includono l’attivazione di canali ionici voltaggio e recettore<br />
dipendenti. In merito a questo meccanismo, negli ultimi anni è stato<br />
introdotto il concetto di “ store-operated calcium entry ” [Putney et al.<br />
(1990) Cell Calcium 11(10): 611-624]. Secondo questo modello la liberazione<br />
di calcio dalle riserve intracellulari, mediata dall’IP3, scatena una<br />
rapida entrata dello stesso ione dallo spazio extracellulare attraverso canali<br />
SOC posti sulla membrana [Parekh et al. (1997) Physiol Rev 77: 901-930;<br />
Putney et al. (2001) J Cell Sci 114: 2223-2229]. Questi canali sarebbero attivati<br />
dallo ione calcio che si libera dalle riserve o da una qualche interazione<br />
tra questi canali e i recettori per l’IP 3<br />
. I candidati migliori come SOC sono i<br />
“ transient receptor potential channel (TRPC).<br />
Mutazioni a livello dei geni che codificano per queste proteine sono<br />
state, infatti, associate a diverse malattie neurodegenerative come l’Alzehimer<br />
e la corea di Huntington [Montell et al. (2001) Sci STKE 90: 1-17;<br />
Minke, Cook (2002) Physiol Rev 82(2): 429-472. Review]. Questi canali partecipano<br />
nei processi di differenziazione che avvengono alla nascita nel<br />
sistema nervoso centrale ed è, inoltre, ritenuto coinvolto nei fenomeni di<br />
modulazione mediati dalla neurotrofina BDNF [Montell et al. (2001) Sci<br />
STKE 90: 1-17)]. Studi recenti hanno dimostrato che l’attivazione dei canali<br />
TRPC è associata all’effetto neuroprottetivo svolto dal BDNF [Jia et al.<br />
(2007) Nat Neurosci 10(5): 559-567].<br />
L’attivazione dei canali TRPC3 e TRPC6 porta ad un aumento dei livelli<br />
del calcio intracellulare con conseguente attivazione della trascrizione del<br />
BDNF mediata dalla CREB. È stato dimostrato che nella corea di Huntington<br />
la proteina huntingtina mutata (mhtt) porta ad una riduzione dell’espressione<br />
dei geni per il BDNF [Ferrer et al. (2000) Brain Res 866(1-2): 257-261; Zuccato<br />
et al. (2001) Science 293(5529): 493-498]. Studi recenti hanno anche evidenziato<br />
che l’htt mutata può legarsi in modo specifico alla porzione C-terminale<br />
del recettore per l’IP3 e che questo legame porterebbe ad un aumento dell’atti-<br />
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Borse di studio<br />
vità di questo recettore in particolare modo nei neuroni spinosi dello striato,<br />
popolazione neuronale più vulnerabile alla corea di Huntington.<br />
In studi precedenti abbiamo descritto la distribuzione dei canali TRPC<br />
in condizioni fisiologiche [Fusco et al. (2004) Neurosci lett 365(2): 137-142;<br />
De March et al. (2006) Neurosci Lett 402(1-2): 35-39; Martorana et al.<br />
(2006) Eur J Neurosci 24(3): 732-738; Giampà et al. (2007) Neurosci Lett<br />
424(3): 170-174]. Nel tentativo di capire una relazione tra l’aumento della<br />
tripletta CAG dell’huntingtina mutata (mhtt) e i livelli di espressione dei<br />
canali TRPC, l’obiettivo di questo studio è stato quello di determinare l’espressione<br />
genica di questi canali nei modelli murini per la corea di Huntington<br />
(topi transgenici R6/1 e R6/2). È stata valutata la quantità dell’RNA<br />
messaggero nelle fasi presintomatiche e sintomatiche della malattia<br />
mediante quantitative reverse-PCR.<br />
Materiali e metodi – Per questo studio sono stati utilizzati topi transgenici<br />
R6/1 e R6/2. Gli animali sono stati sacrificati, previa anestesia con 3,3% di<br />
clorario idrato, nelle fasi presintomatiche e sintomatiche della malattia. I<br />
cervelli sono stati rimossi e da questi isolati lo striato e la corteccia. L’RNA<br />
totale è stato estratto dalle aree di interesse, mediante il solvente organico<br />
TRIZOL. 1mg di mRNA totale è stato trascritto in una molecola di DNA<br />
(cDNA) mediante il kit “Superscript III reverse trascriptase ” (Invitrogen). La<br />
quantificazione dell’mRNA maturo per i diversi TRPC ed isolato dallo<br />
striato o corteccia è stata effettuata mediante una PCR quantitativa in<br />
tempo reale (qRT-PCR) utilizzando il software LightCycler thermal cycler<br />
system (Roche Applied Science).<br />
Risultati – Da questo studio è emerso che i livelli di mRNA per i TRPC presi<br />
in esame (TRPC1-7) sono molto più alti nella corteccia che non nello striato,<br />
sia nei topi WT che nei modelli transgenici per corea di Huntington. È stato<br />
osservato anche un effetto del tempo sull’espressione genica di questi canali; i<br />
livelli di mRNA per i TRPC aumentavano con il progredire della patologia. Un<br />
effetto del genotipo invece è stato osservato solo per l’isoforma TRPC3. I livelli<br />
di mRNA per il TRPC3 diminuivano in maniera drastica nei topi transgenici<br />
R6/1 rispetto ai topi WT e al modello transgenico R6/2.<br />
Conclusioni – I TRPC sono canali permeabili al calcio e permettono l’influsso<br />
di questo ione attraverso la membrana plasmatica mediante l’attivazione della<br />
PLC [Putney (2001) J Cell Sci 114: 2223-2229]. L’attivazione dei canali TRPC è<br />
coinvolta nell’espressione del fattore neurotrofico BDNF. In relazione al<br />
BDNF, l’huntingtina mutata porta ad una riduzione dell’espressione genica<br />
per il BDNF e la stessa proteina può influenzare l’attività dei recettori per la<br />
PLC. Questo studio mostra per la prima volta che l’espressione dell’mRNA per<br />
i TRPC3 è diminuita nel modello murino R6/1 e che questo potrebbe essere<br />
legato alla presenza della proteina mutata nel modello transgenico. L’mhtt<br />
potrebbe portare ad una disfunzione nell’omeostasi del calcio intracellulare<br />
influenzando l’espressione dei canali per il calcio TRPC3 e portare di conseguenza<br />
a morte cellulare.<br />
Questo studio dimostra che questi canali potrebbero rappresentare una<br />
potenziale strategia terapeutica in molte patolgie del sistema nervoso centrale.<br />
2009 143
Sezione II<br />
RUOLO DELL’IMMAGINAZIONE MENTALE DEL MOVIMENTO<br />
NELLA RIABILITAZIONE DOPO INFORTUNI SUL LAVORO (Silvio Gravano)<br />
Introduzione – L’immaginazione mentale del movimento, detta anche immaginazione<br />
motoria, ha trovato sempre più evidenze sperimentali di similitudini<br />
tra l’immaginazione di un compito motorio e l’esecuzione effettiva dello<br />
stesso compito [Kosslyn et al. (2001) Nat Rev Neurosci 2(9): 635-642; Thompson<br />
et al. (2009) Psychol Sci 20(10): 1245-1253]. Dunque non solo l’immaginazione<br />
motoria può essere definita come uno stato mentale dinamico<br />
durante il quale il soggetto simula mentalmente una azione motoria [Decety<br />
(1996) J Behav Brain Res 77: 45-52], ma è anche parte di un più vasto fenomeno<br />
(la rappresentazione motoria) relativo alla decisione ed alla preparazione<br />
dei movimenti [Jeannerod (1995) Neuropsychologia 33(11): 1419-1432].<br />
Molti lavori in letteratura hanno sottolineato che esistono notevoli vantaggi<br />
nella riabilitazione motoria quando essa è associata ad esercizi di immaginazione<br />
[Daprati et al. (2009) Cortex Aug 13 (Epub ahead of print); Feltz,<br />
Landers (1983) J Spot Psychol 5: 25-57; Herbert et al. (1998) Acta Physiol<br />
Scand163: 361-368; Pascual-Leone et al. (1995) J Neurophysiol 74: 1034-1045;<br />
Yue, Cole (1992) J Neurophysiol 67: 1114-1123]. Tuttavia nei lavori presenti in<br />
letteratura sull’immaginazione motoria non è stato approfondito lo studio<br />
della simulazione mentale del moto di oggetti esterni o del movimento di<br />
terze persone.<br />
Materiali e metodi – Al fine di studiare la capacità del Sistema Nervoso Centrale<br />
(CNS) di simulare il moto di un oggetto esterno, come per esempio una<br />
pallina da tennis, è stato sviluppato il protocollo sperimentale IMAGINE. A<br />
questi esperimenti hanno partecipato 8 soggetti (21±2 anni) senza esperienza<br />
di compiti di simulazione mentale o di meditazione e non esperti nelle leggi<br />
della Fisica. In questo protocollo i soggetti dovevano immaginare di avere nella<br />
mano una pallina da tennis, evocandone non solo l’immagine mentale, ma<br />
anche le sensazioni tattili e propriocettive. Quindi era loro chiesto di mimare il<br />
movimento di lancio della pallina fittizia verso il soffitto, seguire con l’immaginazione<br />
la traiettoria verticale della palla, immaginare l’urto con il soffitto e la<br />
traiettoria verticale di ritorno verso il basso ed infine mimare il movimento di<br />
presa della pallina immaginaria con la mano. La cinematica del braccio e la<br />
postura della mano sono state registrate con il sistema ottico di Motion Capture<br />
Optotrak (accuratezza
in funzione della velocità di lancio (misurata dalla cinematica del punto<br />
distale del braccio al momento del lancio). Questi dati sono stati quindi comparati<br />
con i risultati di sessioni sperimentali IMAGINE precedenti condotte<br />
con soggetti esperti nelle leggi della Fisica e con astronauti. Mentre i risultati<br />
dei tests sulla conoscenza esplicita delle leggi della fisica indicano una grande<br />
incertezza nella simulazione cognitiva del moto di una palla, i risultati delle<br />
prove sperimentali IMAGINE mostrano come gli 8 soggetti non esperti in<br />
Fisica hanno sorprendentemente riprodotto la non linearità del legame fisico<br />
tra velocità di lancio e tempo di volo di una palla lanciata contro un soffitto,<br />
sia per i lanci immaginati in presenza di gravità che per quelli simulati mentalmente<br />
in assenza di gravità.<br />
I soggetti con una educazione scientifica maggiore hanno ottenuto risultati<br />
simili e con una accuratezza maggiore, in modo particolare i soggetti<br />
astronauti.<br />
Discussione – I risultati ottenuti permettono di affermare che l’immaginazione<br />
sia in grado di simulare non solo i movimenti del proprio corpo, come<br />
già descritto in letteratura, ma anche condizioni più complicate come la<br />
simulazione mentale del moto di oggetti esterni. In particolare è interessante<br />
notare che l’esperienza e la comprensione delle leggi della fisica hanno un<br />
effetto positivo sulla accuratezza e qualità della simulazione mentale, ma non<br />
sono necessarie per ottenere un buon risultato durante l’immaginazione di un<br />
compito motorio e del moto di un oggetto. Questi risultati suggeriscono la<br />
grande utilità dell’impiego della immaginazione durante la riabilitazione,<br />
soprattutto nella prima fase post-traumatica quando non è ancora possibile<br />
effettuare la riabilitazione motoria standard.<br />
I risultati descritti in questo lavoro indicano che la simulazione mentale<br />
potrebbe rivestire un ruolo importante nel momento in cui il soggetto comincia<br />
a riappropriarsi della relazione spaziale tra il proprio corpo ed il mondo<br />
esterno.<br />
VALUTAZIONE STRUMENTATA E TRATTAMENTO ROBOTICO<br />
DEI DEFICIT MOTORI IN RIABILITAZIONE (Marco Iosa)<br />
Borse di studio<br />
Introduzione – In ambito clinico, la valutazione motoria spesso si effettua<br />
visivamente, guardando il paziente che esegue alcuni compiti motori richiestigli<br />
e, talvolta, assegnando un punteggio definito da delle specifiche e validate<br />
scale di valutazione. Tutto ciò ha però una componente soggettiva che rende<br />
tali valutazioni poco sensibili, poco ripetibili, insomma poco oggettive.<br />
Eppure la facilità con cui queste scale vengono somministrate ne fa lo strumento<br />
di valutazione ancora oggi più diffuso.<br />
Al contrario l’analisi strumentata del movimento umano, ovvero la misurazione<br />
di alcuni parametri legati al movimento dei soggetti mediante opportuni<br />
strumenti e metodi, fornisce dati oggettivi (quindi sensibili e ripetibili),<br />
ma ha costi ben più elevati (in termini di strumentazione, impegno del<br />
paziente, risorse umane specializzate per l’analisi dati). Tuttavia la valutazione<br />
strumentata ha l’ulteriore vantaggio di fornire misure continue (e non<br />
ordinali come fanno le scale) permettendo così di utilizzare una statistica<br />
2009 145
Sezione II<br />
parametrica (mentre è necessaria quella non parametrica per le scale di valutazione,<br />
a meno di andare su campioni molto elevati) che essendo più potente<br />
permette anche analisi su campioni ridotti.<br />
Scopo di questo anno di studio è stato quello di introdurre la valutazione<br />
motoria strumentata come mezzo di indagine in ambito clinico, per diverse<br />
patologie.<br />
La valutazione strumentata nei pazienti con distrofia – Un primo studio svolto<br />
dall’Unità F della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> in collaborazione con il Dipartimento<br />
di Scienze del Movimento Umano e dello Sport (DISMUS) dell’Università<br />
degli Studi di Roma “ Foro Italico ”, con l’Università Cattolica e la <strong>Fondazione</strong><br />
Don Gnocchi di Roma, è stato condotto su un gruppi di pazienti con<br />
distrofia facioscapolomerale (n=13) e un gruppo di controllo di soggetti sani<br />
di pari età (n=13).<br />
Scopo dello studio era quello di comprendere i meccanismi relativi al<br />
controllo della stabilità del cammino compromessi in questi pazienti. A tal<br />
fine è stato utilizzato un sistema stereofotogrammetrico a 9 telecamere per<br />
seguire il movimento di tre punti del corpo (posti a livello di pelvi, tronco,<br />
testa) durante il cammino. Il range delle oscillazioni di tali punti e le attenuazioni<br />
delle accelerazioni tra pelvi e testa sono stati calcolati e si è visto che le<br />
oscillazioni erano più ampie nei pazienti a seguito di una ridotta capacità di<br />
ridurre le accelerazioni andando dalla pelvi alla testa. Ciò probabilmente era<br />
dovuto ad una debolezza dei muscoli del tronco per quel che riguardava i<br />
movimenti in direzione antero-posteriore, mentre era principalmente dovuto<br />
ad una debolezza degli ab-adduttori d’anca per i movimenti in direzione<br />
latero-laterale. Tutto questo ha mostrato l’importanza di un approccio strumentato<br />
al fine di quantificare la stabilità del cammino di questi pazienti,<br />
anche per valutare eventuali effetti di trattamenti riabilitativi.<br />
La valutazione strumentata per la valutazione degli effetti del bendaggio funzionale<br />
nei bambini con paralisi cerebrale – Un secondo studio dall’Unità F della<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> in collaborazione con il DISMUS dell’Università<br />
degli Studi di Roma “ Foro Italico ” è stato condotto su bambini (n=8) con<br />
emiplegia spastica dovuta ad esiti da paralisi cerebale per valutare gli effetti<br />
del bendaggio funzionale all’arto inferiore. È stata misurata la cinematica<br />
degli arti inferiori durante il cammino di questi bambini mediante sistema<br />
stereofotogrammetrico (6 telecamere, 16 marcatori) prima del primo bendaggio,<br />
dopo sei mesi di trattamento, e dopo altri sei mesi di follow-up. Il bendaggio<br />
funzionale, una tecnica usata prevalentemente in medicina dello sport,<br />
veniva eseguito principalmente alla caviglia dei bambini (ma eventualmente<br />
poteva essere esteso al ginocchio e, in rari casi, all’anca) per supportare i<br />
muscoli deboli e limitare l’azione dei muscoli spastici. Il bendaggio veniva<br />
tenuto in sede per 6 giorni e poi rimosso dai genitori, i bambini stavano un<br />
giorno senza e poi veniva fatto un nuovo bendaggio, dopo un’attenta valutazione<br />
visiva del cammino dei bambini.<br />
I risultati hanno mostrato, dopo sei mesi di trattamento, benefici in termini<br />
di funzioni grosso-motorie, incremento della velocità del cammino, riduzione<br />
della larghezza del passo, miglioramento della simmetria tra i due arti,<br />
146 2009
Borse di studio<br />
e miglioramenti a livello di caviglia per quanto riguardava ab-adduzione e<br />
rotazione interna-esterna, a livello di ginocchio e di anca. Tali risultati si sono<br />
mantenuti anche sei mesi dopo la fine del trattamento. Ciò che però non è<br />
migliorato è stata l’eccessiva planta-flessione del piede (equinismo). Questi<br />
risultati hanno provato l’efficacia del bendaggio funzionale nei bambini con<br />
paralisi cerebrale nel far apprendere nuovi schemi locomotori più funzionali,<br />
sicuri e stabili.<br />
Un metodo per valutare le differenze tra curve di gait analysis – Durante i due<br />
precedenti studi ci si è accorti della mancanza di un metodo semplice ed efficace<br />
per comparare curve di analisi del movimento tra pazienti e soggetti<br />
sani. A tale proposito si è sviluppato un metodo lineare per valutare la similarità<br />
di due curve in termini di forma, ampiezza e offset verticale.<br />
La valutazione strumentata e il trattamento robotico Gait Trainer nei pazienti<br />
post-ictus – Un terzo studio ha riguardato la valutazione strumentata degli<br />
effetti del presidio robotico Gait Trainer per il recupero della deambulazione<br />
nei pazienti con emiplegia post-ictus. Il Gait Trainer è un dispositivo che consente<br />
di sostenere parte del peso del paziente mediante un’imbracatura e di<br />
muovere i suoi piedi, simulando un movimento prossimo al cammino naturale,<br />
mediante piattaforme motorizzate a cui i piedi del paziente vengono fissati<br />
per mezzo di cinghie.<br />
Mediante diverse scale di valutazione si sono valutati tali effetti su un<br />
gruppo di pazienti (n=14) che hanno sostituito 20 sedute di terapia convenzionale<br />
con altrettante sedute riabilitative al Gait Trainer e su un gruppo di<br />
pazienti (n=14) che hanno fatto solo terapia convenzionale. Ogni gruppo è<br />
stato poi suddiviso in due sottogruppi (n=7) a seconda del livello di menomazione<br />
all’arto inferiore (motricity index minore o maggiore di 29).<br />
I risultati hanno mostrato una maggiore efficacia del trattamento robotico<br />
rispetto al trattamento convenzionale solo per chi aveva un grado di<br />
menomazione elevato all’inizio della riabilitazione, mentre nessuna differenza<br />
si è registrata tra i due sottogruppi con ridotta menomazione iniziale.<br />
Un’ulteriore indagine ha mostrato come variava lo scarico del peso corporeo<br />
durante la seduta rispetto a quello selezionato inizialmente, fornendo così<br />
utili informazioni sull’importanza di un corretto setting iniziale dei parametri<br />
della macchina e della necessità di un continuo feedback relativo al peso scaricato<br />
che il fisioterapista deve saper interpretare.<br />
La valutazione strumentata dell’arto superiore in soggetti sani mediante interfaccia<br />
virtuale – Questo studio svolto dal Laboratorio di Fisiologia Neuromotoria<br />
della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha investigato in che modo i soggetti<br />
sani riescano ad interagire con oggetti in movimento. La comprensione dei<br />
meccanismi alla base della capacità di intercettare un oggetto possono<br />
infatti facilitare la determinazione di percorsi riabilitativi più efficaci per<br />
l’arto superiore.<br />
In questo studio i soggetti sani (n=42) erano chiamati ad intercettare un<br />
oggetto in movimento all’interno di un ambiente virtuale proiettato su un<br />
grande schermo (3m per 4m) posto davanti a loro mediante un comune<br />
mouse da computer che tenevano in mano.<br />
2009 147
Sezione II<br />
I risultati hanno mostrato che tanto più l’informazione virtuale era difficile<br />
da interpretare tanto più i soggetti si rifacevano alle loro conoscenze pregresse<br />
(a priori). Al contrario, semplici task virtuali portavano ad un’elevata<br />
capacità di adattamento dei soggetti sani, cosa che non accadeva in precedenti<br />
studi in cui i soggetti interagivano con oggetti reali. Il comportamento<br />
diverso a seconda dell’interazione con oggetti virtuali o reali pone dei quesiti<br />
che necessitano di ulteriori indagini relative all’uso di riabilitazione in<br />
ambiente virtuale, che sta sempre più prendendo piede in ambito clinico.<br />
La valutazione strumentata dell’arto superiore pre e post intervento per il drenaggio<br />
di idrocefalo cerebellare – Infine, un ultimo studio, ormai in fase conclusiva,<br />
è stato svolto dall’unità F della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> in collaborazione<br />
con il Policlinico Gemelli di Roma, al fine di valutare in modo quantitativo,<br />
mediante accelerometro triassiale, gli effetti di un intervento neurochirurgico<br />
di drenaggio di idrocefalo cerebellare in una paziente sui suoi deficit motori.<br />
Conclusioni – I risultati ottenuti nei diversi studi hanno mostrato l’efficacia di<br />
una valutazione motoria strumentata non solo a fini di ricerca, ma anche in<br />
ambito clinico. Infine, tale evidenza ha portato alla fondazione di un nuovo<br />
laboratorio interno all’Unità F, il Movement and Brain Laboratory, che ha<br />
coordinato un Progetto Formativo Aziendale interno alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> dal titolo “ Misurare il Movimento in Clinica: la Valutazione Motoria<br />
Strumentata ”.<br />
DANNO CELLULARE A DISTANZA NELLE LESIONI FOCALI DEL SNC.<br />
MODULAZIONE FARMACOLOGICA E RECUPERO FUNZIONALE (Laura Latini)<br />
Introduzione – Il danno neuronale a distanza rappresenta un evento peculiare<br />
nella determinazione dello status funzionale e, in particolare, del recupero<br />
funzionale in seguito a danno focale del SNC. Per “ morte cellulare a<br />
distanza ” si intende quell’insieme di fenomeni degenerativi che avvengono in<br />
regioni distanti, ma funzionalmente collegate, al sito di lesione primaria. Questi<br />
eventi sono stati associati a fenomeni di degenerazione sia anterograda che<br />
retrograda. Sebbene i meccanismi coinvolti rimangano ancora oscuri, è certo<br />
come essi siano legati ad una serie di cambiamenti cellulari, funzionali e<br />
molecolari, correlati tra loro sia temporalmente che spazialmente. Poiché i<br />
fenomeni di degenerazione remota avvengono in tempi successivi rispetto<br />
all’insorgenza della lesione, l’utilizzo e lo studio di terapie neuroprotettive<br />
mirate ad una specifica finestra temporale potrebbero risultare interessanti<br />
dal punto di vista di un possibile recupero funzionale. Sebbene gli effetti neuroprotettivi<br />
svolti dagli endocannabinoidi siano stati studiati in varie patologie<br />
del SNC, il loro ruolo nel controllo della morte cellulare a distanza è un<br />
campo di indagine ancora poco esplorato.<br />
Nei processi di neuroinfiammazione e neurodegenerazione, è ormai noto,<br />
infatti, il ruolo dei recettori per gli endocannabinoidi nella regolazione del<br />
pathway di morte cellulare per apoptosi. Gli endocannabinoidi sono molecole<br />
di origine lipidica che, mediante l’attivazione di recettori accoppiati a proteine<br />
G regolatorie (CBR, recettori di tipo 1 (CB1) e recettori di tipo 2 (CB2)) agi-<br />
148 2009
Borse di studio<br />
scono sul processo di morte cellulare programmata. Esperimenti in vitro<br />
hanno dimostrato che le vie di trasduzione del segnale mediate dagli endocannabinoidi<br />
svolgono un ruolo protettivo sui neuroni in una serie di eventi cellulari<br />
dannosi quali l’eccitotossicità, l’ischemia, lo stress ossidativo e la neuroinfiammazione.<br />
Molti degli effetti protettivi sembrano essere mediati dall’attivazione<br />
del recettore CB1, sebbene studi recenti vedano coinvolto anche il recettore<br />
CB2. Poiché molti sono i dati riguardanti il ruolo dei recettori per gli<br />
endocannabinoidi e delle cellule gliali dopo danno del SNC e, al contrario,<br />
pochi quelli riguardanti la loro implicazione nei processi di morte cellulare, lo<br />
scopo del presente lavoro è stato quello di analizzare l’espressione dei recettori<br />
CB1-CB2 e l’attivazione della glia (microglia e astrociti) nei fenomeni di<br />
neuroprotezione/neurodegenerazione dopo danno focale del sistema nervoso<br />
centrale (emicerebellectomia).<br />
Materiali e metodi – È stato utilizzato come paradigma sperimentale l’emicerebellectomia<br />
chirurgica [Florenzano et al. (2002) Neuroscience 115(2): 425-<br />
434; Viscomi et al. (2004) Neuroscience 123: 393-404] per indagare l’espressione<br />
dei recettori CB1 e CB2 e gli effetti relativi alla loro modulazione nella<br />
cascata di eventi che conduce alla degenerazione neuronale dei nuclei precerebellari<br />
controlaterali all’area lesionata. A tale scopo, sono state utilizzate<br />
delle sostanze farmacologiche note per essere, selettivamente, agoniste ed<br />
antagoniste dell’attività dei recettori CB1 e CB2. Tali farmaci sono rispettivamente:<br />
a) ACEA (agonista) e SR1 (antagonista), per CB1; b) JWH-015 (agonista)<br />
e SR2 (antagonista), per CB2.<br />
Dopo aver effettuato sugli animali un’emicerebellectomia chirurgica, gli<br />
stessi sono stati suddivisi in 5 gruppi sperimentali secondo il trattamento cronico<br />
effettuato: il primo gruppo è stato trattato con una soluzione salina<br />
(HCb-Sal); il secondo gruppo con l’agonista del recettore CB1, ACEA (HCb-<br />
ACEA); il terzo gruppo con l’antagonista del recettore CB1, SR1 (Hcb-SR1); il<br />
quarto gruppo con l’agonista del recettore CB2, JWH-015 (Hcb-JWH); il<br />
quinto gruppo con l’antagonista del recettore CB2, SR2 (Hcb-SR2). A 1, 3, 5 e<br />
7 giorni dalla lesione, gli animali dei vari gruppi sono stati sottoposti a test<br />
neurologico (NSS) per verificarne il recupero funzionale. Ad una settimana di<br />
trattamento cronico con i farmaci, gli animali sono stati sacrificati e,<br />
mediante le tecniche di immmunoistochimica, Western blotting e PCR quantitativa,<br />
sono stati analizzati i nuclei precerebellari dell’oliva inferiore e dei<br />
nuclei pontini controlaterali alla lesione.<br />
Risultati – I risultati ottenuti hanno evidenziato, innanzitutto, che nel sistema<br />
di neurodegenerazione utilizzato, l’espressione del recettore CB1, localizzata<br />
nelle cellule neuronali in condizioni di controllo, rimaneva invariata anche<br />
dopo la lesione. Al contrario, l’espressione del recettore CB2, completamente<br />
assente in condizioni fisiologiche, veniva indotta dopo il danno assonale<br />
senza trattamento farmacologico (Hcb-Sal), aumentava trattando gli animali<br />
lesionati con l’agonista del recettore, JWH-015 (Hcb-JWH), e diminuiva, al<br />
contrario, dopo trattamento con l’antagonista selettivo SR2 (Hcb-SR2). La<br />
maggiore espressione del recettore CB2 nei neuroni precerebellari, inoltre, si<br />
associava non solo con una maggiore sopravvivenza delle cellule neuronali al<br />
2009 149
Sezione II<br />
danno stesso, ma anche con un minor rilascio del citocromo C (marcatore<br />
apoptotico per eccellenza) ed un maggior recupero funzionale dell’animale<br />
sottoposto al test (come indicato dall’indice di NSS). Inoltre, abbiamo indagato<br />
il signaling intracellulare responsabile della neuroprotezione CB2-<br />
mediata e abbiamo dimostrato il ruolo chiave della via di trasduzione del<br />
segnale di PI3K/Akt, che attivata dall’agonista del recettore CB2 blocca il rilascio<br />
di citocromo-c e quindi i fenomeni di morte cellulare.<br />
Discussione – Questo studio, dunque, ha dimostrato per la prima volta come<br />
l’induzione del sistema degli endocannabinoidi (in particolare attraverso il<br />
recettore CB2) in neuroni centrali assotomizzati possa avere effetti protettivi<br />
sia a livello della sopravvivenza cellulare, che a livello del recupero funzionale,<br />
e come tali effetti possano essere potenziati selettivamente dall’azione di<br />
sostanze agoniste, nel caso specifico JWH-015. Inoltre, questo studio documenta<br />
per la prima volta un coinvolgimento del sistema cannabinoide, indipendente<br />
dal sistema gliale, che abbia un ruolo anti-apoptotico anche in un<br />
modello sperimentale in vivo.<br />
EFFETTI DELL’INIBIZIONE DELLA FOSFODIESTERASI 10 (PDE10)<br />
NEL MODELLO MURINO DI COREA DI HUNTINGTON (Daunia Laurenti)<br />
Introduzione – Nella Corea di Huntington si riscontra una diminuzione dei<br />
livelli sia della CREB (cAMP responsive element binding protein) che della<br />
CBP (la CREB-bindig protein) [Steffan et al. (2000) PNAS USA 97: 6763-6768;<br />
Gines et al. (2003) Hum Mol Genet 12: 497-508; Sugars et al. (2004) J Biol<br />
Chem 279: 4988-4999; Rouaux et al. (2004) Biochem Pharmacol 68(6): 1157-<br />
1164]. Questi valori diminuiti sembrerebbero essere il risultato di un dismetabolismo<br />
energico che è stato riscontrato e documentato nel modello murino<br />
della Corea di Huntington, in cui si è osservato un abbassamento dei livelli di<br />
cAMP all’interno dello striato [Gines et al. (2003) Hum Mol Genet 12: 497-<br />
508]. CREB è stato dimostrato svolgere un effetto neuroprotettivo [Lonze,<br />
Ginty (2002) Neuron 35: 605-623]. Di conseguenza, l’utilizzo di farmaci che<br />
agiscano sulla CBP causando una perdita di funzione di tale proteina possono<br />
rappresentare una strategia terapeutica valida contro i disordini neurodegenerativi<br />
quali la Corea di Huntington.<br />
Le fosfodiesterasi (PDE) sono una famiglia di enzimi capaci di degradare<br />
il cAMP. Un’inibizione selettiva di tali enzimi potrebbe risultare rilevante<br />
come strategia terapeutica nei disordini del sistema nervoso centrale, vista la<br />
distribuzione ubiquitaria delle PDE nel cervello [Menniti et al. (2007) Curr<br />
Opin Investig Drugs 8: 54-59]. A questo proposito è già stato dimostrato l’effetto<br />
positivo del Rolipram, un inibitore della PDE di tipo IV (PDE4) [Lee et<br />
al. (2004) Ann Neurol 56: 611-623]. Tale effetto è verosimilmente mediato da<br />
un aumento dei livelli di CREB fosforilato [DeMarch et al. (2007) Neurobiol<br />
Dis 25: 266-273]. Inoltre il Rolipram svolge un effetto protettivo anche sul<br />
modello murino della Corea di Huntington, il topo R6/2, prolungando la<br />
sopravvivenza e ritardando il manifestarsi dei sintomi. La fosfodiesterasi 10A<br />
(PDE10A) svolge due funzioni, idrolizza cAMP e cGMP. Tale enzima è altamente<br />
espresso nello striato, principale bersaglio della Corea di Huntington.<br />
150 2009
Borse di studio<br />
Materiali e metodi – Per lo studio sono stati usati ratti wistar maschi (Harlan,<br />
Italia) di 200-220 gr. Gli animali sono stati iniettati con acido quinolinico<br />
come descritto in Fusco et al. [(2003b) Eur J Neurosci 18: 1093-1102]. Gli animali<br />
sono stati trattati con iniezioni quotidiane intraperitoneali di Rolipram o<br />
veicolo ed in seguito sacrificati mediante perfusione transcardiaca a due e a 8<br />
settimane. I cervelli sono stati rimossi, postfissati overnight, e dopo un opportuno<br />
trattamento di crioprotezione sono stati congelati e sezionati al microtomo.<br />
Sono stati valutati 2 parametri: la grandezza delle lesioni striatali con la<br />
sopravvivenza cellulare e il livello di CREB fosforilata.<br />
Le lesioni sono state evidenziate utilizzando un anti-NeuN (1:200) per<br />
marcare i neuroni nello striato tramite colorazione DAB come già precedentemente<br />
descritto [Fusco et al. [(2003b) Eur J Neurosci 18: 1093-1102],<br />
quindi le sezioni sono state esaminate al microscopio. La grandezza delle<br />
lesioni è stata analizzata con software Zeiss LSM TM . Per la sopravvivenza<br />
cellulare è stata calcolata la densità apparente dei neuroni immunoreattivi<br />
su 1mm 2 [Fusco et al. (2003b) Eur J Neurosci 18: 1093-1102], a questo<br />
scopo l’area intorno alle lesioni è stata divisa in dorsale, laterale e mediale<br />
[DeMarch et al. (2007) Neurobiol Dis 25: 266-273] e il centro della lesione<br />
calcolato a parte. Per calcolare i livelli di CREB attivata e del BDNF nei neuroni<br />
sopravvissuti è stato utilizzato un metodo di doppia immunofluorescenza<br />
utilizzando anticorpi specifici per le proteine di interesse (anti-Phospho-CREB<br />
Rabbit e anti-BDNF mouse) entrambi diluiti 1:200, incubati per<br />
72 ore a -4°C. Le sezioni sono state poi incubate con anticorpi secondari<br />
(Goat anti-rabbit Cy3 coniugato e Donkey anti-mouse Cy2 coniugato). I dati<br />
ottenuti sono stati poi analizzati per rilevare gli effetti del farmaco sulla<br />
sopravvivenza cellulare e l’inattivazione di CREB nello striato nei diversi<br />
gruppi di animali. L’analisi statistica è stata effettuata tramite ANOVA<br />
seguita dal test HDS Tukey.<br />
Risultati – Negli animali trattati con TP10 l’estensione delle lesioni risulta<br />
essere diminuita in maniera statisticamente significativa rispetto agli animali<br />
non trattati. Sia nella parte centrale della lesione che nelle aree circostanti è<br />
stata riscontrata una maggior sopravvivenza cellulare negli animali trattati<br />
con TP10 rispetto ai trattati con veicolo ad entrambi i time points considerati.<br />
La perdita di neuroni corticali è ridotta del 27% nei gruppi trattati con TP10.<br />
Negli animali trattati con TP10 l’intensità di CREB attivata aumentava<br />
rispetto a quelli lesionati e trattati con il veicolo. Il trattamento era in grado di<br />
riportare i livelli di CREB fosforilata a livelli molto simili a quelli degli animali<br />
non lesionati. L’analisi della fluorescenza del BDNF ha dimostrato invece<br />
un aumento del 10% di questa proteina negli animali trattati con TP10<br />
rispetto agli animali veicolo. Nella corteccia è stato trovato un aumento del<br />
2,5% (a 2 settimane dopo la lesione) e del 12% (8 settimane dopo la lesione) di<br />
CREB fosforilata negli animali trattati con TP10 rispetto al veicolo. In relazione<br />
al BDNF espresso in corteccia è stato mostrato un incremento del 16%<br />
negli animali trattati e sacrificati dopo due settimane, mentre non è stata rilevata<br />
una differenza significativa negli animali sacrificati a 8 settimane dalla<br />
lesione.<br />
2009 151
Sezione II<br />
Discussione – Il TP10 ha effetto sulla neuroprotezione, come mostrato nella<br />
conta cellulare. È possibile che l’efficacia del TP10 possa essere un risultato<br />
dovuto, in parte, dall’incremento del segnale cAMP e dall’upregolazione della<br />
fosforilazione di CREB. Il TP10 aumenta l’attivazione di CREB nei ratti lesionati<br />
con conseguente aumento della sopravvivenza dei neuroni striatali. Inoltre<br />
è stato mostrato che il TP10 è efficace nell’incremento dell’immunoreattività<br />
del BDNF nei neuroni striatali di ratti lesionati, e ha avuto anche effetti<br />
benefici sui neuroni corticali, è stato infatti osservato un effetto retrogrado<br />
nella perdita di neuroni corticali, accompagnata da un aumento dei livelli di<br />
CREB fosforilata (in entrambi time point) e di BDNF (limitato al primo time<br />
point). Il risparmio dei neuroni striatali dato dal TP10 può essere ricondotto<br />
all’aumentato livello di attività da parte dei neuroni corticali che di rimando<br />
potrebbero essere dovuti all’incremento dei livelli di CREB fosforilata e di<br />
BDNF. Infine i risultati indicano che l’inibizione della PDE10A può essere di<br />
beneficio nel prevenire la morte cellulare e le disfunzioni demielinizzanti nel<br />
modello eccitotossico di neurodegenerazione. Questo risultato conferma ed<br />
estende l’importanza dell’inibizione delle fosfodiesterasi come nuovo approccio<br />
al trattamento dei disordini neurodegenerativi.<br />
INVESTIGAZIONI DI PROTEOMICA<br />
IN MALATTIE EREDITARIE (Valeria Marzano)<br />
Introduzione e obiettivo – I termini “ proteoma ” e “ proteomica ” furono<br />
introdotti nel 1995 da un gruppo australiano [Wasinger VC (1995) Electrophoresis<br />
16: 1090-1094] e derivano dalle parole “ PROTein ” e “ genOME”; come<br />
l’insieme dei geni di un organismo è definito dal suo genoma, così l’insieme<br />
delle proteine espresse da quel genoma è il suo proteoma. La proteomica è,<br />
quindi, una disciplina basata sullo studio delle variazioni qualitative e quantitative<br />
delle proteine presenti in un particolare tessuto/tipo cellulare/distretto<br />
dell’organismo, con il fine di comprendere i processi biologici e funzionali nel<br />
loro insieme a partire da modelli proteici complessi. Le ricerche di proteomica<br />
si rivelano, quindi, di particolare interesse nello studio di malattie genetiche,<br />
permettendo di studiare gli effetti dei difetti genetici sulla conseguente<br />
alterata espressione proteica [Gloerich J (2007) J Proteome Res 6: 506-512].<br />
L’ataxia telangiectasia (AT) è una patologia genetica (autosomale recessiva)<br />
rara causata da mutazioni a carico del gene che codifica per la chinasi<br />
ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated), proteina che gioca un ruolo centrale<br />
nelle risposte cellulari da stress indotte dal danno al DNA. Tali mutazioni<br />
impediscono l’espressione della proteina funzionale in cellule di pazienti affetti<br />
da AT. La conseguente progressiva deficienza neurologica, dovuta a degenerazione<br />
progressiva di particolari neuroni del cervelletto, si manifesta normalmente<br />
verso i due anni di età con una ridotta mobilità (movimenti scoordinati<br />
o atassici) associati con telangiectasia oculare (vasi sanguigni dilatati nella<br />
congiuntiva bulbare) [Shiloh Y. (2003) Nat Rev Cancer 3: 155-168].<br />
Evidenze sperimentali portano ad attribuire alla proteina ATM un ruolo<br />
fondamentale nel condizionare la composizione proteica cellulare; i processi<br />
molecolari difettivi risultanti da sua non corretta funzionalità e le evidenze<br />
152 2009
Borse di studio<br />
che descrivono la capacità di ATM di fosforilare almeno tre E3 ubiquitinligasi,<br />
MDM2, COP1, Siah-1 [Maya R (2001) Genes Dev 15: 1067-1077; Dornan<br />
D (2006) Science 313: 1122-1126; Winter M (2008) Nat Cell Biol 10: 812-<br />
824] ed una deubiquitinasi, USP10 [Yuan J (2010) Cell 140: 384-396], mettono<br />
in luce un ipotetico ruolo di ATM nel modulare la via di segnalazione e degradazione<br />
cellulare che si basa sul sistema ubiquitina-proteasoma (Ub-P). A<br />
sostegno di questa ipotesi vi è una ricerca del 2002 [Taylor A (2002) Oncogene<br />
21: 4363-4373] che riporta l’aumento dei coniugati di ubiquitina in risposta al<br />
danno al DNA dovuto a rotture nella doppia elica, processo che induce<br />
appunto l’attivazione di ATM.<br />
È proprio studiare il possibile ruolo di ATM nel processo di degradazione<br />
delle proteine Ub-P dipendente l’obiettivo di questo progetto di ricerca.<br />
Materiali e metodi – I modelli cellulari sperimentali selezionati per l’indagine<br />
di proteomica sono stati la linea linfoblastoide L6, derivata da un<br />
paziente con AT, e la corrispondente linea stabilmente trasfettata con il<br />
costrutto ATM-wt (chinasi funzionale, L6ATM). Entrambe le linee cellulari<br />
sono state incubate o meno con 10mM MG132 (inibitore del proteosoma) per<br />
2 ore e le proteine sono state estratte lisando in 6M Urea, 100mM Tris, 0.5%<br />
CHAPS. È stato effettuato un western blot con l’anticorpo anti-ubiquitina<br />
(<strong>Santa</strong> Cruz, P4D1) per valutare l’accumulo delle proteine poli-ubiquitinate<br />
nelle cellule trattate. La stessa quantità proteica, per ogni condizione, è stata<br />
digerita con l’enzima tripsina ed i peptidi risultanti son stati identificati e<br />
quantificati grazie alla cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di<br />
massa di tipo tandem (LC-MS/MS); 1.7ug di digesto proteico son stati iniettati<br />
in un sistema cromatografico UPLC nanoAcquity accoppiato a spettrometro<br />
di massa nanoESI-Q-TOF (Q-Tof Premiere, Waters Corp.) con acquisizione in<br />
MS E . Nella particolare configurazione strumentale adottata (cromatografia<br />
liquida a fase inversa), la separazione dei peptidi avviene utilizzando una<br />
miscela di acqua e acetonitrile come fase mobile (gradiente da 3 a 40% di<br />
ACN in 120 minuti) e una colonna C18 come fase stazionaria. La successiva<br />
acquisizione dei dati di spettrometria di massa in modalità MS E [Vissers JP<br />
(2007) Mol Cell Proteomics 6: 755-766] consiste in un protocollo di frammentazione<br />
peptidica in parallelo: lo spettrometro di massa fornisce l’energia di<br />
collisione alternando due tipologie di MS ad elevata (15-40 eV) e bassa (4 eV)<br />
energia di collisione.<br />
L’insieme dei dati risultante dagli spettri di massa, contenenti informazioni<br />
sui precursori peptidici e sui relativi ioni figli prodotti, associati con i<br />
corrispondenti tempi di ritenzione, sono stati elaborati con il programma ProteinLynx<br />
Global Server (Waters) che ha permesso sia l’identificazione delle<br />
proteine interrogando la banca dati di UniProtKB/SwissProt (versione 54.0)<br />
sia la quantificazione relativa, tra i diversi campioni, delle proteine identificate<br />
(grazie all’utilizzo di uno standard interno, 200ftmoli del digesto di Enolase<br />
di Saccharomyces cerevisiae) con validazione statistica dei risultati. L’elevata<br />
sensibilità e riproducibilità del sistema nano-cromatografico e l’elevata<br />
efficienza di rivelazione dell’acquisizione MS E rendono questo approccio<br />
“ label free ” il metodo ideale per l’identificazione di proteine in campioni<br />
2009 153
Sezione II<br />
molto complessi. L’insieme dell’elenco di proteine differenzialmente espresse<br />
nei diversi campioni in esame sono poi state valutate con il programma<br />
bioinformatico Ingenuity Pathway Analysis (IPA 8.0; Ingenuity® Systems) per<br />
poter associare ai risultati sperimentali le molteplici e complesse funzioni biologiche<br />
e trovare relazioni dirette ed indirette tra le proteine identificate.<br />
Risultati – Sono state identificate 53 proteine differenzialmente espresse tra<br />
la linea cellulare L6 e L6ATM dopo trattamento con MG132 e 63 proteine tra<br />
le due linee non trattate; nei due insiemi è stato interessante notare la differente<br />
espressione delle proteine SUB1, STAT1, GSTP1, AK2, EIF5A, PPIA<br />
nelle cellule L6ATM rispetto alla loro controparte L6, proteine note dalla letteratura<br />
per essere bersagli dell’azione di MG132. Nel confronto tra le due linee<br />
cellulari entrambe trattate con MG132, è stata evidenziata una differente<br />
espressione sia della proteina Ubiquitin-like modifier-activating enzyme 1<br />
(UBA1) che della b-2-microglobulin (b2M), entrambe macromolecole fondamentali<br />
del sistema Ub-P. Inoltre anche la 14-3-3 zeta/d (YWHAZ), proteina<br />
che regola il ciclo di divisione cellulare dopo l’attivazione della replicazione<br />
del DNA e in risposta ad un danno del DNA, risulta sottoregolata nel nostro<br />
studio ed in un lavoro precedente è già stato descritto un legame diretto tra<br />
essa e la UBA1 [Meek SE (2004) J Biol Chem 279: 32046-32054].<br />
I due insiemi di proteine differenziali sono direttamente collegati al metabolismo<br />
di carboidrati, in particolare alla glicolisi e gluconeogenesi, con una<br />
probabilità calcolata con un p-value di 5.8e -07 e 4.9e -09 rispettivamente, evidenza<br />
bioinformatica che viene confermata dai dati in letteratura che descrivono<br />
un legame tra l’AT e patologie di tipo metabolico (aterosclerosi, resistenza<br />
all’insulina) e cardiovascolari [Bar RS (1978) N Engl J Med 298: 1164-<br />
1171; Schneider JG (2006) Cell Metab 4: 377-389].<br />
CORRELATI NEURALI DELL’OSSERVAZIONE DI ERRORI<br />
IN SISTEMI MOTORI ESPERTI (Mariella Pazzaglia)<br />
Introduzione e obiettivi – La scoperta dei “ neuroni specchio ” nella corteccia<br />
F5 della scimmia e recenti dati neurofisiologici nell’uomo mostrano come<br />
l’osservare un’azione generi una rappresentazione interna che coinvolge<br />
anche strutture neurali attive durante l’esecuzione della stessa azione [Rizzolatti,<br />
Craighero (2004) Annu Rev Neurosi 27: 169-192].<br />
Questi dati supportano l’idea di una comunanza di rappresentazioni percettive<br />
e motorie e avvalorano l’ipotesi “ simulativa ”, secondo la quale osservare<br />
implica anche una rappresentazione interna dell’azione [Jordan (1996)<br />
Computational aspects of motor control and motor learning In: Heuer, Keele<br />
(Eds.) Handbook of Perception and Action Motor Skills, NewYork, NY, Academic<br />
Press; Carruthers, Smith (1996) Theories of Theories of Mind, Cambridge<br />
University Press; Gallese, Goldman (1998) Trends Cogn Sci 12: 493-501; Blakemore,<br />
Decety (2001) Nat Rev Neurosc 2: 561-567; Gallese (2003) Networks 1:<br />
24-47], in sostanziale antitesi con l’ipotesi classica secondo la quale l’analisi<br />
dello stimolo ha luogo attraverso meccanismi esclusivamente percettivi.<br />
L’idea di fondo è che in sistemi motori esperti, nei quali il piano motorio è<br />
ampiamente consolidato, l’osservazione di un’azione appartenente al proprio<br />
154 2009
Borse di studio<br />
repertorio comportamentale possa innescare una rappresentazione simulativa,<br />
e che questo tipo di rappresentazione visuo-motoria influisca nella detezione<br />
di caratteristiche dell’azione stessa, come per esempio il rilevamento di<br />
errori di esecuzione, coinvolgendo alcuni substrati neurali in maniera differente<br />
rispetto a soggetti non esperti.<br />
In questo caso sono stati coinvolti in uno studio di fMRI dei pianisti<br />
esperti con un elevato grado di stabilità e fluenza nei movimenti fini delle dita<br />
ed un gruppo di controllo costituito da soggetti senza nessuna abilità motoria<br />
specifica. Nella prima sessione (compito di discriminazione percettiva) ai soggetti<br />
è stato chiesto di indicare attraverso la pressione di un tasto il numero<br />
dei tasti neri premuti dalla mano che esegue l’azione musicale, in modo da<br />
misurare l’attivazione funzionale durante il rilevamento di una caratteristica<br />
dello stimolo che non richiede nessun tipo di conoscenza sulla modalità di<br />
esecuzione dell’azione. Nella seconda sessione (compito di discriminazione<br />
dell’errore motorio), ai soggetti è stato chiesto di discriminare la correttezza<br />
dell’azione osservata, in modo da ottenere una mappa di attivazione collegata<br />
alla discriminazione attiva durante l’osservazione di un errore motorio. Per<br />
entrambi i compiti sono state registrate l’accuratezza di risposta ed i tempi di<br />
reazione. Un confronto fra le mappe statistiche di attivazione cerebrale fra i<br />
due diversi compiti cognitivi e fra i due gruppi di soggetti ci ha altresì permesso<br />
di identificare i substrati neurali coinvolti nell’osservazione di azioni e<br />
quali aree cerebrali siano modulate in maniera specifica nella detezione dell’errore<br />
osservato.<br />
Paradigma sperimentale – 2 gruppi sperimentali differenti per abilità motorie<br />
(pianisti esperti (M) e musicisti non pianisti (NM) x 2 compiti sperimentali<br />
(compito di discriminazione percettiva (kd) e compito di detezione dell’errore<br />
osservato (ed)), ognuno con 2 livelli indipendenti di risposta. Per ogni run è<br />
prevista una baseline sotto forma di immagini statiche cui il soggetto non<br />
deve rispondere.<br />
Discussione e risultati – L’osservazione di azioni sembra attivare specifici<br />
meccanismi di risonanza visuomotoria. Nei sistemi motori esperti, nei quali il<br />
piano motorio è ampiamente consolidato, la lettura della cinematica del<br />
corpo comporta che il sistema motorio compia operazioni discriminative<br />
molto fini. Il trasferimento al sistema motorio di codici percettivi sembra giocare<br />
un ruolo fondamentale nella detezione di caratteristiche dell’azione<br />
stessa, come per esempio il rilevamento di errori di esecuzione nell’eseguire<br />
una scala al pianoforte.<br />
Lo studio dimostra l’esistenza di substrati neurali distinti per i pianisti<br />
esperti rispetto ai novices indicando una relazione tra l’osservazione dominio<br />
specifica e la capacità di raggiungere degli elevati standard esecutivi e strategici<br />
nel dominio osservato.<br />
In particolare, le aree prefrontali, premotorie e del cingolo risultano maggiormente<br />
attive nella detezione dell’errore nei sistemi motori esperti. Al contrario,<br />
per i soggetti con nessuna esperienza visiva del gesto motorio sono<br />
risultati maggiormente attivi i circuiti corticali dell’azione, comprendendo il<br />
parietale inferiore e le aree premotorie.<br />
2009 155
Sezione II<br />
PROFUNDISTANCE: UNA BANCA DATI DI INTERAZIONI PROTEICHE UMANE<br />
RELAZIONATE ED INTEGRATE CON DATI DI COLOCALIZZAZIONE<br />
ED ASSOCIATE A PATOLOGIE MENDELIANE (Daniele Peluso)<br />
Introduzione – L’applicazione, su scala genomica, di nuovi potenti strumenti<br />
della proteomica ha permesso di ottenere, in breve tempo, una quantità<br />
d’informazioni senza precedenti riguardanti il numero e la distribuzione di<br />
molecole biologiche cellulari e le loro interazioni. Per citare i database più<br />
importanti: HPRD, Intact, DIP, MPact, BioGRID, MPIDB, MatrixDB e tra queste<br />
le banche dati del nostro gruppo: MINT, VirusMINT e HomoMINT.<br />
MINT (http://mint.bio.uniroma2.it/mint/), basata su standard specifici,<br />
riconosciuti dalla comunità internazionale, è stata sviluppata con l’ambizione<br />
di raccogliere tutte le informazioni pubblicate riguardanti l’interazione tra<br />
proteine, attraverso la condivisione di dati curati con le altre grandi banche<br />
informatiche biologiche, rappresentandoli attraverso una forma binaria o di<br />
rete complessa. La crescita di MINT è stata costante a partire dal 2002, anno<br />
in cui MINT è stata per la prima volta descritta in una pubblicazione scientifica,<br />
ora contiene più di 111.000 interazioni fisiche di cui oltre 23.000 riguardanti<br />
proteine umane.<br />
Partendo proprio dalla mole di dati a nostra disposizione si è pensato<br />
di sfruttare l’interattoma umano associandolo ad informazioni relative alla<br />
colocalizzazione e alle patologie relazionate alle proteine coinvolte nelle<br />
interazioni, sviluppando una banca dati, con interfaccia web dedicata, in<br />
modo da offrire uno strumento che permetta di avere un visione di<br />
insieme riguardo alle interazioni proteiche attualmente conosciute permettendo<br />
esperimenti mirati in modo da ridurre di molto le risorse sperimentali.<br />
Metodi – Il progetto è stato sviluppato in 4 fasi: 1) Integrazione: a) dati di<br />
interazione tra proteine umane; b) associazione gene/malattia; c) localizzazione<br />
proteica; 2) Creazione Banca Dati; 3) Inserimento dati; 4) Progettazione<br />
e sviluppo di un’interfaccia WEB.<br />
Nella prima fase l’obiettivo è stato integrare i dati provenienti dall’interattoma<br />
umano, che rappresenta una rete di interazioni tra proteine umane con<br />
informazioni su gene/malattia ed una classificazione delle localizzazioni proteiche.<br />
L’informazione sul proteoma è immagazzinata nella banca dati MINT<br />
e nella banca dati HomoMINT che invece contiene interazioni inferite da<br />
esperimenti su organismi modello. La raccolta dei dati concernenti patologie<br />
umane/geni, è avvenuta attraverso la banca dati OMIM (http://www.ncbi.nlm.<br />
nih.gov/omim/) che conserva tutte le informazioni su malattie umane mendeliane<br />
ricavate dalla letteratura e con informazioni provenienti da collaborazioni<br />
con gruppi sperimentali. Per finire, la localizzazione proteica è stata<br />
caricata a partire dalla banca dati cellMINT (http://mint.bio.uniroma2.it/<br />
CellMINT/).<br />
Una volta raccolti i dati e comprese le caratteristiche di ogni informazione<br />
abbiamo progettato la Banca Dati relazionale vera e propria, sviluppata<br />
con il DBMS ad oggetti postgreSQL (http://www.postgresql.org/), a licenza<br />
156 2009
libera. Per l’inserimento, è stato fondamentale creare dei filtri che permettessero<br />
di descrivere una relazione coerente fra i dati, con confronti che validino<br />
le relazioni stesse.<br />
Terminata la Banca Dati ProFunDistance è stata sviluppata un’interfaccia<br />
web facilmente accessibile e navigabile dove l’utente può compilare dei campi<br />
chiave, lanciando query ed avendo come risposta tutta l’informazione possibile,<br />
chiara e scaricabile in locale. L’interfaccia è stata sviluppata con JAVA<br />
per la parte server, HTML e javascript per la visualizzazione lato client ed<br />
oltre una home page, ad una pagina per effettuare le query di ricerca con le<br />
relative pagine di visualizzazione dei dati risultanti, anche una pagina che<br />
mostra delle statistiche operate sulla Banca Dati.<br />
Conclusioni – Una volta terminata la fase di test del sistema informatico, sarà<br />
fondamentale valutare l’applicazione che gruppi sperimentali ne faranno ed<br />
eventualmente avere una rete di feedback per una ulteriore validazione delle<br />
interazioni a seguito degli esperimenti.<br />
A questo scopo diverrà molto utile avere una misura di tipo probabilistico<br />
della precisione dell’informazione per ogni singola interazione, quindi generare<br />
una punteggio vero e proprio per dare all’utente la possibilità di capire<br />
quanto affidarsi a quel dato e quanto invece prenderlo con cautela. Questo<br />
tipo di score verrà costruito proprio sulla base di tutti i dati raccolti.<br />
Potrebbe essere interessante sviluppare un predittore che dia una stima<br />
della probabilità per cui una determinata proteina possa interagire con altre<br />
proteine sulla base delle sue interazioni, della sua localizzazione e delle patologie<br />
ad essa associate. Per questo diviene fondamentale aggiungere ulteriori<br />
annotazioni alle proteine implicate nelle interazioni, come per esempio dei<br />
dati riguardanti la coespressione, aumentando la precisione predittiva del<br />
sistema.<br />
RUOLO DELLA CHINASI ATM (ATAXIA TELANGIECTASIA MUTATED)<br />
NEL CONTROLLO DELL’UBIQUITINAZIONE<br />
PROTEASOMA-UBIQUITINA DIPENDENTE (Simonetta Santini)<br />
Borse di studio<br />
Introduzione – L’Atassia-Telangiectasia è una malattia genetica autosomica<br />
recessiva caratterizzata da neurodegenerazione cerebellare progressiva che<br />
determina atassia, telangiectasia, sensibilità alle radiazioni ionizzanti, ed alta<br />
incidenza nello sviluppo di tumori soprattutto a carico dell’apparato immunitario.<br />
A livello molecolare tale patologia è caratterizzata dall’assenza funzionale<br />
di una proteina chiamata ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated). ATM è<br />
una serina/treonina chinasi ed è il principale trasduttore cellulare del danno<br />
al DNA a doppia elica (DSB). In risposta al danno al DNA, ATM fosforila in<br />
serina e treonina diversi substrati attivando quindi una cascata di trasduzione<br />
del segnale che indirizza la cellula verso l’arresto del ciclo o la morte programmata<br />
(apoptosi). È stato recentemente identificato nel nostro laboratorio un<br />
nuovo ruolo di ATM come modulatore dell’apoptosi indotta dal recettore Fas.<br />
Si è riscontrato che cellule linfoblastoidi prive di una proteina ATM funzionale<br />
sono sensibilmente resistenti alla morte indotta dal recettore Fas; tale<br />
2009 157
Sezione II<br />
resistenza all’apoptosi correla con alti livelli di espressione della proteina antiapoptotica<br />
FLIP.<br />
Basandosi sulla recente osservazione che trattando linee cellulari esprimenti<br />
una forma attiva della chinasi con inibitori del proteosoma si determina<br />
un aumento dei livelli di FLIP (aumento che di contro non si osserva in<br />
linee cellulari non esprimenti una forma attiva della chinsi), si è ipotizzato<br />
che l’attività chinasica di ATM moduli la stabilità di FLIP tramite una via proteosoma<br />
dipendente. In un recente lavoro è stata individuata l’E3 ubiquitina<br />
ligasi ITCH come l’enzima responsabile della degradazione specifica della<br />
proteina FLIP. Si è quindi ipotizzato che ATM possa regolare i livelli di FLIP<br />
modulando l’attività della sua E3 ubiquitina ligasi specifica: ITCH.<br />
Risultati – ITCH svolge un ruolo nella degradazione ATM dipendente di FLIP –<br />
Inibendo l’attività di ITCH mediante specifico siRNA si è verificato che l’attenuazione<br />
dei livelli della E3 ubiqutitina ligasi è in grado di abrogare la degradazione<br />
ATM-dipendente di FLIP indotta da trattamento con Neocarzinostatina<br />
(radiomimetico in grado di indurre lesioni di tipo“ rottura su doppio filamento<br />
” che inducono attivazione della chinasi ATM).<br />
ATM modula l’attività della ubiquitina ligasi ITCH – Allestendo un primo saggio<br />
di ubiquitinazione in cellule 293T in cui si sovra-esprime ITCH-Myc, Ubiquitina-HA<br />
in presenza o meno della chinasi ATM (od in alternativa attivando<br />
o meno la chinasi endogena previo trattamento con Neocarzinostatina), si è<br />
rilevato tramite immunoblotting anti-HA su Immunoprecipitato (IP) di ITCH<br />
un incremento nell’attivazione della ubiquitina ligasi nei soli campioni in cui<br />
la chinasi è attiva.<br />
ATM svolge un ruolo nella modulazione dell’ubiquitinazione di FLIP – Si è allestito<br />
un saggio di ubiquitinazione in cellule 293T in cui si sono co-espresse<br />
FLIP-Flag, Ubiquitina-HA e ITCH-Myc in modo da osservare ATM promuovere<br />
la degradazione di FLIP modulando l’attività di ITCH. Si rileva l’ubiquitinazione<br />
di FLIP tramite immunoblotting anti-HA su IP di FLIP. Si è testato<br />
inoltre il contributo peculiare dell’attività chinasica di ATM utilizzando sia l’inibitore<br />
specifico KU55933, sia la Neocarzinostatina.<br />
I suddetti esperimenti confermano che in risposta a danno al DNA l’attività<br />
di ATM è necessaria per modulare l’attività di ITCH ed i livelli di FLIP<br />
regolandone la sua ubiquitinazione.<br />
ITCH potrebbe essere un substrato diretto di ATM – È riportato in letteratura<br />
che ATM modula l’attività di alcuni suoi effettori mediante la loro diretta<br />
fosforilazione principalmente all’interno di siti specifici definiti “ siti SQ-TQ”,<br />
composti da un residuo di serina o treonina seguito da un glutammato. Da<br />
un’analisi della sequenza genica di ITCH si riscontrano ben nove “ siti SQ-TQ”;<br />
si è ipotizzato che ATM fosse in grado di fosforilare la ligasi. È stato effettuato<br />
un IP su colonna cromatografica partendo da 30mg di estratto proteico da<br />
cellule 293T cotrasfettate con ITCH ed ATM e trattate con Neocarzinostatina.<br />
Il campione è stato separato per elettroforesi su SDS-PAGE ed il gel colorato<br />
con Brilliant Blue per evidenziare le proteine. L’analisi di spettrometria di<br />
massa è stata svolta nel Laboratorio di Spettrometria di Massa, dell’Istituto<br />
DIBIT-H-San Raffaele di Milano. La banda separata tramite elettroforesi su<br />
158 2009
Borse di studio<br />
gel di acrilammide corrispondente al peso molecolare di ITCH è stata eluita<br />
dal gel e processata per la digestione enzimatica con tripsina; la miscela di<br />
peptidi così ottenuta è stata analizzata per spettrometria di massa. Tale<br />
approccio ha evidenziato un peptide caratterizzato dalla presenza di una<br />
Metionina la cui ossidazione genera un incremento di peso molecolare di<br />
16Da e da una possibile fosforilazione che genera un incremento di peso<br />
molecolare di 80Da. Tale peptide ha la seguente sequenza, KTLFEDSFQQIM-<br />
SFSPQDLR, ed è localizzato tra i residui aminoacidici 555-574 della sequenza<br />
umana di ITCH all’interno del dominio HECT. Nel suddetto peptide non è<br />
presente alcun motivo SQ/TQ, substrato canonico di ATM; è invece presente<br />
un sito SP che in letteratura è noto essere riconosciuto in maniera specifica<br />
dalla chinasi JNK che è noto regolatore dell’attività di ITCH da TNF.<br />
In conclusione, tale esperimento seppure preliminare, ed ovviamente da<br />
riconfermare, suggerisce due ipotesi: la prima, basata sulla descrizione in letteratura<br />
di alcuni siti di fosforilazione “ non canonici ” da parte di ATM, consiste<br />
nella capacità di ATM di fosforilare un sito presente nel peptide identificato<br />
tramite spettrometria di massa; la seconda è che ATM sia in grado di<br />
modulare l’attività di ITCH in risposta al danno al DNA, mediante l’attività<br />
della chinasi JNK.<br />
MECCANISMI CELLULARI DI BASE DEL DANNO A CARICO<br />
DELLA PLASTICITÀ SINAPTICA NEL MODELLO MURINO<br />
DI DYT1 DYSTONIA (Giuseppe Sciamanna)<br />
Introduzione – La distonia comprende un ampio gruppo di disordini del<br />
movimento caratterizzati da contrazioni involontarie dei muscoli oppositori<br />
che causano forti movimenti di torsione e posture del tutto anomale. L’eziologia<br />
di tale sindrome rimane per molti versi sconosciuta ma è stata tuttavia<br />
accertata un’importante componente genetica associabile a molte forme di<br />
tale patologia. Circa 14 mutazioni geniche sono ad oggi correlate a sindromi<br />
di tipo distonico e la più diffusa tra esse risulta essere la distonia DYT1,<br />
caratterizzata dalla delezione di una tripletta genica (DGAG) a livello del<br />
cromosoma 9q che causa la produzione di una proteina mutata (TorsinA).<br />
La funzione di tale proteina non è ancora del tutto definita ma si ritiene che<br />
possa essere implicata nella regolazione delle interazioni fra citoscheletro,<br />
membrana nucleare e reticolo endoplasmatico, e nei processi di trasporto<br />
delle vescicole sinaptiche all’interno degli assoni neuronali [Goodchild et al.<br />
(2005) Neuron 48: 923-932; Hewett et al. (2007) Proc Natl Acad Sci USA 104:<br />
7271-7276]. Lo striato appartiene ai cosiddetti gangli della base (GB) e<br />
svolge all’interno dei processi di controllo dell’attività motoria un fondamentale<br />
ruolo di integrazione e bilanciamento dell’attività degli altri nuclei<br />
dei GB nonché di altre strutture come la corteccia motoria, frontale ed associativa.<br />
Sempre maggiori evidenze riportano come alterazioni a carico dello<br />
striato stesso siano fortemente coinvolte nella sviluppo della distonia ed in<br />
particolare della distonia DYT1. In un modello animale di distonia DYT1 ad<br />
esempio, i neuroni spinosi striatali (MSNs) presentano infatti profonde alterazioni<br />
nei fenomeni di plasticità a lungo temine quali “long term potentia-<br />
2009 159
Sezione II<br />
tion” (LTP) e “long term depression “ (LTD) [Martella et al. (2009) Brain<br />
132(9): 2336-2349].<br />
Nello stesso modello animale l’attivazione del recettore D2-like sugli interneuroni<br />
colinergici (LA) di topi mutati, induce un abnorme effetto eccitatorio<br />
assente in condizioni fisiologiche di base [Pisani et al. (2006) Neurobiol Dis<br />
24(2): 318-325]. Inoltre, studi in precedenza condotti dimostrano come l’attività<br />
GABAergica striatale sia significativamente aumentata in topi mutati per<br />
la TorsinA [Sciamanna et al. (2009) Neurobiol Dis 2009 34(1): 133-145], confermando<br />
lo stretto coinvolgimento dello striato nella fisiopatologia della<br />
distonia DYT1. Diversi e distinti fattori sono in grado di modulare l’attività<br />
GABAergica dello striato. Particolare importanza riveste soprattutto l’innervazione<br />
dopaminergica, la cui disfunzione è ritenuta oggi fortemente implicata<br />
nell’insorgenza di fenomeni distonici. In pazienti affetti da distonia DYT1<br />
sono stati individuati dei ridotti livelli di dopamina nel caudato/putamen<br />
[Furukawa et al. (2000) Neurology 54(5): 1193-1195] così come un aumentato<br />
turnover della dopamina [Augood et al. (2004) Adv Neurol 94: 53-60]. Studi di<br />
PET dimostrano, in pazienti con distonia DYT1 non conclamata, la presenza<br />
di una moderata riduzione del binding del recettore striatale D2 [Asanuma et<br />
al. (2005) Neurology 64: 347-349].<br />
Sulla base di tali considerazioni, obiettivo del presente progetto è stato<br />
quindi quello di realizzare un più dettagliato e ampio studio della trasmissione<br />
sinaptica GABAergica striatale in un modello animale di distonia DYT1,<br />
individuando eventuali alterazioni a carico del circuito stesso così come i fattori<br />
in grado di regolarne l’attività.<br />
Materiali e metodi – La realizzazione del suddetto progetto ha visto l’utilizzazione<br />
di tecniche di registrazione elettrofisiologica di tipo patch-clamp in<br />
configurazione whole-cell. Gli esperimenti sono stati condotti su fettine cortico-striatali<br />
di cervello prelevate da topi di controllo (NT), da topi che sovraesprimevano<br />
la proteina umana non-mutata (hWT) e infine da topi che sovraesprimevano<br />
la proteina umana mutata (hMT). Gli animali venivano sacrificati<br />
tramite dislocazione cervicale in stato di anestesia totale e il cervello<br />
immediatamente rimosso. Le fettine sono state preparate tramite utilizzo di<br />
un vibratomo e mantenute costantemente in sospensione in una soluzione<br />
contenente in mM: 126 NaCl, 2.5 KCl, 1.3 MgCl 2<br />
, 1.2 NaH 2<br />
PO 4<br />
, 2.4 CaCl 2<br />
, 10<br />
glucose, 18 NaHCO 3<br />
. Per gli esperimenti concernenti l’analisi di eventi sinaptici<br />
evocati (eIPSCs) e spontanei (sIPSCs) gli elettrodi di registrazione sono<br />
stati riempiti con la seguente soluzione intracellulare in mM: CsCl (110), K + -<br />
gluconate (30), EGTA (1.1), Hepes (10), C a<br />
Cl 2<br />
(0.1), Mg-ATP (2.0), GTP (0.3).<br />
Gli eventi GABAergici evocati venivano indotti ad una frequenza di 0.1<br />
Hz, tramite un elettrodo bipolare posto in prossimità della cellula registrata. I<br />
dati sono stati acquisiti tramite amplificatore Multiclamp 700b (Axon Instruments)<br />
e il software pClamp 9.2. Al fine di evitare la sovrapposizione di attività<br />
di tipo glutammatergico, tutti gli esperimenti sono stati effettuati in presenza<br />
di antagonisti specifici dei recettori del glutammato AMPA e NMDA<br />
(MK801; CNQX). I dati acquisiti sono stati analizzati off-line tramite l’utilizzo<br />
di software specifico: Minianalysis (Synaptosoft), pClamp 9.2 (Molecular<br />
160 2009
Borse di studio<br />
Devices), Origin 6.1. I risultati ottenuti nelle tre popolazioni sono stati confrontati<br />
applicando il test statistico ANOVA e sono stati considerati significativamente<br />
diversi per valori di p 0.05).<br />
Conclusione – I seguenti dati dimostrano come in un modello animale di<br />
distonia DYT1 il circuito GABAergico striatale presenti evidenti e significative<br />
alterazioni. In particolare sia neuroni MSN che interneuroni FS presentano<br />
un alterato effetto modulatorio indotto dall’attivazione esogena del recettore<br />
dopaminergico D2-like, un effetto del tutto specifico e che non coinvolge vie<br />
2009 161
Sezione II<br />
intermedie di traduzione del segnale intracellulare. Data l’importanza dell’attività<br />
dello striato all’interno della regolazione dell’attività motoria, e in considerazione<br />
del fatto che la distonia non presenta evidenti fenomeni di degenerazione<br />
cellulare, l’individuazione e lo studio di alterazioni funzionali a carico<br />
del circuito GABAergico striatale rappresenta un importante punto strategico<br />
per l’individuazione di nuovi target terapeutici nella cura della distonia.<br />
I DISTURBI COMPORTAMENTALI NELLE MALATTIE NEURODEGENERATIVE:<br />
VALUTAZIONE DEI BEHAVIOURAL AND PSYCHOLOGICAL SYMPTOMS<br />
OF DEMENTIA E LORO INSERIMENTO NELLE LINEE GUIDA<br />
PER LA DIAGNOSI DI DEMENZA (Ilaria Spoletini)<br />
Introduzione – I disturbi comportamentali nelle malattie neurodegenerative<br />
sono stati per la prima volta descritti agli inizi del 1900 da Alzheimer, in<br />
riferimento al caso di una paziente con deterioramento cognitivo associato<br />
a sintomi psichiatrici quali deliri paranoidei, deliri di gelosia, irritabilità e<br />
aggressività [Finkel (2000) Int J Geriat Psychiatry 15(S1): S2-S4]. Nonostante<br />
tali iniziali evidenze, l’interesse clinico degli studiosi si è concentrato per<br />
molti anni esclusivamente sui deficit cognitivi nella demenza, trascurando<br />
gli aspetti comportamentali. Inoltre, fino agli anni ’80 i pochi studi sull’argomento<br />
erano di discutibile attendibilità anche a causa della mancanza di<br />
strumenti validi e attendibili per la valutazione dei disturbi comportamentali<br />
nella demenza. Finalmente, nel 1996 si è giunti alla definizione di Behavioural<br />
and Psychological Symptoms of Dementia (BPSD) da parte dell’International<br />
Psychogeriatric Association [Finkel et al. (1996) Int Psychogeriatr 8<br />
(S3): 497-500].<br />
Oggi, in letteratura emergono due approcci per valutare i disturbi comportamentali<br />
nelle demenze: un approccio che potremmo definire sintomatologico<br />
o dimensionale, che individua singoli sintomi, e uno sindromico, che<br />
clusterizza i singoli sintomi in gruppi di sintomi correlati. L’obiettivo auspicabile<br />
è di arrivare a una migliore caratterizzazione dei cluster sintomatologici<br />
anche al fine di individuare linee guida diagnostiche che permettano una<br />
maggiore specificità terapeutica. Infatti, nonostante i BPSD accompagnino<br />
quasi invariabilmente, sul piano clinico, la sintomatologia cognitiva delle<br />
demenze, essi non sono annoverati tra i criteri diagnostici, neanche nella<br />
forma più comune di demenza neurodegenerativa, la demenza di Alzheimer<br />
(AD). L’unico BPSD preso in considerazione nella procedura di valutazione<br />
diagnostica della demenza è l’allucinazione visiva, nella diagnosi di demenza<br />
con corpi di Lewy, la seconda forma di demenza neurodegenerativa dopo la<br />
AD [Tröster (2008) Neuropsychol Rev 18: 103-119].<br />
Alcuni BPSD sono stati proposti nella valutazione diagnostica della<br />
demenza fronto-temporale ma attualmente solo la mancanza di consapevolezza<br />
di malattia è annoverata tra i criteri diagnostici [McKeith (2006) J<br />
Alzheimers Dis 9 (S 3): 417-423]. Infine, è documentato che i BPSD sono la<br />
causa principale di stress per i caregivers, di ricovero e di incremento della<br />
spesa sanitaria [Grossberg (2000) Int Psychogeriatr 14(S1): 27-49]. Infatti, i<br />
162 2009
Borse di studio<br />
pazienti AD istituzionalizzati hanno una maggiore incidenza di BPSD<br />
rispetto ai pazienti non istituzionalizzati (e tale dato è in contrasto con il<br />
grado di compromissione cognitiva, che è paragonabile tra i due gruppi<br />
[Grossberg (2000) Int Psychogeriatr 14(S1): 27-49]. Per tali motivi, la conoscenza<br />
e l’individuazione dei BPSD è di primaria importanza al fine di intraprendere<br />
un approccio terapeutico mirato ed efficace, soprattutto nella fase<br />
preclinica di AD, ovvero Mild Cognitive Impairment (MCI).<br />
Materiali e metodi – Soggetti – Nell’anno 2008 sono stati inclusi 50 pazienti<br />
con una diagnosi di MCI amnestico singolo dominio, 50 pazienti con una diagnosi<br />
di MCI multidominio, 50 con una diagnosi di AD probabile di grado<br />
lieve (Mini Mental State Examination ≥18) e 50 soggetti anziani di controllo<br />
(CON). È stato così possibile ampliare un campione già esistente di pazienti<br />
AD e MCI reclutati presso diverse cliniche neurologiche, per un totale di 245<br />
pazienti (119 con AD; 68 con MCI multidominio; 58 con MCI amnestico singolo<br />
dominio) e 107 controlli. In accordo con gli obiettivi previsti dallo studio<br />
tutti i pazienti sono stati sottoposti a una valutazione diagnostica secondo i<br />
criteri NINCDS-ADRDA per la malattia di Alzheimer (AD) ed i criteri per la<br />
diagnosi di MCI amnestico singolo dominio [Petersen et al. (1999) Arch Neurol<br />
56: 303-308] e MCI multidominio [Winblad et al. (2004) J Intern Med 256:<br />
240-246].<br />
Test – I soggetti inclusi sono stati sottoposti ad una estensiva batteria neuropsicologica<br />
(Mental Deterioration Battery) [Carlesimo et al. (1996) Eur Neurol<br />
36: 378-384]. In accordo con gli obiettivi previsti dallo studio, tutti i pazienti<br />
sono stati sottoposti a una valutazione psichiatrica che includeva i criteri diagnostici<br />
specificatamente sviluppati per la depressione [Olin et al. (2002) Am J<br />
Geriatr Psychiatry 10: 129-141], l’apatia [Starkstein et al. (2001) Am J Psychiatry<br />
158: 872-877] e la psicosi [Jeste e Finkel (2000) Am J Geriatr Psychiatry 8:<br />
29-34] nella demenza. Inoltre, è stato somministrato ad ogni caregiver il Neuropsychiatric<br />
Inventory (NPI) [Cummings et al. (1994) Neurology 44: 2308-<br />
2314], un questionario che consente la valutazione di 12 sintomi psichiatrici:<br />
deliri, allucinazioni, depressione/disforia, ansia, disinibizione, euforia, agitazione/aggressività,<br />
irritabilità/labilità dell’umore, apatia, comportamento<br />
motorio aberrante, disturbi dell’appetito e disturbi del sonno. È stato calcolato<br />
un punteggio totale di frequenza (da 1 a 4) e gravità (da 1 a 3) per ogni<br />
sintomo. I BPSD sono stati così categorizzati in tre gruppi: assenza di sintomi<br />
(punteggio=0); lievi (punteggio=1-3); severi (punteggio=4+).<br />
Analisi statistiche – I confronti statistici tra i gruppi di partecipanti per le<br />
variabili nominali sono stati effettuati utilizzando il test del chi-quadro. Le<br />
differenze tra i gruppi per le altre variabili sono state esplorate tramite una<br />
analisi multivariata utilizzando una serie di analisi della regressione logistica,<br />
condotte per confrontare le probabilità di avere sintomi psichiatrici nei<br />
gruppi di pazienti rispetto ai controlli. In tale modello i risultati sono stati<br />
aggiustati per età, genere, livello di istruzione e livello cognitivo globale.<br />
Risultati – Per quanto riguarda le variabili sociodemografiche, i pazienti AD,<br />
come ci si aspettava, differivano per età e scolarità dai controlli, mostrando<br />
2009 163
Sezione II<br />
una maggiore età e un minore livello di istruzione. I controlli e i pazienti con<br />
MCI amnestico singolo dominio mostravano un maggiore livello di istruzione<br />
rispetto ai pazienti AD e ai pazienti MCI multidominio. Circa la metà del campione<br />
di pazienti AD ha ricevuto la diagnosi di depressione e apatia. In particolare,<br />
i pazienti AD mostravano una probabilità tre volte maggiore di avere<br />
depressione rispetto ai pazienti con MCI amnestico singolo dominio (adjusted<br />
OR=3.0 CI= 1.1-7.6). Non vi erano differenze nella frequenza della depressione<br />
tra pazienti AD e MCI multidominio (OR=1.4, CI=0.7-3.1). La frequenza<br />
di diagnosi di depressione nei pazienti con MCI multidominio e AD era significativamente<br />
maggiore rispetto ai pazienti con MCI amnestico singolo dominio.<br />
Ad ogni modo, l’analisi di regressione logistica non ha evidenziato alcuna<br />
differenza significativa nelle probabilità di avere depressione nei pazienti con<br />
MCI multidominio rispetto ai pazienti con MCI amnestico singolo dominio<br />
(OR=1.9, CI=0.9-4.0), anche dopo aver corretto per età, genere, istruzione e<br />
livello cognitivo globale (adjusted OR=1.9, CI=0.8-4.6).<br />
Per quanto riguarda l’apatia, i pazienti AD avevano un rischio di avere<br />
una diagnosi di apatia significativamente maggiore rispetto ai pazienti con<br />
MCI amnestico singolo dominio (adjusted OR=16.9, CI=4.6-61.8) e con MCI<br />
multidominio (adjusted OR=7.5, CI=3.0-19.2). Più del doppio di pazienti con<br />
MCI multidominio avevano una diagnosi di apatia rispetto ai pazienti con<br />
MCI amnestico singolo dominio. Nove pazienti con AD (7.6%), 1 paziente con<br />
MCI amnestico singolo dominio (1.7%) e 1 con MCI multidominio (1.5%)<br />
hanno ricevuto la diagnosi di psicosi. A causa della bassa prevalenza di psicosi<br />
nei gruppi non è stato possibile condurre ulteriori analisi.<br />
Per quanto riguarda i singoli sintomi neuropsichiatrici valutati tramite<br />
l’NPI, si conferma il dato che apatia e depressione mostrano una frequenza<br />
proporzionale all’aumento della gravità del deficit cognitivo. Apatia e<br />
depressione erano infatti maggiormente prevalenti nell’AD (78.2% del campione<br />
mostrava sintomi depressivi, e l’84.9% apatia). I pazienti con MCI<br />
multidominio mostravano circa la stessa frequenza di sintomi depressivi dei<br />
pazienti AD, ma di gravità lieve. I sintomi di agitazione/aggressività erano<br />
più frequenti nei pazienti AD che nei gruppi MCI, mentre non differenziavano<br />
i gruppi MCI. Il pattern di sintomi di irritabilità era speculare a quello<br />
osservato per agitazione/aggressività. I sintomi di disinibizione colpivano<br />
più di un terzo dei pazienti AD (37.8%), solo il 5.2% dei pazienti con MCI<br />
amnestico singolo dominio e il 14.7% dei pazienti con MCI multidominio. I<br />
disturbi del sonno e i disturbi dell’appetito aumentavano in parallelo all’aumento<br />
di gravità del deficit cognitivo. Più di un terzo dei pazienti AD<br />
(35.3%) avevano disturbi dell’appetito, e il 27.8% mostrava sintomi gravi. I<br />
sintomi psicotici avevano una bassa frequenza nel campione di pazienti. I<br />
deliri erano presenti solo nei pazienti AD, di cui 10 (8.4%) aveva deliri di<br />
gravità lieve, e 4 pazienti (3.4%) aveva deliri severi. I sintomi di euforia<br />
erano riferiti in 29 pazienti con AD (24.4%), 7 con MCI multidominio<br />
(10.3%) e 5 con MCI amnestico singolo dominio (8.6%). Sintomi di comportamento<br />
motorio aberrante erano più comuni, essendo presenti in 62<br />
pazienti AD (52.1%), 10 con MCI amnestico singolo dominio (17.2%) e 16<br />
(23.5%) con MCI multidominio.<br />
164 2009
Borse di studio<br />
Conclusioni – Il presente studio mostra una elevata frequenza di BPSD in<br />
pazienti con MCI e AD. La depressione è il sintomo neuropsichiatrico più frequente,<br />
specialmente nei pazienti AD e con MCI multidominio. L’apatia è<br />
molto frequente in tutti i gruppi diagnostici e la probabilità di mostrare apatia<br />
aumenta progressivamente con l’aumento del deficit cognitivo. Vi è una elevata<br />
frequenza anche di altri sintomi neuropsichiatrici, soprattutto agitazione/aggressività,<br />
irritabilità, disinibizione, disturbi del sonno e dell’appetito,<br />
coerentemente coi dati di prevalenza esistenti in pazienti con MCI and AD<br />
[Apostolova, Cummings (2008) Dement Geriatr Cogn Disord 25: 115-126; Geda<br />
et al. (2008) Arch Gen Psychiatry 65(10): 1193-1198; Hwang et al. (2004)<br />
Alzheimer Dis Assoc Disord 18(1): 17-21].<br />
L’elevata frequenza di apatia e depressione evidenziata dal presente studio è<br />
coerente con precedenti studi [Starkstein et al. (2006) J Neurol Neurosurg Psychiatry<br />
77: 8-11; Apostolova e Cummings (2008) Dement Geriatr Cogn Disord 25:<br />
115-126; Monastero et al. (2009) J Alzheimers Dis 19; Hwang et al. (2004) Alzheimer<br />
Dis Assoc Disord 18(1): 17-21]. La progressiva prevalenza di apatia attraverso<br />
i gruppi diagnostici, speculare alla gravità della compromissione cognitiva,<br />
è in linea con i dati in letteratura che suggeriscono che la diagnosi di apatia<br />
in fase MCI può predire la progressione in AD [Robert et al. (2008) Am J<br />
Geriatr Psychiatry 16: 770-776; Vicini Chilovi et al. (2009) Dement Geriatr Cogn<br />
Disord 27: 390-398]. A differenza della depressione, che sembra comunque più<br />
frequente nella fase preclinica di demenza, quando il paziente è più consapevole<br />
del deficit cognitivo, l’apatia potrebbe essere una sindrome cognitiva, come<br />
già dimostrato [Spalletta et al. (2004) J Neurol 251: 688-695]. Infatti, vi è evidenza<br />
che l’apatia aumenta con l’aumento del deficit mnestico negli MCI<br />
[Robert et al. (2008) Am J Geriatr Psychiatry 16: 770-776], e che vi è una relazione<br />
tra apatia, funzionamento esecutivo e disfunzioni frontali nell’AD [Thomas<br />
et al. (2004) Encephale 30: 52-59], e tra apatia e atrofia delle regioni frontali<br />
[Apostolova et al. (2007) Dement Geriatr Cogn Disord 24: 91-97].<br />
In conclusione, emerge l’importanza di valutare depressione e apatia utilizzando<br />
criteri diagnostici specifici, al fine di aumentare la distinzione tra<br />
queste due sindromi [Tagariello et al. (2009) Arch Gerontol Geriat 49: 246-249]<br />
che vengono spesso erroneamente confuse, e di un loro futuro inserimento<br />
nelle linee guida diagnostiche di AD e MCI.<br />
SINDROME DELLE APNEE OSTRUTTIVE DEL SONNO:<br />
CORRELAZIONI FISIOLOGICHE E NEURORADIOLOGICHE (Federico Torelli)<br />
Introduzione – La sindrome delle apnee ostruttive del sonno (OSAS) è<br />
accompagnata, nelle forme di grado moderato-severo, da deficit neurocognitivi<br />
verosimilmente mediati da danni micro- o macro-scopici in diverse<br />
regioni cerebrali. L’obiettivo principale del progetto è stato quello di valutare<br />
la presenza e l’estensione di danno cerebrale tramite l’utilizzo di tecniche<br />
avanzate di Risonanza Magnetica Nucleare (RMN) e di correlare tali risultati<br />
con dati neuropsicologici e clinici.<br />
Metodi – In seguito all’esecuzione di monitoraggio cardio-respiratorio completo<br />
tramite apparecchio portatile (Embletta, Flaga-Iceland), sono stati reclu-<br />
2009 165
Sezione II<br />
tati 16 pazienti (13 maschi e 3 femmine) affetti da OSAS di grado moderatosevero<br />
(Indice di apnea/ipopnea: 52.5±26.0/h), di età media di 55.8±6.7 anni.<br />
Dopo valutazione clinico/anamnestica che ha escluso la presenza di disturbi<br />
respiratori sonno-correlati sono stati altresì inclusi nello studio 14 soggetti di<br />
controllo (9 maschi e 5 femmine, età media: 57.6±5.1 anni). Pazienti e controlli<br />
risultano ben appaiati in termini di età media, sesso, livello di scolarità,<br />
presenza di fattori di rischio cardiovascolare diversi dall’OSAS (ipertensione<br />
arteriosa, diabete mellito, patologie cardiovascolari). In tutti i soggetti è stata<br />
valutata l’assenza di specifici criteri di esclusione (precedente trauma cranico<br />
maggiore, ischemia cerebrale, encefalite, disturbi psichiatrici maggiori, punteggio<br />
inferiore a 28/30 nel Mini Mental State Examination).<br />
I 30 soggetti inclusi sono stati quindi sottoposti ad un’unica sessione della<br />
durata di circa 50 minuti di RMN (apparecchio 3 Tesla Allegra, Siemens<br />
Medical Solutions, Erlangen, Germany) durante la quale sono state acquisite<br />
le seguenti sequenze: axial 3D-T1-weighted magnetization-prepared rapidacquisition<br />
gradient echo (MPRAGE) (FOV 20.8×25.6 cm 2 , matrix 208×256, in<br />
plane resolution 1×1 mm 2 , 176 slices, 1 mm slice thickness); sagittal 3D TSE<br />
T2-weighted (FOV 22.0×25.6 cm 2 , matrix 220×256, in plane resolution=1x1<br />
mm 2 , 176 slices, 1 mm slice thickness); sagittal 3D TSE T2 Fluid-attenuated<br />
inversion recovery (FLAIR) (FOV 20.8×25.6 cm 2 , matrix 208×256, in plane<br />
resolution=1×1 mm 2 , 144 slices, 1.3 mm slice thickness); Diffusion tensor imaging<br />
(DTI) (TE/TR=89 ms/8500 ms, bandwidth=2126 Hz/voxel, matrix<br />
size=128×128, axial slices=80, voxel size=1.8×1.8×1.8 mm 3 ). Entro 48 ore dall’esecuzione<br />
di tale esame i soggetti hanno quindi effettuato una valutazione<br />
neurocognitiva, costituita da una batteria di test volti ad esplorare i principali<br />
domini cognitivi (funzioni esecutive, memoria a breve e lungo termine per<br />
materiale verbale e non verbale, linguaggio, attenzione, prassia, intelligenza<br />
logico-deduttiva). L’analisi delle immagini di RMN è avvenuta in collaborazione<br />
con il Center for Neurological Imaging – Brigham and Women’s Hospital<br />
di Boston (USA), ed ha implicato l’utilizzo sia di tecniche automatizzate<br />
(Voxel-based morphometry [VBM], Freesurfer segmentation) che di tracing<br />
manuale di strutture corticali e sottocorticali.<br />
Risultati – Dal punto di vista demografico, in accordo con quanto già riportato<br />
in letteratura, i pazienti affetti da OSAS hanno mostrato punteggi significativamente<br />
superiori rispetto ai controlli in termini di Body Mass Index<br />
(31.7±4.4 vs 25.5±2.4, p
Borse di studio<br />
di volume dell’ippocampo destro), nonché la correlazione tra il volume di<br />
strutture sottocorticali (ippocampo ed amigdala) e i dati di ossimetria notturna<br />
(tempo di sonno trascorso al di sotto del 90% e dell’80% di saturazione);<br />
la VBM ha evidenziato nei pazienti affetti da OSAS di grado severo regioni di<br />
significativa riduzione volumetrica a livello degli ippocampi bilateralmente e<br />
nella corteccia temporale sinistra. Quest’ultima è risultata associata con i<br />
punteggi ottenuti nel test delle 15 parole di Rey.<br />
Conclusioni – L’analisi dei dati fin qui effettuata ha consentito di evidenziare<br />
la presenza di un grado di impairment cognitivo superiore a quello riportato<br />
nella maggior parte degli studi precedenti. Questo potrebbe essere dovuto alla<br />
diversa tipologia di pazienti studiati (il nostro campione includeva anche soggetti<br />
con OSAS di grado molto severo), ma si deve notare che esiste un’ampia<br />
variabilità nei test neuropsicologici utilizzati nei diversi studi, che rende<br />
spesso difficile effettuare confronti. In accordo con i risultati osservati nei test<br />
di memoria verbale, i pazienti hanno mostrato alterazioni volumetriche e<br />
densitometriche a livello dell’ippocampo (similmente a quanto riportato in 2<br />
studi precedenti); di particolare interesse, inoltre, il rilievo di atrofia corticale<br />
diffusa. Infatti, anche se solitamente non è possibile ricostruire con precisione<br />
la durata di malattia nei pazienti affetti da OSAS, i nostri soggetti mediamente<br />
hanno fatto risalire l’esordio dei sintomi tipici di OSAS di grado moderato-severo<br />
(sonno non ristoratore con conseguente eccessiva sonnolenza<br />
diurna, deficit attentivi, peggioramento del russamento notturno) a 1-2 anni<br />
prima; tale tempo, relativamente breve, sembrerebbe quindi sufficiente a causare<br />
significativi danni cerebrali sia focali che globali. A conferma di una relazione<br />
causale diretta tra durata/gravità della sindrome (e della cronica ipossiemia<br />
conseguente agli eventi apnoici ripetuti) va inoltre segnalato il rilievo di<br />
una correlazione tra atrofia sottocorticale e livello di desaturazione. Alcuni<br />
studi precedenti hanno dimostrato la parziale reversibilità dei deficit cognitivi<br />
in seguito a ventiloterapia a pressione positiva (CPAP); i nostri dati neuroradiologici<br />
sembrano enfatizzare l’importanza di una diagnosi precoce di malattia<br />
al fine di limitare o prevenire la comparsa di significativi danni cerebrali.<br />
EFFETTI DEL RUMORE FISIOLOGICO SUL SEGNALE BOLD<br />
IN IMMAGINI DI AMPIEZZA E FASE (Elisa Tuzzi)<br />
Introduzione – Negli studi fMRI basati sul contrasto BOLD, al fine di ottenere<br />
una corretta stima del valore assoluto del segnale, e quindi dell’attivazione,<br />
è essenziale individuare, misurare e quindi rimuovere ogni sorgente di<br />
rumore o contributo non desiderato. Tra le varie sorgenti di rumore i processi<br />
fisiologici, come ad esempio il respiro ed il battito cardiaco, rappresentano la<br />
fonte predominante nelle immagini in ampiezza, in certe condizioni [Krüger<br />
et al. (2001) Magn Reson Med 46: 631-637]. Il movimento del soggetto, il suo<br />
respiro e il suo battito cardiaco inoltre interagiscono con le disomogeneità del<br />
campo statico B 0<br />
dando origine ad errori statici e dinamici nella fase. D’altra<br />
parte nelle immagini in fase, per campi magnetici di 3T, si è dimostrato che in<br />
generale il rumore fisiologico si manifesta in maniera più evidente [Hagberg<br />
2009 167
Sezione II<br />
et al. (2008) Magn Reson Imaging 26(7): 1026-1040] a causa degli effetti globali<br />
del campo magnetico B 0<br />
. Ciononostante è stato suggerito [Hagberg et al.<br />
(2008) Magn Reson Imaging 26(7): 1026-1040] che con adeguati metodi di correzione,<br />
teoricamente si può raggiungere una stabilità del segnale in fase<br />
simile a quella riscontrata per l’ampiezza.<br />
Materiali e metodi – A questo scopo sono stati sperimentati quattro tipi di<br />
filtri sulle immagini in fase acquisite su 5 soggetti anziani e due metodi per la<br />
correzione del rumore fisiologico.<br />
Elaborazione della fase del segnale – I dati in fase sono stati post-processati con<br />
4 metodi differenti sviluppati in Matlab v. 7.4, dotato di strumenti per l’elaborazione<br />
e l’analisi statistica del segnale: 1) il metodo temporal unwrap (tu); 2)<br />
il metodo reference phase, rp, [Tomasi, Caparelli (2007) J Cereb Blood Flow<br />
Metab 27(1): 33-42] che calcola l’evoluzione della fase rispetto al valore complesso<br />
del primo volume acquisito della serie temporale seguito dal metodo<br />
temporal unwrap (tu); 3) adottando un filtro spaziale passa-alto realizzato<br />
con un filtro Homodyne, ottenuto moltiplicando i dati del k-spazio con una<br />
finestra Hamming (di larghezza pari alla metà della dimensione della matrice<br />
matrix size), per ogni volume della serie temporale; 4) un altro filtro spaziale,<br />
utilizzando una funzione Gaussiana 2D centrata nel k-spazio, e dove<br />
Dk=2*p/FOV è stato utilizzato al posto della finestra Hamming nell’approccio<br />
precedente.<br />
Correzione del rumore fisiologico – Sono stati utilizzati 2 differenti metodi per<br />
correggere il rumore fisiologico: il primo metodo, basato sulla correzione<br />
RETROICOR [Glover et al. (2000) Magn Reson Med 44(1): 162-167] ha utilizzato<br />
quattro regressori per la respirazione e quattro regressori per il battito<br />
cardiaco tenenti conto delle variazioni del segnale indotte dal battito cardiaco.<br />
Il secondo metodo è basato sull’evoluzione temporale della fase del punto centrale<br />
del k-spazio, estratto dai valori complessi delle immagini della serie temporale<br />
fMRI, ed utilizzato come regressore variabile (NVRk) dopo che al<br />
segnale è stato sottratto un trend quadratico. Come nel metodo RETROICOR,<br />
l’analisi attraverso la regressione lineare è stata svolta utilizzando questo singolo<br />
regressore, e infine i dati SpT (spatio-temporal unwrapped), in ampiezza<br />
e fase, sono stati rimossi dal segnale originale. È stata dunque eseguita un’analisi<br />
voxel-wise per ogni pre-processamento della fase e ogni metodo di riduzione<br />
del rumore.<br />
Risultati – Dopo la correzione RETROICOR il valore medio del rumore fisiologico,<br />
la cui stima è stata ottenuta attraverso il modello teorico proposto da<br />
Kruger e collaboratori per il rumore fisiologico, si è ridotto. Anche dopo il<br />
secondo metodo, basato sull’evoluzione temporale della fase del punto centrale<br />
del k-spazio, utilizzato come regressore variabile (NVRk), il rumore fisiologico<br />
è risultato accettabilmente ridotto. I due metodi hanno dato risultati<br />
confrontabili.<br />
Come già detto in precedenza, le informazioni relative al rumore fisiologico<br />
provenienti dalle immagini in fase sono molto utili allo scopo di valutarne<br />
il contributo e di correggere per esso il segnale acquisito. Capire meglio<br />
168 2009
Borse di studio<br />
i meccanismi che si celano dietro alle variazioni di fase sperimentalmente<br />
osservati negli studi fMRI basati sull’effetto BOLD può costituire un ottimo<br />
mezzo per integrare informazioni di ampiezza e fase del segnale BOLD negli<br />
esperimenti fMRI. Feng e collaboratori [2009], con alcune simulazioni, hanno<br />
ottenuto come risultato una consistente distribuzione bipolare della fase. Allo<br />
scopo di verificare tali risultati, i dati in fase sono stati ulteriormente analizzati.<br />
I risultati delle zone di attivazione scelte non hanno dato un esito positivo<br />
in questa direzione. Le zone di attivazione delle immagini in fase, opportunamente<br />
scelte per tutti e 5 i soggetti dopo i diversi filtri, non hanno però<br />
dato un esito positivo in questa direzione. Ci si propone comunque di verificare<br />
gli stessi risultati su soggetti più giovani e ci si aspettano risultati più<br />
attendibili.<br />
EFFETTI DELLA VIBRAZIONE MUSCOLARE SULLA ECCITABILITÀ CORTICALE<br />
INDAGATI TRAMITE STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA<br />
(Viviana Versace)<br />
Le attività collegate alla borsa di studio sono documentate in tre lavori<br />
scientifici in extenso che vengono descritti di seguito.<br />
TMS activation of interhemispheric pathways between the posterior<br />
parietal cortex and the contralateral motor cortex – Koch G, Ruge D,<br />
Cheeran B, Fernandez Del Olmo M, Pecchioli C, Marconi B, Versace V, Lo<br />
Gerfo E, Torriero S, Oliveri M, Caltagirone C, Rothwell JC (2009) Journal of<br />
Physiology 587: 4281-4292.<br />
È stata testata in 17 soggetti sani l’interazione interemisferica tra l’area<br />
parietale posteriore cIPS (caudal intraparietal sulcus) e l’area motoria primaria<br />
controlaterale M1, utilizzando la metodica della TMS a twin-coil (tc-<br />
TMS). Abbiamo dimostrato che condizionando la cIPS destra si facilita la<br />
M1 controlaterale se lo stimolo condizionante è ad una intensità di 90%<br />
RMT, ma non a 70% o 110% RMT. La facilitazione è massimale quando gli<br />
intervalli interstimolo (ISIs) sono 6 o 12 ms. Questi effetti facilitatori sono<br />
mediati da specifici gruppi di interneuroni nella M1. Infatti la short intracortical<br />
inhibition (SICI) si riduceva in M1 a seguito della stimolazione in<br />
CIPS controlaterale.<br />
Si è dimostrato inoltre che la facilitazione occorreva sui circuiti I1/I2<br />
piuttosto che I3. Di contro, la stimolazione dell’aIPS (anterior intraparietal<br />
sulcus) al 90% RMT induceva una inibizione della M1 controlaterale agli<br />
stessi ISIs. Abbiamo infine dimostrato una facilitazione simile tra la cIPS sinistra<br />
e la M1 dx se lo stimolo condizionante era di maggiore intensità (110%<br />
invece che 90% RMT). Questi dati dimostrano che differenti sottoregioni dell’area<br />
parietale posteriore nell’uomo esercitano effetti sia facilitatori che inibitori<br />
sull’area amotoria primaria controlaterale. Queste proiezioni cortico-corticali<br />
potrebbero essere coinvolte in compiti motori quali la coordinazione<br />
bimanuale, la prensione e la pianificazione del movimento nello spazio.<br />
In vivo definition of parieto-motor connections involved in planning of<br />
grasping movements – Giacomo Koch, Mara Cercignani, Cristiano Pecchioli,<br />
2009 169
Sezione II<br />
Viviana Versace, Massimiliano Oliveri, Carlo Caltagirone, John Rothwell,<br />
Marco Bozzali (2009) Neuroimage (in press).<br />
Abbiamo utilizzato congiuntamente la metodica della TMS a twin-coil<br />
(tcTMS) e della trattografia (DTI) per investigare nell’uomo il contributo delle<br />
connessioni originanti da diverse aree parietali e dirette all’area motoria per la<br />
pianificazione di movimenti di prensione con l’arto superiore. Gli esperimenti<br />
di TMS hanno rivelato che la connessione tra la porzione del giro angolare<br />
(AG) vicina al solco intraparietale caudale e l’area motoria primaria (M1) si<br />
modificava selettivamente durante le fasi precoci di preparazione della prensione<br />
di un oggetto nello spazio controlaterale con l’intera mano. Di converso,<br />
una via differente connette la parte del giro. Abbiamo utilizzato congiuntamente<br />
la metodica della TMS a doppio coil e della trattografia (DTI) per investigare<br />
nell’uomo il contributo delle connessioni originanti da diverse aree<br />
parietali e dirette all’area motoria per la pianificazione di movimenti di prensione<br />
con l’arto superiore. Gli esperimenti di TMS hanno rivelato che la connessione<br />
tra la porzione del giro angolare (AG) vicina al solco intraparietale<br />
caudale e l’area motoria primaria (M1) si modificava selettivamente durante<br />
le fasi precoci di preparazione della prensione di un oggetto nello spazio controlaterale<br />
con l’intera mano. Di converso, una via differente che connette la<br />
parte del giro sopramarginale (SMG) vicina al solco intraparietale anteriore<br />
con la M1 si attiva solo nella preparazione di movimenti di precisione di prensione<br />
con la mano controlaterale.<br />
L’inattivazione dell’area premotoria ventrale (PMv) omolaterale mediante<br />
somministrazione di theta burst stimulation continua (cTBS) annulla queste<br />
interazioni. La trattografia ha dimostrato che AG e SMG sono strettamente<br />
connesse con l’area premotoria ventrale e con M1 mediante distinte porzioni<br />
del fascicolo longitudinale superiore (SLF) che potrebbero essere responsabili<br />
delle selettive interazioni neurofisiologiche sopradescritte.<br />
Questi risultati dimostrano l’esistenza di circuiti parieto-premotorimotori<br />
cruciali per la preparazione di diversi compiti di prensione.<br />
Resonance of cortico cortical connections of the motor system with the<br />
observation of goal directed movements – Giacomo Koch, Viviana Versace,<br />
Sonia Bonnì, Federica Lupo, Emanuele Lo Gerfo, Massimiliano Oliveri, Carlo<br />
Caltagirone (2009) J Neuroscience (in press).<br />
Sono stati studiati 13 soggetti volontari sani mediante tecnica di TMS a<br />
doppio coil. In una prima sessione si è indagata neurofisiologicamente la connettività<br />
parieto-motoria (PPC-M1), mediante registrazione dal muscolo<br />
primo dorsale interosseo e adduttore del V dito, mentre il soggetto vedeva un<br />
video di prensione eseguita con la mano intera per un oggetto grande (whole<br />
grasping) o con le prime due dita per un oggetto piccolo (pinching), con movimento<br />
appropriato o inappropriato, ed un video di un braccio statico di<br />
fronte ad oggetto grande o piccolo (totale: 6 condizioni). In una seconda sessione<br />
si è esplorata la connettività premotoria-motoria (PMv-M1) nelle stesse<br />
condizioni.<br />
I dati raccolti depongono per un’attivazione selettiva sia del circuito<br />
PPC-M1 che di PMv-M1 durante la visione di movimenti congrui, rispetto ai<br />
170 2009
Borse di studio<br />
movimenti incongrui ed alle situazioni statiche. All’interno dei movimenti<br />
congrui i circuiti risultavano selettivamente facilitati per il muscolo FDI nei<br />
movimenti di pinching e per il muscolo ADM nei movimenti di whole grasping.<br />
GUARDARE IL MONDO DAGLI OCCHI DELL’ALTRO: UN CONFRONTO<br />
TRA ABILITÀ VISUO-SPAZIALI DI PRESA E CAMBIO DI PROSPETTIVA<br />
(Vanda Viola)<br />
Introduzione – Diversi studi hanno investigato l’abilità di assumere il punto<br />
di vista altrui nello spazio, intesa come capacità di spostare mentalmente il<br />
proprio punto di vista per allinearlo a quello di un altro osservatore (perspective<br />
taking) durante un compito di memoria spaziale. Tuttavia, lo studio delle<br />
basi neurali del perspective taking, come processo distinto da quello di cambio<br />
di prospettiva, sembra essere inesplorato. Nonostante molti esperimenti<br />
abbiano considerato il processo il perspective taking come una trasformazione<br />
visuo-spaziale che richiede una rotazione mentale del proprio punto di vista<br />
[Huttenlocher, Presson (1973) Cognitive Psychol 4(2): 277-299; Huttenlocher,<br />
Presson (1979) Cognitive Psychol 11: 373-394; Presson (1980) J Experimental<br />
child psychology 29: 391-402; Presson (1982) J Exp Psychology: Learn, Mem &<br />
Cogn 8: 243-251; Amorim, Stucchi (1997) Cogn Brain Res 5(3): 229-239; Creem<br />
et al. (2001) Cognition 81:b41-64], solo pochi di essi [Langdon, Coltheart (2001)<br />
Cognition 82(1):b1-26] hanno esaminato il perspective taking come la capacità<br />
di anticipare cosa un individuo sta osservando nella scena visiva.<br />
In alcune ricerche [Lambrey et al. (2008) Brain 131: 523-534] per esempio,<br />
attraverso un paradigma di priming, è stato esplorato il processo di presa<br />
di prospettiva come meccanismo distinto da quello di cambio di prospettiva.<br />
Attraverso l’utilizzo di un paradigma simile, il presente progetto mira a chiarire<br />
le basi neurali del processo di perspective taking come meccanismo<br />
distinto da quello di cambio di prospettiva.<br />
Metodi – Quattordici volontari sani sono stati sottoposti a risonanza magnetica<br />
funzionale (paradigma evento-relato), durante lo svolgimento di un compito<br />
di memoria spaziale. In particolare i soggetti dovevano osservare e<br />
memorizzare la posizione spaziale di un oggetto bersaglio all’interno di un<br />
ambiente virtuale a loro noto.<br />
Dopo un cambio di prospettiva, i soggetti decidevano se la posizione dell’oggetto<br />
target era cambiata nell’ambiente virtuale adesso percepito da un<br />
nuovo punto di vista. Tuttavia, nella metà delle prove, la prospettiva di osservazione<br />
durante la fase di richiamo poteva essere anticipata fin dalla fase di<br />
codifica, grazie alla presenza di un personaggio virtuale.<br />
Riassumendo, il punto di vista sulla scena di recupero poteva essere noto<br />
sin dalla fase di codifica (condizione Primed) oppure completamente imprevedibile<br />
(condizione Unprimed).<br />
Infine, il punto di vista esperito nella fase di recupero (che nella condizione<br />
Primed era anticipato dalla posizione dell’avatar) poteva rimanere lo<br />
stesso oppure ruotare di 45 o 135 gradi.<br />
2009 171
Sezione II<br />
Risultati – L’analisi statistica delle immagini sulla fase di codifica (che confronta<br />
le due condizioni Primed e Unprimed) evidenzia l’attivazione bilaterale<br />
del Giro Temporale Medio (MTG F 3,39<br />
= 9,86; p < 0,01). L’analisi sui cambiamenti<br />
in percentuale del segnale BOLD rivela un effetto principale della condizione<br />
(MTG sinistra: F 1,13<br />
= 88.99; p < 0,00001; MTG destra: F 1,13<br />
= 79.82; p <<br />
0,00001) che riflette una maggiore attivazione nella condizione Primed<br />
rispetto alla condizione Unprimed. L’analisi statistica delle immagini sulla<br />
fase di recupero (che confronta le due condizioni Primed e Unprimed) evidenzia<br />
l’attivazione bilaterale della corteccia retrospleniale (RSC).<br />
In entrambe le regioni (giro temporale medio e corteccia retrospleniale),<br />
l’analisi sul cambiamento in percentuale del segnale BOLD ha messo in evidenza<br />
un effetto principale sia della condizione, sia dell’angolo di rotazione<br />
del punto di vista (p < 0,01). Per giunta nella RSC di destra è stata riscontrata<br />
un’interazione significativa tra i due fattori (F 2,26<br />
= 3.73; p = 0.037). Questa<br />
interazione riflette una parziale abolizione dell’effetto angolare nella condizione<br />
Primed, rispetto a quella Unprimed.<br />
Discussione e conclusione – Il presente studio ha messo in evidenza il ruolo<br />
selettivo di MTG nel processo di presa di prospettiva. Questa regione, infatti,<br />
preferisce codificare le posizioni spaziali dalla prospettiva di un altro osservatore,<br />
indipendentemente dalla angolazione di tale prospettiva.<br />
Inoltre, dal presente studio emerge che RSC è coinvolta nel riconoscimento<br />
di una scena visiva da diverse prospettive di osservazione, ma diventa<br />
meno sensibile all’angolo di rotazione del punto di vista, quando quest’ultimo<br />
può essere anticipato a partire dalla prospettiva di un altro osservatore.<br />
In conclusione, il presente studio dimostra come l’assunzione del punto<br />
di vista altrui sia un processo distinto dall’esperire un reale cambio di prospettiva.<br />
STUDIO MORFOSTRUTTURALE CEREBRALE IN PAZIENTI AFFETTI<br />
DA SINDROME DELLE APNEE OSTRUTTIVE DEL SONNO<br />
MEDIANTE RISONANZA MAGNETICA (Silvana Zannino)<br />
Introduzione – La Sindrome delle Apnee Ostruttive del Sonno (OSAS) è<br />
caratterizzata da ripetitivi episodi di cessazione del flusso oro-nasale (>10<br />
secondi) determinati da un’ostruzione funzionale delle vie aeree superiori che<br />
tendono a collabire soprattutto quando si dorme in posizione supina. Si associa<br />
a russamento che ne rappresenta lo stadio preclinico. Presenta una prevalenza<br />
pari a circa il 4% della popolazione generale ed incrementa con l’avanzare<br />
dell’età. Tale patologia rappresenta un fattore di rischio indipendente per<br />
patologie cardio e cerebrovascolari. In particolare, numerosi meccanismi possono<br />
essere responsabili della patogenesi della patologia cerebrovascolare nell’OSAS:<br />
ipossia, modificazioni della emodinamica cerebrale con perdita dell’autoregolazione<br />
cerebrale, modificazioni emoreologiche con incremento<br />
della viscosità ematica e trombofilia, promozione dei processi aterogenetici,<br />
cardioembolia paradossa. Le forme severe di OSAS determinano inoltre sintomi<br />
e segni diurni caratterizzati da disturbi cognitivi (memoria, concentra-<br />
172 2009
Borse di studio<br />
zione) ed ipersonnolenza diurna ingravescente. Alla scarsa ossigenazione<br />
ematica a cui i soggetti con OSAS sono cronicamente esposti, è verosimile che<br />
si associ una sofferenza cerebrale di natura ipossica.<br />
Nel corso degli ultimi anni, la RM si è arricchita di una serie di tecniche<br />
strutturali quantitative la Diffusion Tensor Imaging (DTI) e Voxel Based<br />
Morphometry (VBM) utili a caratterizzare non solo il danno tissutale cerebrale<br />
macroscopico (atrofia, carico lesionale) ma anche quello microscopico.<br />
La tecnica del DTI si basa sul fenomeno fisico della diffusione, a cui la RM è<br />
sensibile, e consente di rilevare il movimento microscopico delle molecole<br />
d’acqua che compongono i tessuti biologici. La misura del coefficiente di diffusione<br />
fornisce informazioni quantitative circa le dimensioni, la morfologia,<br />
l’orientamento e la geometria delle strutture cerebrali. Tale coefficiente è<br />
generalmente dipendente dalla direzione in cui viene effettuata la misura.<br />
Questa proprietà è nota con il termine di anisotropia. La tecnica del DTI, consente<br />
di derivare, dalla stima del tensore, due importanti misure quantitative:<br />
la diffusività media (MD) e l’anisotropia frazionaria (FA), la quale rappresenta<br />
una delle più robuste misure dell’anisotropia. La stima di MD e FA a livello<br />
del parenchima cerebrale fornisce indici di danno microscopico regionale.<br />
La tecnica della VBM rappresenta un metodo di analisi quantitativa di<br />
immagini di RM in grado di riflettere, voxel per voxel, con elevata risoluzione<br />
spaziale, misure di densità neuronale a livello della sostanza grigia<br />
encefalica, offrendo pertanto una quantificazione regionale del grado di<br />
atrofia.<br />
Obiettivi e metodi – Obiettivo principale della ricerca è stato quello di investigare,<br />
mediante tecniche di neuroimaging quantitativo, la presenza e l’estensione<br />
di danno cerebrale sia macro- che micro-scopico in soggetti affetti da<br />
OSAS. Lo studio è stato focalizzato sia sull’accertamento quantitativo delle<br />
anormalità identificabili mediante tecniche di RM convenzionale, che su<br />
indici di danno microscopico, sia a livello delle lesioni che del tessuto cerebrale<br />
apparentemente normale. L’insieme dei parametri derivati dallo studio<br />
neuroradiologico è stato inoltre correlato con dati clinici e psicometrici.<br />
Sono stati reclutati 26 pazienti affetti da OSAS di grado severo diagnosticati<br />
mediante polisonnografia dinamica ambulatoriale (Embletta, Flaga), e 19<br />
soggetti di controllo sovrapponibili per età e fattori di rischio vascolare.<br />
Pazienti e controlli sono stati sottoposti ad una batteria completa di test neuropsicologici<br />
esploranti i principali domini cognitivi includenti memoria,<br />
attenzione, linguaggio, funzioni esecutive, abilità visuo-spaziali e ragionamento<br />
(Mini Mental State Examination, Test delle parole di Rey, Test di<br />
memoria visiva immediata, Copia della figura complessa di Rey-Osterrieth,<br />
Rievocazione della figura complessa di Rey-Osterrieth, Stroop test, Copia di<br />
disegni a mano libera e copia con elementi di programmazione, Fluidità verbale<br />
fonologica e semantica, Matrici colorate progressive di Raven 47). È<br />
stato inoltre valutato il grado soggettivo di sonnolenza diurna mediante<br />
Epworth Sleepiness Scale (ESS).<br />
Di tutti i soggetti reclutati, 10 pazienti e 5 soggetti di controllo sono usciti<br />
dallo studio, in quanto non sono riusciti ad eseguire lo studio neuroradiolo-<br />
2009 173
Sezione II<br />
gico mediante Risonanza Magnetica per claustrofobia. Hanno completato lo<br />
studio sedici pazienti affetti da OSAS di grado severo (F/M= 3/13, età media<br />
55.8±6.7 anni, AHI 52.5± 26.0/ora) e 14 soggetti di controllo (F/M 5/9, età<br />
media 57.4±5.3), che sono stati quindi sottoposti ad una sessione di RMN<br />
cerebrale ad alta risoluzione (3.0 T) includente le seguenti acquisizioni: TSE-<br />
Flair, TSE-T2, MPRAGE. I dati neuropsicologici hanno mostrato che i<br />
pazienti affetti da OSAS presentano dei punteggi significativamente inferiori<br />
rispetto ai soggetti di controllo sia al test delle 15 parole di Rey, che esplora la<br />
memoria verbale, sia allo Stroop Test, che valuta le funzioni esecutive. L’analisi<br />
Voxel Based Morfometry (VBM) ha indicato che i volumi della sostanza<br />
grigia e della sostanza bianca in pazienti affetti da OSAS di grado severo, confrontati<br />
ai controlli, sono bilateralmente ridotti a livello della sostanza grigia<br />
ippocampale e della sostanza bianca delle regioni temporali. Inoltre, è stata<br />
rilevata una correlazione diretta tra il punteggio ottenuto al Test della memoria<br />
di Rey ed il volume della sostanza grigia della corteccia orbito-frontale. È<br />
stata infine osservata una correlazione negativa tra l’indice di desaturazione<br />
di O2 ed il volume dell’ippocampo e dell’amigdala. Questi risultati suggeriscono<br />
che il tessuto cerebrale dei pazienti affetti da OSAS è vulnerabile ad<br />
episodi ricorrenti di apnea/ipopnea soprattutto a livello delle strutture del<br />
lobo temporale mediale ed orbito-frontale. Tali modificazioni possono essere<br />
responsabili di alcune alterazioni cognitive principalmente la memoria verbale<br />
e le funzioni esecutive osservate nei pazienti con OSAS.<br />
174 2009
Seminari<br />
e convegni
Sezione II<br />
Da anni la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> è sede di riunioni di studio, conferenze<br />
e congressi, divenuti sempre più numerosi e frequentati.<br />
Dal 1996 è stato realizzato un “ Centro congressi ”, adiacente ai reparti<br />
clinici e di ricerca, con caratteristiche di completa autonomia. Si è così contribuito<br />
ad attenuare la carenza di strutture simili nella capitale, in quanto il<br />
complesso in questione può essere utilizzato anche da istituzioni ed organizzazioni,<br />
sanitarie o non, che ne facciano richiesta. A partire dal 2005, inoltre,<br />
alcuni seminari si svolgono anche presso la struttura del Centro Europeo di<br />
Ricerca sul Cervello (CERC), di via del Fosso di Fiorano.<br />
Nel Centro congressi è stato realizzato un Auditorium da 494 posti, predisposto<br />
in modo da poter essere diviso in due sale gemelle da 247 posti, con<br />
un’ampia ed elegante hall per l’ingresso e il ricevimento. Le sale sono state<br />
particolarmente curate non soltanto nell’arredo ma anche nella sonorizzazione<br />
e nella climatizzazione. I 500 mq di superficie dell’Auditorium sono<br />
dotati di comode poltroncine e tutti i posti sono collegati all’impianto di traduzione<br />
simultanea.<br />
Al Centro congressi si può accedere sia attraverso l’ingresso principale<br />
della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, sia da un ingresso autonomo al n. 354 della Via<br />
Ardeatina dove è disponibile un ampio parcheggio riservato principalmente<br />
alle persone che fruiscono dell’attività congressuale. Giova ricordare che l’Istituto<br />
e, quindi, anche il Centro congressi sono ubicati in una zona di grande<br />
rilievo paesaggistico ed archeologico, non molto distante però dal centro storico<br />
di Roma, al quale li collegano un efficiente sistema viario ed una linea di<br />
autobus pubblici. Agevole anche l’accesso dall’aeroporto, mediante l’autostrada<br />
RomaFiumicino, nonché dalle vie consolari tramite il Grande Raccordo<br />
Anulare.<br />
176 2009
Seminari e convegni<br />
CONVEGNI, INCONTRI, RIUNIONI<br />
TENUTI NEL 2009 PRESSO LA FONDAZIONE SANTA LUCIA<br />
* = svolti presso la sede di Via del Fosso di Fiorano, 64/65<br />
14/1 Presentazione, Prof. Paolo Calabresi, Progetto Strategico<br />
“ Dall’analisi dei meccanismi patogenetici e degli indicatori di<br />
malattia allo sviluppo di procedure terapeutiche e gestionali<br />
nella Malattia di Parkinson ”<br />
16/1 Seminario, Dr.ssa Giuliana Galluzzi, “ Genetica molecolare<br />
delle distrofie muscolari ”<br />
*26/1 Seminario, Dr. Tilmann Achsel, “ Transport from the nucleus<br />
to neuronal dendrites: a new role for an old mRNP regulator ”<br />
2/2 Conferenza, Dr. Stefano Marzani, “ Distributori di energia ”<br />
6-7/2 Convegno Annuale ARLL (Associazione Regionale Logopedisti<br />
Lazio), “ Il ruolo del logopedista nella società multiculturale:<br />
bilinguismo e multilinguismo ”<br />
11/2 XVII Giornata Mondiale del Malato, “ Educare alla salute, educare<br />
alla vita ”<br />
20-21/2 Corso di Imaging nelle demenze, Prof. Carlo Caltagirone,<br />
“ Dalla clinica alla diagnostica ”<br />
22/2 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco<br />
18/3 Presentazione, Rotary Club di Roma, II edizione del Progetto<br />
“ Brevi weekend per disabili ”<br />
14/3 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco<br />
24/3 Incontro/Seminario, Arch. Fabrizio Vescovo, al termine del<br />
Corso per Tecnici di Amministrazioni Pubbliche della Regione<br />
Toscana<br />
27-29/3 II Congresso Nazionale SITO (Società Italiana di Terapia Occupazionale),<br />
“ Scienza occupazionale. Strumento di riflessione<br />
per una pratica consapevole del Terapista occupazionale ”<br />
*15/4 Seminario, Dr. Enrico Bracci, “ Interazioni presinaptiche tra<br />
neuroni striatali studiate con doppie registrazioni ”<br />
18/4 Convegno, L’altra parola (Associazione per la comunicazione e la<br />
Disabilità), “ La Comunicazione Aumentativa Alternativa (CAA) ”<br />
2009 177
Sezione II<br />
22/4 Convegno, Dr. Fabrizio Tagliavini, “ Start-up meeting progetto<br />
europeo ERANET”<br />
*23/4 Seminario, Dr. Christian Andres, “ Sporadic amyotrophic lateral<br />
sclerosis: the genetic risk factors ”<br />
7-9/5 IX Congresso Nazionale SIRN (Società Italiana di riabilitazione<br />
Neurologica)<br />
10/5 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco<br />
11/5 Seminario, Prof. Guy Orban, “ The processing of 3D shape<br />
from disparity in the dorsal and ventral stream of human and<br />
non human primates ”<br />
14-16/5 Corso, Dr. Alberto Migliore e Dr. Vincenzo Vinicola, “ La pratica<br />
clinica nella gestione delle patologie osteo-articolari ”<br />
23/5 Incontro, ENS (Ente Nazionale Sordi)<br />
*27/5 Seminario, Prof. Anthony A. Grace, “ Stress, drug abuse, and<br />
schizophrenia: Common pathophysiological variables underlying<br />
dopamine system regulation ”<br />
5/6 Seminario, Dr. Alessandra Pedrocchi, “ Neuroingegneria al<br />
Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano:<br />
breve excursus delle attività di ricerca in corso ”<br />
10/6 Seminario, Dr. Gianmichele Ratto, “ Imaging order and chaos<br />
in the cortex by in vivo 2-photon microscopy ”<br />
*15/6 Seminario, Dr. François Gonon, “ Cortico-striatal transmission<br />
in a rat model of Parkison’s disease: in vivo electrophysiological<br />
studies ”<br />
*22/6 Seminario, Prof. Laurent Venance, “ Corticostriatal long-term<br />
synaptic plasticity ”<br />
26/6 Seminario, Dr. Mike MacLellan, “ Interlimb and interjoint<br />
coordination during adaptive locomotion ”<br />
*16/7 Seminario, Dr. Chiara Zuccato, “ BDNF dysfunction and<br />
underlying mechanisms in Huntington’s Disease: a focus on<br />
human data ”<br />
2-5/9 I Congresso europeo su Microbial Biofilms, Prof. Gianfranco<br />
Donelli, “ Eurobiofilms 2009 ”<br />
*18/9 Workshop, <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS e Università di<br />
Roma Tor Vergata, “ Dopamine 2009 ”<br />
178 2009
*21/9 Seminario, Prof. Jorge Flores-Hernandez, “ Alternative modulatory<br />
actions of Dopamine in central nervous system ”<br />
24-25/9 Convegno Internazionale, Ing. Sandro Franco, Iniziative Sanitarie,<br />
“ Creatività e innovazione in sanità ”<br />
26/9 Assemblea dei soci della Cooperativa Capodarco<br />
1/10 Seminario, Dr.ssa Silvia Mangia, “ Magnetic Resonance Spectroscopy<br />
at ultra high magnetic field ”<br />
2-3/10 Workshop, Associazione Genitori e Autismo Onlus, “ Autismo:<br />
introduzione all’Analisi Comportamentale Applicata (ABA) e<br />
all’insegnamento del Comportamento Verbale (VB) in classe ”<br />
3/10 Incontro interregionale, AISM (Associazione Italiana Sclerosi<br />
Multipla), “ Insieme per il nostro futuro 2008-2010 ”<br />
5/10 Incontro, <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS, Presentazione del<br />
volume “ Attività Scientifica – Anno 2008 ”<br />
9/10 Seminario, Dr. Timothy Edmunds, “ Event-Based multisensory<br />
simulation and rendering ”<br />
*14/10 Seminario, Prof. David Sulzer, “ New optical approaches to<br />
measureing dopamine and striatal function ”<br />
16/10 Convegno, Prof. Mauro Antimi, “ 2 nd Rome Thymoma Conference:<br />
ten years later ”<br />
19/10 Seminario, Prof. John Steeves, “ Overview of Past and Present<br />
SCI Clinical Trias and Measuring Trial Outcomes ”<br />
23/10 Seminario, Prof. John de Luca, “ Fatigue in clinical populations<br />
using Functional Neuro-Imaging ”<br />
24/10 Incontro, ENS (Ente Nazionale Sordi)<br />
Seminari e convegni<br />
3/11 Presentazione attività sportive sciistiche, Freerider Sports<br />
Event<br />
6/11 Seminario, Prof. Dario Farina, “In-vivo decoding of the neural<br />
drive to muscles ”<br />
11-12/11 III Congresso Provinciale, UIL FPL Roma, “ La persona al centro<br />
di tutto…”<br />
13/11 Seminario, Prof. Richard Wise, “ Advancing FMRI methods to<br />
study physiology, pharmacology and disease ”<br />
2009 179
Sezione II<br />
19/11 Seminario, Prof.ssa Anna Berti, “ Intenzione motoria e Anosognosia<br />
”<br />
21/11 Congresso Annuale dei soci AISM (Associazione Italiana Sclerosi<br />
Multipla)<br />
28/11 Incontro, ENS (Ente Nazionale Sordi)<br />
4/12 Seminario, Prof. Micheal Gill, “ Surprising developments in<br />
the genetics of major mental disorders ”<br />
4/12 Seminario, Dr. Gary Donohoe, “ The impact of schizophrenia<br />
genes on brain function ”<br />
10-12/12 6 th Annual Meeting, Prof. Carlo Caltagirone, “ Brain aging and<br />
dementia ”<br />
21/12 Seminario, Prof. José L Pons, “ Towards neurorobotic management<br />
of neuromotor disorders. The case of tremor, stroke and<br />
other neurological conditions ”<br />
180 2009
Trials<br />
clinici
Sezione II<br />
Sostanziale attività che compendia le finalità della <strong>Fondazione</strong> in qualità<br />
di Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico è la messa a punto e lo<br />
svolgimento di trials clinici; di sperimentazioni cioè che si pongono l’obiettivo<br />
di verificare la sicurezza e l’efficacia di un protocollo diagnostico, terapeutico<br />
o riabilitativo, saggiandone contestualmente la validità rispetto a procedure<br />
normalmente impiegate. Impostati sulla medicina basata sull’evidenza, i trials<br />
offrono in modo organizzato e scientifico il migliore esempio della ricerca traslazionale,<br />
i cui risultati possono essere utilmente applicati alla pratica clinica<br />
e fornire la base per lo sviluppo di innovazioni applicative. Anche per questo<br />
l’attuazione di trials clinici all’interno degli IRCCS rappresenta uno dei criteri<br />
di periodica valutazione della loro attività scientifica da parte del Ministero<br />
della Salute.<br />
Di seguito si riportano i trials clinici attivi presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong> nell’anno 2009 accanto ad una loro breve descrizione.<br />
ANNO DI ATTIVAZIONE 2004<br />
Cervelletto e funzioni cognitive: studio morfo-volumetrico<br />
di lesioni focali (Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Lo studio prevede un’analisi neuro-radiologica specifica su<br />
immagini acquisite con tecnica MPRAGE per permettere la definizione anatomica<br />
delle strutture cerebellari, la identificazione degli eventuali esiti patologici<br />
e lo studio morfometrico delle strutture cerebellari residue. Viene, quindi,<br />
effettuata una correlazione tra i dati neuroradiologici così ottenuti e le prestazioni<br />
neuropsicologiche dei soggetti allo scopo di valutare la presenza di eventuali<br />
relazioni tra localizzazioni lesionali e deficit cognitivi.<br />
Correlati neuro-anatomo funzionali del costrutto di alexithymia<br />
in soggetti con stroke (Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: Tale ricerca ha lo scopo di evidenziare le lesioni che, caratteristicamente,<br />
favoriscono lo sviluppo dell’alexithymia in soggetti con stroke e di<br />
verificare correlati cognitivi e comportamentali. L’importanza dello studio<br />
dell’alexithymia in soggetti con patologie croniche è notevole in quanto la presenza<br />
di alexithymia influenza negativamente il decorso della terapia riabilitativa<br />
ed aumenta i costi del trattamento. I risultati indicano come pazienti<br />
alexitimici siano quelli con stroke emisferico destro. Nonostante i pazienti<br />
alexitimici siano clinicamente più gravi dei non alexitimici essi tendono a<br />
migliorare dopo trattamento con farmaci antidepressivi.<br />
Correlati neuropsicologici predittivi dell’evoluzione<br />
dei deficit cognitivi nei soggetti cerebellari<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Lo studio prevede la somministrazione di un’ampia batteria di<br />
test neuropsicologici allo scopo di individuare la presenza dei domini cognitivi<br />
più precocemente interessati dal danno cerebellare. Vengono inseriti nello<br />
studio pazienti con patologia cerebellare di diversa etiologia e durata di<br />
malattia allo scopo di valutare, inoltre, la presenza di eventuali indici predittivi<br />
di un successivo declino cognitivo.<br />
182 2009
Trials clinici<br />
Efficacia del trattamento con rivastigmina in pazienti post-ictali<br />
con cerebrolesione<br />
destra ed emidisattenzione (Stefano Paolucci)<br />
Descrizione: Studio in aperto sull’efficacia di un trattamento con inibitori acetilcolinesterasi<br />
sull’outcome cognitivo e funzionale di pazienti con emidisattenzione<br />
spaziale da cerebrolesione ischemica.<br />
Influenza prognostica dell’incremento dei livelli ematici<br />
della Proteina C-reattiva e del Fibrinogeno sul recupero funzionale<br />
dei pazienti con stroke ischemico (Elio Troisi)<br />
Descrizione: Lo scopo del nostro studio è quello di valutare le possibili<br />
influenze dei livelli ematici di Fibrinogeno e Proteina C-reattiva sul recupero<br />
funzionale di pazienti affetti da sequela di primo evento ictale ischemico cerebrale<br />
durante la fase di riabilitazione neuromotoria.<br />
Sistema integrato di intelligenza artificiale per l’assistenza<br />
e la mobilità delle persone disabili (Roberta Annichiarico)<br />
Descrizione: Obiettivo del lavoro è – attraverso l’inserimento di nuova tecnologia<br />
– quello di prospettare una nuova soluzione per aumentare l’autonomia e<br />
per migliorare la qualità della vita degli anziani e dei disabili. In collaborazione<br />
con la Università Politecnica de Catalunya (UPC) si è progettata – per i<br />
soggetti che avevano necessità di utilizzare una sedia a rotelle – una piattaforma<br />
mobile inserita all’interno di un ambiente “ integrato ”, e-tool in grado<br />
di spostarsi in maniera autonoma e di interagire con l’utente in maniera direttamente<br />
proporzionale alla disabilità presentata dall’utente stesso. Lo scopo<br />
principale di questo progetto non è quello di velocizzare e semplificare alcuni<br />
compiti grazie all’intervento di un e-tool, ma dare la possibilità alle persone<br />
disabili di svolgere alcuni compiti in completa autonomia e di eseguirne di<br />
nuovi, ottenendo in definitiva una maggiore indipendenza.<br />
Studio con tipizzazione mirata diagnostica, psicopatologica,<br />
neuropsicologica e morfologica cerebrale<br />
in pazienti con diagnosi di schizofrenia (Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: Scopo dello studio è quello di valutare le variabili cliniche, cognitive,<br />
comportamentali e neuroradiologiche come possibili fattori di predizione<br />
per lo sviluppo della schizofrenia, del decorso di malattia e della risposta al<br />
trattamento. L’utilità di individuare e disporre di fattori di predizione di una<br />
malattia è di poter intervenire in una fase precoce per rallentarne o stabilizzarne<br />
la progressione. A tal fine, sono state condotte valutazioni diagnostiche,<br />
neuropsicologiche e comportamentali mediante l’uso di una batteria di test.<br />
Inoltre, sono state effettuate indagini neuroradiologiche strutturali attraverso<br />
la Risonanza Magnetica del cervello (RM) ed un framework computerizzato<br />
per la valutazione voxel per voxel della sostanza grigia e della sostanza bianca<br />
del cervello. I risultati indicano come esistano delle aree del cervello che sono<br />
compromesse nei pazienti con schizofrenia rispetto ai controlli. Modificazioni<br />
strutturali in alcune di queste aree sono associate a compromissione cognitiva<br />
e sintomi psichiatrici.<br />
2009 183
Sezione II<br />
Studio dei cambiamenti emodinamici cerebrali in seguito a stimoli<br />
a diversa valenza emozionale in pazienti con lesione cerebellare focale<br />
mediante doppler transcranico<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio, Elio Troisi)<br />
Descrizione: Lo scopo del nostro studio è quello di verificare la possibilità di<br />
acquisire informazioni concernenti la neuropsicologia delle emozioni in<br />
pazienti affetti da lesioni focali cerebellari. Per questa ragione, ci proponiamo<br />
di valutare cambiamenti della velocità di flusso in entrambe le Arterie Cerebrali<br />
Medie (ACM) durante la visione di una sequenza di diapositive a diversa<br />
valenza emozionale in una popolazione di pazienti affetti da lesioni cerebellari<br />
focali.<br />
Studio della reattività emozionale in risposta a stimoli visivi neutri<br />
e con coinvolgimento affettivo nei soggetti con patologia cerebellare<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio, Elio Troisi)<br />
Descrizione: Viene indagata la presenza di alterazioni nelle risposte emozionali<br />
in seguito ad una lesione dei circuiti cerebellari. La valutazione è basata<br />
sulla registrazione, mediante doppler transcranico, della risposta emodinamica<br />
alla presentazione di stimoli visivi con diversa connotazione ed intensità<br />
emozionale.<br />
Studio multicentrico internazionale sulla qualità della vita<br />
nel traumatizzato cranico (QOLIBRI) (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio correla gli indici di gravità della fase acuta, la durata<br />
del programma riabilitativo e la gravità degli esiti neuromotori, neurosensoriali<br />
e neuropsicologici con la qualità della vita del traumatizzato cranico,<br />
come viene percepita dal paziente e dal suo familiare, a medio e lungo termine.<br />
Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione del danno<br />
cognitivo nei soggetti con patologia cerebellare<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Lo studio prevede la somministrazione di un’ampia batteria neuropsicologica<br />
allo scopo di individuare le prove più sensibili alla rilevazione<br />
del danno cognitivo di origine cerebellare. L’analisi ed il confronto delle prestazioni<br />
di pazienti con patologia cerebellare di diversa etiologia e durata di<br />
malattia ha lo scopo di permettere lo sviluppo di un protocollo diagnostico di<br />
rapida somministrazione ma, al tempo stesso, in grado di valutare, in questa<br />
tipologia di pazienti, abilità cognitive settoriali (memoria, analisi e attenzione<br />
visuospaziale, prassie, funzioni “ frontali ”, linguaggio).<br />
Valutazione di parametri clinico-funzionali in pazienti affetti<br />
da grave arteriopatia degli arti inferiori esitata in amputazione d’arto<br />
(Marco Traballesi)<br />
Descrizione: Studio longitudinale su pazienti ricoverati nella nostra U.O.;<br />
vengono controllati i parametri funzionali e la qualità della vita. Studio epidemiologico.<br />
184 2009
Valutazione multidimensionale neuropsicologica, comportamentale,<br />
neuroradiologica e genetica di soggetti con MCI (Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: Lo scopo primario dello studio è quello di valutare i predittori<br />
precoci di outcome clinico. In particolare, sono stati esaminati allo stesso<br />
tempo parametri neuroradiologici, neuropsicologici, comportamentali e genetici,<br />
durante il decorso della malattia a partire dall’esordio preclinico e clinico.<br />
Lo scopo secondario dello studio è quello di valutare le differenze tra soggetti<br />
con MCI, AD e soggetti di controllo rispetto alle caratteristiche morfometriche<br />
cerebrali, neuropsicologiche, comportamentali e genetiche e la correlazione<br />
eventualmente esistente tra tali variabili. I risultati indicano come i soggetti<br />
con MCI abbiano una forte tendenza alla conversione in malattia di Alzheimer.<br />
Comunque, essi hanno un profilo neuropsicologico caratteristico con<br />
compromissione selettiva delle funzioni mnesiche, risparmio delle altre<br />
dimensioni cognitive e moderati livelli di sintomatologia comportamentale. I<br />
dati neuroradiologici e genetici sono in corso di analisi.<br />
ANNO DI ATTIVAZIONE 2005<br />
Trials clinici<br />
Biomarkers ematici nel traumatizzato cranico con esiti di coma<br />
in fase riabilitativa (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di indagare i biomarkers di maggiore significato<br />
predittivo nel trauma cranico, nella fase riabilitativa, con prelievi ematici<br />
all’ingresso, durante e al termine del ricovero nell’Unità Post-Coma. Tali<br />
risultati sono correlati con indici di disabilità ed esito finale ad almeno un<br />
anno dal trauma cranico.<br />
Ruolo del cervelletto nell’inibizione cognitiva<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di analizzare i meccanismi di inibizione<br />
nell’elaborazione seriale di risposte motorie in pazienti con interessamento<br />
anatomo-funzionale del cervelletto e/o delle connessioni cortico-pontocerebellari.<br />
Si basa sulla somministrazione un test computerizzato (stop<br />
signal task) che prevede l’esecuzione di un’azione motoria in presenza di uno<br />
stimolo visivo (compito primario o di go) e l’interruzione della stessa azione<br />
immediatamente dopo la comparsa di un segnale di stop (prova di stop).<br />
Studio dell’umore nei pazienti con patologia cerebellare<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di valutare la presenza di variazioni circadiane<br />
del tono dell’umore. Viene messo a punto uno strumento in grado di<br />
permettere rilevazioni frequenti nel corso della giornata e ripetibili nel breve<br />
periodo.<br />
Studio osservazionale sulle relazioni tra funzione sessuale<br />
e qualità della vita in pazienti con lesione midollare<br />
(Marco Molinari, Giorgio Scivoletto, Lina Di Lucente)<br />
Descrizione: Scopo dello studio è la rilevazione delle modificazioni della attività<br />
sessuale dopo lesione midollare e la valutazione dell’influenza dell’attività sessuale<br />
sullo stato psicologico e sulla percezione della qualità di vita dei pazienti.<br />
2009 185
Sezione II<br />
Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione<br />
clinico cinematica del cammino<br />
(Marco Molinari, Giorgio Scivoletto, Federica Tamburella)<br />
Descrizione: Il progetto in corso ha lo scopo di continuare la validazione di<br />
due scale, una, la Spinal Cord Independence Measure (SCIM), che valuta l’autonomia<br />
dei pazienti nello svolgimento delle attività di vita quotidiana e una,<br />
il Walking Index for Spinal Cord Injury (WISCI), che invece valuta il cammino.<br />
Valutazione dei determinanti del cammino e delle performances<br />
deambulatorie in pazienti con lesione midollare incompleta<br />
(Marco Molinari, Giorgio Scivoletto)<br />
Descrizione: Il recupero della deambulazione è diventato uno dei target della<br />
terapia farmacologica e riabilitativa dopo mielolesione. Una conoscenza accurata<br />
dei fattori che influenzano il cammino è diventata quindi indispensabile.<br />
Fino ad oggi la deambulazione è stata messa in relazione quasi esclusivamente<br />
con la forza muscolare, nonostante le evidenze che derivano da altre<br />
patologie, dell’influenza di altri fattori (come, per esempio, l’equilibrio e la<br />
spasticità). Scopo del lavoro è lo studio della correlazione fra il recupero della<br />
deambulazione e vari fattori clinici potenzialmente in grado di influenzare<br />
tale recupero.<br />
ANNO DI ATTIVAZIONE 2006<br />
Analisi quantitativa del movimento di soggetti parkinsoniani<br />
tramite sistemi optoelettronici e di elettromiografia telemetrici.<br />
Valutazione acuta di Levodopa (Antonella Peppe)<br />
Descrizione: Questo studio triennale vuole analizzare il cammino, la corrispettiva<br />
contrazione dei muscoli degli arti inferiori e le possibili modificazioni del<br />
pattern muscolare e del cammino indotto da una dose sovra massimale di<br />
Levodopa.<br />
Effetti anatomo-funzionali del trauma cranico moderato o grave<br />
sulle abilità mnesiche, durante il periodo di amnesia post-traumatica<br />
(APT) e dopo la sua risoluzione (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Obiettivo dello studio è di valutare, mediante studi di Risonanza<br />
Magnetica (RM) funzionale e neurofisiologici, gli effetti a livello anatomofunzionale<br />
del trauma cranico moderato o grave sulle abilità mnesiche.<br />
La pompa con baclofen intratecale nei pazienti con esiti di grave<br />
cerebrolesione acquisita: progetto di collaborazione Unità Post-Coma<br />
della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> e Reparto di Neurochirurgia Funzionale<br />
del Policlinico Gemelli. Studio multicentrico retrospettivo nazionale<br />
(Rita Formisano)<br />
Descrizione: Scopo dello studio è la riduzione della spasticità muscolare, per<br />
migliorare l’efficacia del trattamento riabilitativo e ridurre la disabilità motoria<br />
residua. Sono stati inclusi pazienti in stato vegetativo e/o di minima<br />
coscienza con spasticità non responsiva ai comuni trattamenti farmacologici<br />
e riabilitativi.<br />
186 2009
La spalla dolorosa dell’emiplegico (Alessandra Pompa)<br />
Descrizione: Il primo obiettivo del nostro studio è quello di valutare la prevalenza<br />
di questa complicanza che ha importanti ripercussioni sulla riabilitazione<br />
motoria e sull’equilibrio psicologico del paziente entro 12 mesi dall’evento<br />
ictale. Il secondo obiettivo del nostro studio è evidenziare le cause della spalla<br />
dolorosa dell’emiplegico.<br />
Valutazione dei disturbi attentivi con paradigma informatico<br />
in pazienti con esiti di grave trauma cranico (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di indagare le diverse componenti delle<br />
funzioni attentive in pazienti con esiti di trauma cranico grave e in particolare<br />
la loro influenza sul rallentamento psicomotorio del traumatizzato cranico.<br />
Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti<br />
da malattia di Parkinson gravi trattati chirurgicamente<br />
con DBS in STN (Antonella Peppe)<br />
Descrizioni: È noto che la malattia di Parkinson coinvolge i muscoli respiratori,<br />
il diaframma e muscoli accessori che, attraverso la loro attività, consentono<br />
la ventilazione polmonare. In questo studio triennale si vuole valutare se<br />
la Stimolazione Cerebrale Profonda del nucleo Sottotalamico produca delle<br />
modificazioni dei parametri respiratori come la MEP e MIP (Maximal Expiratory<br />
Pressure e Maximal Inspiratory Pressure), indici di forza di contrazione<br />
muscolare.<br />
Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico<br />
con immunomodulatori in soggetti con Sclerosi Multipla<br />
(Maria Grazia Grasso)<br />
Descrizione: Gli scopi del nostro studio sono quelli di verificare nei pazienti<br />
con SM che afferiscono all’ambulatorio della <strong>Fondazione</strong> l’efficacia della terapia<br />
in termini di ricadute cliniche e disabilità, il numero di drop-out ed eventuali<br />
modificazioni terapeutiche durante un periodo di follow-up di 3 anni.<br />
ANNO DI ATTIVAZIONE 2007<br />
Trials clinici<br />
Aree di rappresentazione corticale di muscoli dell’arto superiore<br />
e della mano in diverse condizioni sperimentali: mappe motorie<br />
da Stimolazione Magnetica Transcranica ed integrazione<br />
con immagini RMN (Paola Cicinelli)<br />
Descrizione: Obiettivo di questo studio biennale è quello di implementare e<br />
validare una metodologia di analisi di dati TMS semiautomatica e di integrare<br />
le informazioni in 2D delle mappe TMD in uno spazio 3D di modelli di testa<br />
realistici.<br />
Controllo cognitivo durante l’invecchiamento: fisiologia<br />
del deterioramento e valutazione preclinica<br />
(Marco Bozzali, Emiliano Macaluso)<br />
Descrizione: Studio multi-centrico con l’obiettivo di mettere in relazione il<br />
decadimento delle funzioni cognitive (attenzione, linguaggio, emozioni) con<br />
2009 187
Sezione II<br />
variazioni delle strutture e delle funzioni cerebrali (fMRI). Partecipano allo<br />
studio volontari sani in diverse fasce d’età, soggetti con Mild Cognitive<br />
Impairment (MCI) e pazienti con malattia di Alzheimer.<br />
Diagnosi tempestiva di demenza a corpi di Lewy mediante tecniche<br />
avanzate di neuroimaging (Marco Bozzali)<br />
Descrizione: Studio di RM strutturale e funzionale focalizzato all’identificazione<br />
di marker differenziali tra le due principali forme di demenza (DLB e<br />
AD). Le alterazioni investigate comprendono allucinazioni visive, parkinsonismo<br />
e fluttuazioni cognitive.<br />
Eccitabilità corticale durante il controllo volontario di ritmi<br />
sensorimotori (Donatella Mattia)<br />
Descrizione: Lo studio, triennale, si propone di caratterizzare pattern EEG “ di<br />
controllo ” intra-individuali (apprendimento) e inter-individuali (strategie di<br />
controllo) sviluppati da soggetti addestrati al controllo di una applicazione<br />
BCI, mezzo di variazioni di ritmi sensorimotori.<br />
Effetti della riabilitazione vestibolare nel disturbo vestibolare<br />
dell’equilibrio del paziente con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)<br />
Descrizione: Questo studio biennale ha lo scopo di oggettivare l’efficacia di un<br />
ciclo di riabilitazione vestibolare sulle alterazioni della deambulazione e dell’equilibrio,<br />
in soggetti affetti da malattia di Parkinson.<br />
Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello di partecipazione<br />
sull’outcome riabilitativo (Cecilia Guariglia)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di valutare come la variabile partecipazione<br />
possa condizionare i risultati riabilitativi.<br />
Ruolo del cervelletto nelle risposte emozionali conseguenti<br />
a processi decisionali che implicano una ricaduta economica<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Il processo indaga il ruolo dei circuiti cortico-cerebello-corticali<br />
nei processi di decision making che implicano l’elaborazione di componenti<br />
cognitivi (ragionamento contrafattuale) ed emozionali (disappointment/<br />
regret) mediante la somministrazione di gambling task su pazienti con lesione<br />
cerebellare degenerativa e focale acquisita.<br />
Strategie di rinforzo per il controllo volontario di potenziali EEG:<br />
effetto di feedback multisensoriale (Fabio Cincotti)<br />
Descrizione: L’obiettivo primario del progetto triennale è quello di esplorare<br />
l’efficacia di un feedback somatosensoriale nell’addestramento e nella accuratezza<br />
del controllo di una applicazione BCI. Nell’affrontare tale obiettivo si<br />
deve primariamente specificare un protocollo per la somministrazione del<br />
feedback tattile.<br />
Studio morfostrutturale cerebrale in pazienti affetti da Sindrome<br />
delle Apnee Ostruttive del Sonno mediante RM (Maria Grazia Marciani)<br />
Descrizione: L’obiettivo principale di questo progetto triennale è determinare l’associazione<br />
tra anomalie della sostanza bianca (ipersignale T2) e la presenza di<br />
OSAS. Un obiettivo secondario di questa ricerca consisterà nel determinare la<br />
188 2009
Trials clinici<br />
distribuzione anatomica delle anomalie del segnale nella sostanza bianca nelle<br />
OSAS utilizzando metodi di voxel-based morphometry e statistical mapping.<br />
Infine saranno effettuate delle correlazioni tra dati neuroradiologici e cognitivi.<br />
Studio neurofisiologico della connettività neocorticale<br />
in presenza di lesione cerebellari<br />
(Marco Molinari, Donatella Mattia, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: In pazienti con lesioni cerebellari unilaterali la registrazione combinata<br />
di Feg Mapping con potenziali laser evocati permetterà di valutare gli<br />
effetti di stimolazioni somatosensitive e potenziali laser evocati sulla connettività<br />
neocorticale controlaterale alla lesione cerebellare.<br />
Sviluppo di metodi basati sulla teoria dei grafi in grado di estrarre<br />
caratteristiche topologiche dalle reti funzionali stimate a partire dai<br />
segnali EEG ad alta risoluzione (Donatella Mattia, Fabrizio De Vico Fallani)<br />
Descrizione: Il progetto triennale prevede la definizione e la creazione di strumenti<br />
matematici capaci di estrarre informazioni numeriche relative alla struttura<br />
e all’organizzazione delle reti funzionali cerebrali. I pattern di connettività,<br />
ottenuti applicando modelli multivariati autoregressivi ai set di dati EEG ad alta<br />
risoluzione, rappresentano degli oggetti piuttosto complicati da interpretare.<br />
Valutazione della interazione/competizione tra aree di rappresentazione<br />
corticale: mappe motorie da Stimolazione Magnetica Transcranica<br />
in diverse condizioni sperimentali (Paola Cicinelli)<br />
Descrizione: Obiettivo di questo studio biennale è quello di investigare fenomeni<br />
di competizione tra aree di rappresentazione corticale dei muscoli dell’arto<br />
superiore (ed in particolare della mano) contigue e/o distanti tra loro, in<br />
diverse condizioni sperimentali.<br />
Valutazione delle abilità di guida: validazione di una batteria<br />
psicometrica computerizzata (Vienna System) (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Scopo dello studio è la validazione di una batteria psicometrica<br />
computerizzata (Vienna System) su un campione normativo italiano, che<br />
possa rappresentare successivamente una popolazione di riferimento per la<br />
valutazione delle abilità di guida dopo il coma. Scopo secondario dello studio<br />
è evidenziare variabili predittive valide per l’identificazione di persone a<br />
rischio di incidenti stradali, in particolare soggetti con esiti di trauma cranioencefalico<br />
o post-comatosi che richiedono un giudizio sulla possibilità di<br />
riprendere a guidare.<br />
Valutazione delle abilità di memoria visuo-spaziale in pazienti<br />
con patologia cerebellare (Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Scopo di questo studio è quello di indagare vari aspetti della<br />
memoria visuospaziale in pazienti con patologia cerebellare, mettendo a confronto<br />
le prestazioni che ottengono in un classico test che valuta la memoria<br />
visiva non verbale, come il Corsi Tapping test, con una versione modificata<br />
dello stesso test in cui si chiede al paziente di ripetere una sequenza di posizioni<br />
seguendo un percorso nello spazio, quindi introducendo anche variabili<br />
navigazionali e di orientamento spaziale.<br />
2009 189
Sezione II<br />
ANNO DI ATTIVAZIONE 2008<br />
3133K1-3001-WW: A Phase 3, multicenter, randomized, double-blind,<br />
placebo-controlled, parallel-group efficacy and safety trial<br />
of bapineuzumab (AAB-001, ELN115727) in subjects with mild<br />
to moderate Alzheimer disease who are apolipoprotein E 4 carriers<br />
(Carlo Caltagirone)<br />
Descrizione: Obiettivo di questo studio è valutare la sicurezza e l’efficacia di<br />
dosi multiple di bapineuzumab somministrate per via endovenosa (IV) verso<br />
placebo in soggetti con malattia di Alzheimer (MA) da lieve a moderata, che<br />
sono portatori del genotipo ApoE4, misurate dalle variazioni dei punteggi dal<br />
basale alla settimana 78 nell’Alzheimer’s Disease Assessment Scale-Cognitive<br />
Subscale (ADAS.Cog), alla Disability Assessment for Dementia (DAD) (misurazioni<br />
co-primarie), al Neuropsychological Test Battery (NTB) e al Clinical<br />
Dementia Rating Sum of Boxes (CDR-SOB) (misurazioni chiavi secondarie).<br />
Gli obiettivi di sicurezza comprendono l’incidenza e la gravità degli eventi<br />
avversi che emergono in corso di trattamento e variazioni clinicamente<br />
importanti nei risultati di valutazione della sicurezza.<br />
3133K1-3000-WW: A Phase 3, multicenter, randomized, double-blind,<br />
placebo-controlled, parallel-group efficacy and safety trial<br />
of bapineuzumab (AAB-001, ELN115727) in subjects with mild<br />
to moderate Alzheimer disease who are apolipoprotein E 4<br />
non-carriers (Carlo Caltagirone)<br />
Descrizione: Obiettivo di questo studio è valutare la sicurezza e l’efficacia di<br />
dosi multiple di bapineuzumab somministrate per via endovenosa (IV) verso<br />
placebo in soggetti con malattia di Alzheimer (MA) da lieve a moderata, che<br />
non sono portatori del genotipo ApoE4, misurate dalle variazioni dei punteggi<br />
dal basale alla settimana 78 nell’Alzheimer’s Disease Assessment Scale-Cognitive<br />
Subscale (ADAS.Cog), alla Disability Assessment for Dementia (DAD)<br />
(misurazioni co-primarie), al Neuropsychological Test Battery (NTB) e al Clinical<br />
Dementia Rating Sum of Boxes (CDR-SOB) (misurazioni chiavi secondarie).<br />
Gli obiettivi di sicurezza comprendono l’incidenza e la gravità degli<br />
eventi avversi che emergono in corso di trattamento e variazioni clinicamente<br />
importanti nei risultati di valutazione della sicurezza.<br />
Analisi dei disturbi cognitivi e neuropsichiatrici nella malattia<br />
di Parkinson e nei parkinsonismi:<br />
implicazioni per la diagnosi precoce (Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: Scopi principali di questo studio sono: 1) investigare con nuove<br />
scale di valutazione adattate appositamente per pazienti con disturbi del<br />
movimento, la prevalenza dei disturbi cognitivi e comportamentali in soggetti<br />
all’esordio di malattia a confronto con soggetti in fase di cronicità; 2) investigare<br />
l’effetto della associazione della Deep Brain Stimulation (DBS) e del trattamento<br />
farmacologico sui sintomi neuropsichiatrici, sul deficit cognitivo e<br />
sul riconoscimento emozionale in pazienti che hanno subito impianti di DBS<br />
tradizionale (NST/GPi). Scopo secondario è valutare la correlazione tra patologia<br />
cognitiva e comportamentale.<br />
190 2009
Trials clinici<br />
Analisi topologica delle reti di connettività funzionale stimate<br />
a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione, durante compiti<br />
di interazione strategica (Donatella Mattia, Fabrizio De Vico Fallani)<br />
Descrizione: Il progetto biennale prevede la applicazione di strumenti matematici<br />
capaci di estrarre informazioni numeriche relative alla struttura e<br />
all’organizzazione delle reti funzionali cerebrali, su dati EEG raccolti durante<br />
compiti di interazione strategica-decisionale.<br />
Apprendimento implicito ed esplicito in soggetti con dislessia evolutiva<br />
ed in soggetti con danno cerebellare focale: dati neuropsicologici<br />
e di risonanza magnetica funzionale (Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Al fine di chiarire il ruolo del cervelletto nella genesi del disturbo<br />
specifico di lettura, la presente ricerca si propone di analizzare, mediante la<br />
tecnica della risonanza magnetica funzionale, l’eventuale alterata attivazione<br />
di aree cerebrali specifiche durante un compito di apprendimento implicito<br />
ed in un compito di apprendimento esplicito, in individui con dislessia evolutiva<br />
e soggetti con danno cerebellare focale che verranno confrontati con un<br />
gruppo di controllo.<br />
Basi neurali di tristezza, rabbia e gioia nella Sclerosi Multipla:<br />
studio in vivo con RM funzionale (Marco Bozzali)<br />
Descrizione: Studio con fMRI e RM strutturale finalizzato allo studio delle<br />
capacità emotive in pazienti con MS. La fMRI è utilizzata per investigare le<br />
emozioni positive (gioia) e negative (tristezza e rabbia); le variazioni funzionali<br />
vengono messe in relazione alle variazioni strutturali.<br />
Cambio di direzione in pazienti con malattia di Parkinson (PD):<br />
analisi qualitativa e quantitativa<br />
ed efficacia della riabilitazione motoria (Antonella Peppe)<br />
Descrizione: Scopo di questo studio triennale è quello di valutare attraverso<br />
l’analisi del cammino la modalità con cui il pazienti PD esegue il cambio di<br />
direzione del senso di marcia (Ahead/Back) e studiare l’effetto della riabilitazione<br />
stessa.<br />
Correlati neuropsicologici dell’Atassia con aprassia oculomotoria<br />
di tipo 2 (Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di analizzare il profilo cognitivo di soggetti<br />
affetti da AOA2 allo scopo di indagare l’associazione tra genotipo e fenotipo<br />
cognitivo. Inoltre, si propone di effettuare un’analisi qualitativa e quantitativa<br />
dei movimenti oculari per verificare eventuali correlazioni tra aprassia oculomotoria<br />
e prestazioni cognitive.<br />
Dall’alimentazione enterale per SNG o PEG all’alimentazione orale<br />
nei pazienti disfagici: sviluppo di protocolli per bilanciare<br />
e somministrare l’apporto nutrizionale (Marilia Simonelli)<br />
Descrizione: Il progetto ha l’obiettivo di trovare la modalità migliore per somministrare<br />
la nutrizione artificiale per via enterale nel paziente disfagico che<br />
contemporaneamente assume alimenti per bocca, durante il training deglutitorio.<br />
2009 191
Sezione II<br />
Decorso temporale della connettività funzionale tra aree corticali<br />
motorie “ primarie ” e “ non-primarie ” dell’uomo<br />
durante compiti di apprendimento motorio (Donatella Mattia)<br />
Descrizione: In questo progetto biennale si vogliono definire i pattern di connettività<br />
funzionale (su dato EEG) inter-regionali tra le aree corticali pre-motorie<br />
e motorie esecutive che si ipotizzano accadere quando la rappresentazione neurale<br />
dei movimenti del braccio viene sfidata in ambiente con nuove caratteristiche<br />
dinamiche.<br />
Depressive features in medical (neurological and oncological)<br />
patients recruited in the general medical setting:<br />
reliability of diagnostic criteria, predictive role of biological markers,<br />
and effect of treatment with antidepressants (Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: L’endpoint primario dello studio è quello di verificare se, in<br />
pazienti anziani oncologici con diagnosi di disturbo depressivo maggiore o<br />
minore, la qualità della vita migliori in maniera statisticamente significativa<br />
durante 18 mesi di follow-up. L’endpoint secondario dello studio è quello di<br />
valutare se il trattamento antidepressivo favorisca l’abbattimento della sintomatologia<br />
depressiva in pazienti oncologici anziani durante il follow-up.<br />
Si vuole infine valutare l’andamento del deficit cognitivo globale durante i<br />
follow-up previsti dallo studio.<br />
Determinazione del costo energetico della deambulazione<br />
in persone amputate di coscia protesizzate (Marco Traballesi)<br />
Descrizione: Obiettivo del presente progetto è quello di approfondire il tema<br />
del costo energetico della deambulazione in amputati monolateralmente di<br />
arto inferiore a livello transfemorale protesizzati con un nuovo tipo di invaso<br />
Marlo Anatomical Socket (MAS) e confrontare i dati con quelli derivati dall’utilizzo<br />
di altri tipi di invasi.<br />
Disfagia post-chirurgica delle vie aero-digestive superiori<br />
e disfagia post-attinica. Confronto dei risultati funzionali<br />
e nutrizionali (Simona Calcagno)<br />
Descrizione: Gli obiettivi dello studio sono di confrontare i risultati funzionali<br />
ottenuti dal trattamento oncologico chirurgico con quelli ottenuti dal trattamento<br />
radioterapico, sui tumori delle vie aero-digestive superiori sia a breve<br />
che a lungo termine; definire le caratteristiche della disfagia indotta dalle due<br />
diverse metodiche e valutare l’impatto sulla nutrizione e sulla qualità della<br />
vita che deriva dalle due disabilità.<br />
Early diagnosis of Alzheimer’s diseases through the combination<br />
and correlation of molecular, functional and clinical biomarkers<br />
(Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: Il progetto si propone di: 1) selezionare e arruolare nello studio<br />
pazienti con MCI e AD; 2) identificare le correlazioni tra sintomatologia clinica,<br />
profilo neuropsicologico e dati morfologici; 3) investigare i possibili<br />
substrati strutturali e funzionali predittivi dell’evoluzione clinica dalla condizione<br />
di MCI a quella di demenza conclamata, utilizzando tecniche di<br />
192 2009
Trials clinici<br />
risonanza magnetica cerebrale non-convenzionale 3 Tesla (RM pesata in diffusione<br />
con studio del tensore e della trattografia) per quantificare le alterazioni<br />
strutturali (atrofia globale e regionale della sostanza grigia, alterazioni<br />
diffuse e focali lesionali della sostanza bianca e dei principali fasci di associazione).<br />
Effetti della Rieducazione Posturale Globale in soggetti<br />
con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)<br />
Descrizione: Scopo di questo studio triennale è verificare l’efficacia della rieducazione<br />
posturale e quantificarne gli effetti sulla marcia di soggetti affetti<br />
da malattia di Parkinson, grazie all’utilizzo della Gait Analysis.<br />
Effetti dell’esercizio fisico regolare sullo stile di vita,<br />
lo stato funzionale e psicologico del soggetto anziano<br />
(Marco Traballesi)<br />
Descrizione: Lo scopo del progetto è quello di valutare gli effetti di un training<br />
di attività fisica adattata sullo stato di fitness e qualità della vita in soggetti<br />
anziani.<br />
Effetti di un training di quattro settimane con Metodo Feldenkrais<br />
in pazienti con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)<br />
Descrizione: Negli ultimi anni le Body Awareness Therapies (BAT) stanno<br />
affiancando le terapie tradizionali nel trattamento di diversi disordini motori.<br />
Esse possono essere definite come un approccio fisioterapico olistico, diretto<br />
alla consapevolezza del corpo, in termini di funzionamento, comportamento<br />
ed interazione tra il Sé e gli altri. Comprendono Basic BAT, Mensendieck e<br />
Metodo Feldenkrais. Mirano alla normalizzazione della postura, dell’equilibrio,<br />
alla riduzione delle tensioni muscolari e della rigidità visibili nei pattern<br />
motori. L’esiguo numero di studi che ne dimostrino gli effetti e la difficoltà di<br />
reperire scale di valutazione adatte ne rende l’efficacia non riconosciuta in<br />
maniera unanime.<br />
Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero<br />
in pazienti anziani (>65 anni) con recenti postumi<br />
di un evento cerebrovascolare (Stefano Paolucci)<br />
Descrizione: Studio di tipo osservazionale, dedicato all’approfondimento dei<br />
fattori prognostici nel recupero funzionale nei pazienti ultrasessantacinquenni,<br />
con recente (entro un mese dall’evento) disabilità post-ictale, ed in<br />
particolar modo di quelle nutrizionali.<br />
Esiti del trauma cranico grave, coma e stato vegetativo:<br />
uno studio multicentrico italiano (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Il Gruppo GISCAR ha attivato la raccolta, mediante una scheda<br />
elettronica che ogni centro riabilitativo aderente al progetto compila autonomamente,<br />
di informazioni cliniche e riabilitative relative ai dati dei pazienti,<br />
con rispetto dell’anonimato e codificazione numerica consecutiva progressiva,<br />
all’ingresso e alla dimissione dall’istituto di riabilitazione, con lo scopo di<br />
conoscere l’incidenza delle gravi cerebrolesioni acquisite, degli stati vegetativi<br />
di origine traumatica e non in Italia.<br />
2009 193
Sezione II<br />
Implementazione di un prototipo basato su potenziali<br />
evento-correlati per il controllo di Interfacce Cervello Computer<br />
(Brain Computer Interface) (Fabio Aloise)<br />
Descrizione: L’obiettivo del progetto biennale consiste nell’implementazione di<br />
un sistema BCI sufficientemente robusto e facilmente utilizzabile da poter<br />
essere assimilabile ad un dispositivo per l’interazione uomo macchina, come<br />
potrebbe essere un mouse o una tastiera.<br />
La tossina botulinica A nel trattamento della spasticità<br />
di pazienti con esiti di Grave Cerebrolesione Acquisita (GCA):<br />
valutazione neurofisiologica prima e dopo trattamento<br />
(Paola Ciccinelli)<br />
Descrizione: Obiettivo dello studio biennale è quello di valutare gli effetti della<br />
tossina botulinica A (BTX-A) sulle scale cliniche di misura della spasticità<br />
(scala di Ashworth modificata = MAS) e di valutazione funzionale (Barthel<br />
Index = BI) in pazienti con spasticità secondaria a gravi lesioni del SNC di<br />
natura vascolare e/o post-traumatica. Accanto alle valutazioni cliniche, in<br />
alcuni pazienti abbiamo eseguito delle valutazioni neurofisiologiche (MEPs e<br />
riflesso H) per misurare le variazioni di eccitabilità corticale e spinale dopo<br />
BTX-A.<br />
Pattern di reattività elettrica corticale cerebrale<br />
durante simulazione mentale di compiti complessi (Donatella Mattia)<br />
Descrizione: Lo studio biennale si propone di esplorare sistematicamente i<br />
correlati EEGrafici che sottendono i compiti cognitivi utilizzati in fMRI e<br />
quindi valutarne le potenzialità come segnali di controllo BCI.<br />
Plasticità del sistema nervoso centrale (SNC),<br />
dopo procedura neurochirurgia (Rita Formisano)<br />
Descrizione: L’obiettivo principale dello studio è quello di valutare i cambiamenti<br />
plastici della connettività del SNC dopo cranioplastica, per mezzo di<br />
Risonanza Magnetica (RM) mediante trattografia.<br />
Protocollo di studio per la valutazione della tollerabilità e dell’efficacia<br />
della rivastigmina sui disturbi cognitivi e comportamentali conseguenti<br />
a trauma cranio-encefalico (TCE) con coma e altre gravi cerebrolesioni<br />
acquisite (GCLA) in pazienti stabilizzati (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di valutare la tollerabilità e l’efficacia di un<br />
farmaco anti Alzheimer (la rivastigmina) in una popolazione di pazienti con<br />
postumi di traumi cranio encefalici. In particolare, valutare se possa modificare<br />
le funzioni attenzionale, mnesica e comportamentale.<br />
Strumenti e procedure diagnostiche per le demenze utilizzabili<br />
nella clinica ai fini della diagnosi precoce e differenziale,<br />
della individuazione delle forme a rapida o lenta progressione<br />
e delle forme con risposta ottimale alle attuali terapie<br />
(Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: Il progetto si propone di: 1) selezionare e arruolare nello studio<br />
pazienti con diagnosi di demenza di Alzheimer (AD) e pazienti con diagnosi<br />
194 2009
Trials clinici<br />
di Mild Cognitive Impairment (MCI) amnesico e MCI caratterizzato da deficit<br />
cognitivi multipli o diversi dal disturbo di memoria; 2) sottoporre tutti<br />
i pazienti arruolati ad indagine diagnostica e valutazione psico-comportamentale<br />
al fine di valutare la presenza di depressione, ansia e psicosi; 3)<br />
valutare tutti i pazienti con il Mini Mental State Examination (MMSE) e<br />
con una batteria neuropsicologica quale la Mental Deterioration Battery<br />
(MDB); 4) analizzare le relazioni tra le tre dimensioni cognitiva, comportamentale<br />
e funzionale; 5) individuare la prevalenza ed il decorso dei sintomi<br />
comportamentali e psichiatrici (BPSD) nei pazienti con MCI e nei pazienti in<br />
fase iniziale di AD utilizzando scale di valutazione cognitiva e comportamentale<br />
complesse.<br />
Studio longitudinale degli adattamenti cardiovascolari<br />
e metabolici in atleti disabili di alto livello praticanti nuoto<br />
(Marco Traballesi)<br />
Descrizione: Studio longitudinale su pazienti ricoverati nella U.O. D; vengono<br />
controllati i parametri funzionali e la qualità della vita. Studio epidemiologico.<br />
Sviluppo di linee guida per il trattamento riabilitativo<br />
delle lesioni midollari (Marco Molinari, Giorgio Scivoletto)<br />
Descrizione: Il progetto in corso ha lo scopo di mantenere aggiornati gli standard<br />
assistenziali/riabilitativi secondo le indicazioni della letteratura internazionale<br />
per l’assistenza e la riabilitazione dei soggetti con lesione midollare e<br />
viene svolto in collaborazione con i maggiori centri internazionali per l’assistenza<br />
riabilitativa delle mielolesioni.<br />
Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione<br />
del disturbo di analisi sequenziale in soggetti con patologia cerebellare<br />
(Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Obiettivo di questa prima parte dello studio è stato quello di definire<br />
il ruolo dei circuiti cortico-cerebello-corticali nei processi di decisionmaking,<br />
allo scopo di mettere a punto un protocollo diagnostico che permetta<br />
di valutare l’influenza delle componenti cognitive ed emozionali che intervengono<br />
nei processi decisionali quando il controllo cerebellare è alterato dalla<br />
presenza di una patologia.<br />
Sviluppo e validazione di metodiche per la stima istantanea<br />
della connettività corticale tempo-variante e loro applicazione<br />
a dati di EEG ad alta risoluzione (Laura Astolfi)<br />
Descrizione: Il progetto triennale prevede lo sviluppo di una metodica per la<br />
stima della connettività funzionale tempo-variante tra diverse aree della corteccia<br />
cerebrale umana durante l’esecuzione di diversi compiti sperimentali.<br />
L’obiettivo che si vuole raggiungere è la realizzazione di un nuovo approccio<br />
metodologico che permetta di superare l’ipotesi di stazionarietà richiesta<br />
dai metodi convenzionali, rendendo possibile stimare la connettività anche<br />
nelle fasi del compito sperimentale per loro natura non stazionarie, e consentendo<br />
di seguire le rapide variazioni di connettività, al momento non<br />
possibile.<br />
2009 195
Sezione II<br />
Trattamento riabilitativo con uso di apparecchiature per scarico parziale<br />
del peso corporeo in pazienti con esiti di stroke (Luca Pratesi)<br />
Descrizione: Obiettivo dello studio è di valutare l’efficacia del trattamento riabilitativo<br />
sul recupero della deambulazione di pazienti affetti da esiti di stroke<br />
mediante l’utilizzo di uno specifico treadmill con parziale sospensione del carico.<br />
Utilizzo della scala di Melbourne come strumento di verifica<br />
dell’apprendimento motorio in bambini affetti da postumi<br />
di paralisi cerebrale trattati con bendaggio funzionale (Daniela Morelli)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di utilizzare un nuovo strumento di valutazione,<br />
la scala Melbourne, ancora poco noto in Italia, per verificare i risultati<br />
a breve e lungo termine dell’utilizzo del bendaggio funzionale in bambini<br />
affetti da postumi di paralisi cerebrale infantile.<br />
Validazione del livello auto-selezionato di deambulazione<br />
in pazienti mielolesi come misura di outcome per trials clinici<br />
(Marco Molinari, Giorgio Scivoletto)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di valutare l’importanza della scelta dell’ausilio<br />
per quanto riguarda le caratteristiche della deambulazione secondo le<br />
valutazioni di outcome specifiche per la definizione della deambulazione nei<br />
soggetti con lesione midollare.<br />
Valutazione cinematica dello “ starting ” della marcia in soggetti<br />
affetti da malattia di Parkinson trattati chirurgicamente<br />
con DBS in STN e PPN (Antonella Peppe)<br />
Descrizione: Studi su animali e primati hanno messo in evidenza un ruolo<br />
importante del nucleo Peduncolo Pontino (PPN), nucleo del tronco encefalico<br />
effettore finale del Loop cortico-sottocorticale Motorio. Nuovo target nella<br />
terapia chirurgica del Parkinson potrebbe essere quindi il PPN associato naturalmente<br />
alla stimolazione del Nucleo Subtalamico (STN). Progetto triennale.<br />
Valutazione del costo energetico durante una seduta riabilitativa<br />
al gait trainer (Giovanni Morone)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di valutare la richiesta energetica e del costo<br />
energetico dell’attività motoria al Gait Trainer (GT) mediante l’utilizzo del<br />
metabolimetro portatile K4b2 (Cosmed).<br />
Valutazione delle procedure mediche messe in atto nei confronti<br />
di malati con malattie neurodegenerative che si rivolgono<br />
a strutture del SSN. Confronto con le raccomandazioni degli esperti<br />
e con linee guida nazionali e internazionali (Gianfranco Spalletta)<br />
Descrizione: Scopo principale del progetto è di integrare i risultati di studi<br />
neuropsicologici, di neuroimaging e neuro-comportamentali per la diagnosi<br />
differenziale delle diverse forme di demenza e raccogliere le principali caratteristiche<br />
cliniche. Il secondo obiettivo è quello di costruire un registro di popolazione<br />
delle malattie neurodegenerative nella città di Roma. Questo registro<br />
ha come scopo fondamentale quello di definire quantitativamente le dimensioni<br />
del bisogno sanitario generato da queste malattie e caratterizzato in termini<br />
demografici e clinici.<br />
196 2009
Trials clinici<br />
Valutazione del paziente affetto da Parkinsonismo Post-Traumatico<br />
mendiante Risonanza Magnetica funzionale (RMf) prima e dopo<br />
terapia con L-Dopa (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di valutare il miglioramento del parkinsonismo<br />
post-traumatico mediante la somministrazione di scale cliniche quali la<br />
Unified Parkinsonism Disease Rating Scale (UPDRS), prima e dopo trattamento<br />
con Levodopa, e per mezzo della RMN funzionale.<br />
Valutazione di bambini emiplegici e diplegici trattati<br />
con bendaggio funzionale (Daniela Morelli)<br />
Descrizione: Obiettivo dello studio è di valutare gli effetti a breve e lungo<br />
termine dell’utilizzo del bendaggio funzionale in bambini affetti da postumi di<br />
paralisi cerebrale infantile. L’ipotesi testata è che il bendaggio faciliti l’acquisizione<br />
di schemi di movimento più armonici, meno influenzati dalla prevalenza<br />
di gruppi muscolari rispetto ad altri.<br />
Valutazione di efficacia di due diversi protocolli riabilitativi respiratori<br />
nella broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) (Sergio Lubich)<br />
Descrizione: L’obiettivo del presente progetto è verificare se due differenti tipi<br />
di attività fisica adattata (endurance vs endurance+strength) abbiano diverso<br />
effetto sulla capacità di esercizio, espressa dalla distanza percorsa in 6’, e di<br />
identificare gli elementi predittivi di una risposta favorevole (variabili sociodemografiche,<br />
stato nutrizionale, introito alimentare, parametri sierologici<br />
indicativi di flogosi sistemica, parametri di funzionalità respiratoria, di funzione<br />
fisica e dello stato di salute percepito).<br />
Valutazione influenza riabilitazione dell’equilibrio<br />
nel recupero della locomozione dopo danno midollare o stroke<br />
(Marco Molinari, Giorgio Scivoletto, Federica Tamburella)<br />
Descrizione: Scopo di questo progetto di ricerca è valutare l’influenza della riabilitazione<br />
dell’equilibrio con biofeedback visivo sul pattern locomotorio in<br />
pazienti con lesione da stroke e midollare, mediante l’utilizzo di pedana baropodometrica<br />
elettronica (BPE), analisi cinematica della locomozione<br />
(software Kineview), scale cliniche ampiamente utilizzate per la valutazione<br />
della deambulazione (Dynamic Gait Index) e dell’equilibrio (Tinetti Scale,<br />
Berg Balance Scale) e test a cronometro di deambulazione (Timed Up Go, Six<br />
Minutes Walk, Ten Meters Walking).<br />
Valutazione neurofisiologica finalizzata alla caratterizzazione<br />
della reattività del sistema corticale motorio (pattern EEG e MEP)<br />
durante compiti di immaginazione motoria in pazienti affetti<br />
da esisti di ictus monoemisferico (Donatella Mattia, Marco Molinari,<br />
Rita Formisano, Stefano Paolucci)<br />
Descrizione: Tale trial clinico è parte integrante del progetto EU del VII FP<br />
TOBI (EC.7), nel quale verrà sviluppato un prototipo di interfaccia cervellocomputer<br />
destinato al potenziamento delle strategie di riabilitazione motoria<br />
dell’arto superiore in pazienti con esiti di ictus cerebrale monoemisferico. Tale<br />
potenziamento è basato sull’introduzione, come intervento add-on, dell’esercizio<br />
di immaginazione motoria eseguito dal paziente in condizione controllata<br />
tramite un sistema di interfaccia cervello-computer.<br />
2009 197
Sezione II<br />
Valutazione neurofisiologica finalizzata alla rilevazione di potenziali<br />
evento-correlati (P300) in pazienti con grave disabilità motoria<br />
in esito a lesioni cerebrali post-traumatiche/vascolari<br />
(Donatella Mattia, Rita Formisano, Daniela Morelli)<br />
Descrizione: Tale trial clinico è parte integrante dei progetti EU del VII FP<br />
TOBI (EC.7) e SM4ALL (EC.6), nei quali vengono sviluppati prototipi di interfacce<br />
cervello-computer destinate alla comunicazione aumentativa e al controllo<br />
ambientale domestico per il miglioramento della qualità della vita di<br />
persone portatrici di esiti di trauma cranico o lesione vascolare.<br />
Valutazione outcome riabilitativo nei pazienti con evento<br />
cerebrovascolare mediante un nuovo protocollo standardizzato<br />
di valutazione (PMIC) (Stefano Paolucci)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di approfondire le conoscenze sulla valutazione<br />
e sul recupero funzionale nei pazienti con ictus, mediante un nuovo<br />
protocollo standardizzato di valutazione (Protocollo di Minima per l’ictus,<br />
PMIC), recentemente pubblicato sotto l’egida della SIMFER (Società Italiana<br />
di Medicina Fisica e Riabilitazione).<br />
ANNO DI ATTIVAZIONE 2009<br />
3133K1-3002-WW: A Phase 3 extension, multicenter, double-blind,<br />
parallel-group, long-term safety and tolerability trial of bapineuzumab<br />
(AAB-001, ELN115727) in subjects with Alzheimer disease<br />
who are apolipoprotein E 4 noncarriers and participated<br />
in study 3133K1-3000-WW (Carlo Caltagirone)<br />
Descrizione: Obiettivo primario di questo studio è valutare la sicurezza e la<br />
tollerabilità a lungo termine della somministrazione per via endovenosa (IV)<br />
di bapineuzumab in soggetti con malattia di Alzheimer (MA) che non sono<br />
portatori del genotipo ApoE4. Obiettivi esplorativi in questo gruppo di<br />
pazienti sono: esplorare l’efficacia a lungo termine della somministrazione IV<br />
di bapineuzumab; esplorare l’effetto sui biomarker della somministrazione IV<br />
a lungo termine di bapineuzumab; esplorare l’effetto della somministrazione<br />
IV a lungo termine di bapineuzumab sulle condizioni di salute; esplorare l’effetto<br />
della somministrazione IV a lungo termine di bapineuzumab sull’immunogenicità.<br />
3133K1-3003-WW: A Phase 3 extension, multicenter, double-blind,<br />
parallel-group, long-term safety and tolerability trial of bapineuzumab<br />
(AAB-001, ELN115727) in subjects with Alzheimer disease<br />
who are apolipoprotein E 4 carriers and participated<br />
in study 3133K1-3001-WW (Carlo Caltagirone)<br />
Descrizione: Obiettivo primario di questo studio è valutare la sicurezza e la<br />
tollerabilità a lungo termine della somministrazione IV di bapineuzumab in<br />
soggetti con malattia di Alzheimer (MA) che sono portatori del genotipo<br />
ApoE4. Obiettivi esplorativi in questo gruppo di pazienti sono: esplorare l’efficacia<br />
a lungo termine della somministrazione IV di bapineuzumab; esplorare<br />
l’effetto sui biomarker della somministrazione IV a lungo termine di<br />
198 2009
Trials clinici<br />
bapineuzumab; esplorare l’effetto della somministrazione IV a lungo termine<br />
di bapineuzumab sulle condizioni di salute; esplorare l’effetto della<br />
somministrazione IV a lungo termine di bapineuzumab sull’immunogenicità.<br />
Analisi cinematica della deambulazione di soggetti<br />
con lesioni midollari incomplete: confronto tra trattamento<br />
riabilitativo Fisiokinesiterapico, Idrokinesiterapico e Robotico<br />
(Marco Molinari, Giorgio Scivoletto, Federica Tamburella)<br />
Descrizione: Scopo dello studio è identificare la metodica riabilitativa più idonea<br />
per il ripristino del pattern locomotorio in soggetti mielolesi tra la fisiokinesiterapia<br />
classica a secco, l’addestramento in acqua (idrokinesiterapico) e lo<br />
sgravio del peso corporeo con assistenza robotica su treadmill, tenendo in<br />
considerazione i parametri maggiormente in grado di influenzare il ripristino<br />
dello stesso, quali equilibrio e spasticità.<br />
Capacità di realizzare intenzioni differite nel tempo in persone<br />
che hanno subito un trauma cranico grave<br />
(Giovanni Augusto Carlesimo, Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio prende in considerazione la memoria prospettica, quale<br />
aspetto della memoria strettamente connesso alle capacità che consentono il<br />
recupero di informazioni per realizzare attività pianificate. Scopo di questo<br />
studio è esaminare se ed in che modo queste capacità possono risentire degli<br />
esiti di sofferenza cerebrale da trauma cranico grave.<br />
Effetti del Trauma Cranico sull’empatia cognitiva e affettiva<br />
(Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio si propone di valutare le capacità empatiche, a livello<br />
cognitivo ed affettivo, nel paziente con esiti di grave Trauma Cranio-Encefalico<br />
(TCE) e la correlazione tra capacità empatiche e variabili relative all’umore e<br />
al comportamento, variabili neuropsicologiche (consapevolezza di malattia e<br />
del disturbo empatico; funzioni esecutive, memoria a breve e lungo termine<br />
verbale) e alessitimia del paziente.<br />
Effetto di variabili semantico lessicali in un compito di rievocazione<br />
di liste di parole (Giovanni Augusto Carlesimo, Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo studio prende in considerazione una vasta serie di studi esistenti<br />
sulle variabili in grado di influenzare la capacità di registrare nuove<br />
esperienze. In particolare, ci si prefigge di indagare come la capacità di ricordare<br />
una lista di parole, dipenda in parte dalle conoscenze pregresse in relazione<br />
a ciò che tali parole rappresentano.<br />
Funzionamento e disabilità negli Stati Vegetativi (SV) e negli Stati<br />
di Minima Coscienza (SMC): metodi e applicazione dell’International<br />
Classification Functioning (ICF) nei pazienti con SV e SMC ricoverati<br />
presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, da mettere in rete in uno studio<br />
multicentrico italiano (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Obiettivo dello studio è di: 1) Creare una rete tra i principali centri<br />
italiani che si occupano di pazienti in SV e SMC nelle diverse fasi del per-<br />
2009 199
Sezione II<br />
corso terapeutico. 2) Creare una rete tra le associazioni di familiari, per un<br />
proficuo scambio e raccolta di informazioni e dati che chiariscano l’entità del<br />
problema organizzativo, politico, socio-assistenziale ed etico; e, ove possibile,<br />
collegarle a federazioni già presenti sul territorio nazionale. 3) Creare e somministrare<br />
un protocollo specifico per la descrizione del profilo di funzionamento<br />
delle persone in SV o in SMC, per la valutazione delle caratteristiche<br />
dei caregiver e per la valutazione del carico assistenziale/burden degli operatori<br />
sociosanitari dei centri coinvolti. 4) Creare un Database specifico per la<br />
raccolta delle informazioni ricavate dal protocollo di ricerca. 5) Fornire agli<br />
operatori coinvolti nel progetto un Corso di formazione e chiarificazione su<br />
“ etica della condizione umana ”, per fornire alcuni momenti di riflessione guidata<br />
su temi inerenti la complessità etica della cura delle persone in SV e<br />
SMC. 6) Rilevare gli attuali percorsi di cura dei pazienti SV e SMC nelle<br />
diverse realtà coinvolte dal progetto.<br />
Influenza del trattamento dell’equilibrio con biofeedback<br />
su pedana baropodometrica nel recupero del cammino dopo stroke<br />
o lesione midollare incompleta (Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Il presente studio prevede due obiettivi principali: 1) Evidenziare<br />
possibili indici baropodometrici o derivati da scale di valutazione clinica dell’equilibrio<br />
predittivi delle abilità di deambulazione in soggetti con stroke<br />
sovra o sottotentoriale ed in soggetti con lesione midollare incompleta. 2)<br />
Valutare l’efficacia di un trattamento selettivo con tecniche di biofeedback nel<br />
recupero del cammino dopo stroke sovra o sottotentoriale ed in soggetti con<br />
lesione midollare incompleta.<br />
Neuroimmagini morfo-funzionali con risonanza magnetica<br />
ad alto campo (3 Tesla) nelle gravi cerebrolesioni acquisite<br />
(sindrome post-comatosa) (Rita Formisano)<br />
Descrizione: Lo scopo dello studio è applicare tecniche innovative di Risonanza<br />
Magnetica in pazienti affetti da esiti di gravi traumi cranio-encefalici e<br />
gravi cerebrolesioni acquisite (sindrome post-comatosa) di diversa eziologia,<br />
per identificare marcatori d’individuazione precoce di recupero e stabilire<br />
quali di questi parametri possano essere utilizzati come indici di prognosi.<br />
L’obiettivo è monitorare nel tempo, con tecniche avanzate di RM, l’evoluzione<br />
clinica ed eventuali modificazioni cerebrali dei pazienti con gravi cerebrolesioni<br />
acquisite senza alcuna modifica del normale percorso clinico-assistenziale.<br />
Protocol H8A-MC-LZAN. Effect of passive immunization<br />
on the progression of Alzheimer’s disease: LY2062430 versus placebo<br />
(Carlo Caltagirone)<br />
Descrizione: Obiettivo primario di questo studio è di testare l’ipotesi che l’infusione<br />
intravenosa di LY2062430 è in grado di rallentare il declino cognitivo in<br />
pazienti con malattia di Alzheimer (MA) rispetto al placebo: l’ipotesi specifica<br />
è che le modificazioni cognitive alla fine della fase di trattamento con<br />
LY2062430 saranno significativamente minori rispetto al placebo. Obiettivi<br />
secondari dello studio sono: valutare il beneficio clinico del trattamento con<br />
200 2009
Trials clinici<br />
LY2062430; fornire evidenze sufficienti che LY2062430 attenua i processi<br />
patologici sottostanti la MA ed è in grado di rallentare la velocità del declino<br />
associato alla MA rispetto al placebo; valutare il differente tasso di declino<br />
funzionale dopo trattamento con LY2062430 rispetto a placebo.<br />
Protocollo di studio per la valutazione dell’efficacia della terapia<br />
di stimolazione a microcorrente (MET) nel trattamento del dolore<br />
cronico (Vincenzo Vinicola)<br />
Descrizione: Questa studio si propone di verificare la reale efficacia nel trattamento<br />
del dolore cronico di un nuovo tipo di elettroterapia (MET) che sfrutta<br />
microcorrenti, confrontandone i risultati con quelli ottenuti con l’utilizzo<br />
della più diffusa elettrostimolazione nervosa transcutanea.<br />
Studio clinico e strumentale in una popolazione di soggetti affetti<br />
da Mild Cognitive Impairment per la ricerca di fattori di rischio<br />
vascolari predittivi di uno sviluppo di un quadro di demenza (Elio Troisi)<br />
Descrizione: L’obiettivo del nostro studio è quello di provare ad identificare<br />
per mezzo dell’analisi di specifici fattori di rischio vascolari, sia clinici che<br />
strumentali, un sottotipo di pazienti con MCI che abbia una aumentata possibilità<br />
di sviluppare una sindrome clinica di demenza.<br />
Studio Prospettico Randomizzato. Il trattamento dei pazienti in stato<br />
vegetativo (SV) e di minima coscienza (MCS) mediante impianto<br />
stereotassico di elettrostimolatori cerebrali di profondità (DBS)<br />
(Rita Formisano)<br />
Descrizione: Obiettivo dello studio è la verifica dell’efficacia della deep brain<br />
stimulation (DBS) in pazienti con stato vegetativo (SV) e stato di minima<br />
coscienza (SMC). La tecnologia e le strumentazioni necessarie per il monitoraggio<br />
preliminare, l’intervento chirurgico, le valutazioni successive, sono già<br />
in possesso del Dipartimento di Neurochirurgia dell’Ospedale di Borgo Trento<br />
di Verona (Neurologia e Neurochirurgia, Neuroradiologia e Neurorianimazione)<br />
e vengono routinariamente utilizzati per il trattamento dei disturbi del<br />
movimento. Il ruolo della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> sarà quello di informare le<br />
famiglie e i rappresentati legali dei pazienti in SV e SMC cronico della disponibilità<br />
di questo innovativo approccio terapeutico, che ha già dimostrato<br />
risultati interessanti nella recente letteratura internazionale sui disturbi prolungati<br />
di coscienza [Shiff 2007]. Parallelamente presso l’IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
verranno arruolati pazienti in SV e in SMC cronico, che saranno trattati con<br />
terapie convenzionali e valutati nel tempo come gruppo di controllo.<br />
Sviluppo di un protocollo diagnostico per l’indagine<br />
delle funzioni esecutive in pazienti con patologia cerebellare<br />
(Marco Molinari, Maria Giuseppa Leggio)<br />
Descrizione: Obiettivo del presente studio è lo sviluppo di un protocollo diagnostico<br />
con cui indagare, ad ampio raggio, le funzioni esecutive nei soggetti<br />
con danno cerebellare. A tale scopo verrà analizzata la sensibilità di<br />
specifici test, utilizzati per lo studio delle funzioni esecutive, nell’evidenziare<br />
eventuali disturbi “ frontali ” in pazienti con patologie cerebellari focali o<br />
degenerative.<br />
2009 201
Sezione II<br />
Valutazione, caratteristiche ed evoluzione dell’amnesia post-traumatica<br />
in un campione di pazienti con trauma cranico grave o moderato<br />
(Rita Formisano)<br />
Descrizione: Scopo dello studio è indagare quali funzioni cognitive si differenziano<br />
in soggetti in Amnesia Post-Traumatica (APT) rispetto ai soggetti di<br />
controllo, in 2 gruppi di pazienti con esiti di Trauma Cranio-Encefalico (TCE)<br />
(uno in APT e l’altro con risoluzione dell’APT), più uno di controllo composto<br />
da soggetti senza storia di TCE. Obiettivo secondario è verificare quanto le<br />
attuali scale di valutazione, GOAT e WPTAS, siano intercorrelate nel definire<br />
il recupero di un paziente dalla APT, e dunque quanto siano coerenti nella<br />
misurazione.<br />
Valutazione neurofisiologica finalizzata alla rilevazione di potenziali<br />
evento-correlati (P300) in pazienti con disordini di coscienza in esito<br />
ad uno stato di coma (Donatella Mattia, Rita Formisano)<br />
Descrizione: Tale trial clinico rappresenta la base del progetto EU del VII FP<br />
DECODER (EC.15), nel quale verrà sviluppata una batteria diagnostica per la<br />
rilevazione di funzioni cognitive residue in pazienti con disordini della<br />
coscienza basata sull’utilizzo di un prototipo di interfaccia cervello-computer.<br />
202 2009
Percorsi<br />
diagnostici<br />
e terapeutici
Sezione II<br />
CARTELLA CLINICA NUTRIZIONALE:<br />
GESTIONE DELLA NUTRIZIONE DEL PAZIENTE<br />
IN OSPEDALE E PREVENZIONE DELLE INFEZIONI<br />
AD ESSA CORRELATE<br />
Antonino Salvia, Umberto Scognamiglio,<br />
Francesca Garbagnati, Stefano Paolucci, Maria Grazia Grasso,<br />
Antonella Gaita, Lina Barba, Paola Calcagno, Alessandro Cuccaro,<br />
Stefania Martinelli, Francesca Ortu, Angelo Rossini, Marilia Simonelli,<br />
Alessandra Valenzi – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Giulia Cairella – Servizio Igiene degli Alimenti e della Nutrizione, ASL RMB<br />
Gianfranco Donelli – Dipartimento di Tecnologie e Salute<br />
Istituto Superiore di Sanità<br />
INTRODUZIONE E RIFERIMENTI NORMATIVI<br />
La cartella clinica è un consolidato strumento di lavoro per il personale<br />
sanitario che opera all’interno di strutture ospedaliere.<br />
Al momento la legislazione italiana non ha ancora previsto una disciplina<br />
organica relativa alle cartelle cliniche, nonostante il primo riferimento in<br />
materia abbia oramai 100 anni (Regio Decreto n. 615/1909, art. 63). Più<br />
recentemente il DM 380/2000 nell’allegato tecnico ha stabilito che: “… La cartella<br />
clinica ospedaliera costituisce lo strumento informativo individuale finalizzato<br />
a rilevare tutte le informazioni anagrafiche e cliniche rilevanti, che riguardano<br />
un singolo ricovero ospedaliero di un paziente...”.<br />
In quanto atto pubblico, la cartella clinica è soggetta ad una disciplina<br />
giuridica che la regolamenta dalla compilazione alla archiviazione, prevedendo<br />
specifiche responsabilità in capo all’operatore sanitario. Sulle problematiche<br />
relative alla compilazione e gestione della cartella clinica esiste una<br />
discreta dottrina giurisprudenziale costituita da sentenze della Corte di Cassazione<br />
(sez. IV pen., 30 giugno 1975, n. 9872; sez. V pen., 3 maggio 1990, n.<br />
6394; sez. unite pen., 11 luglio 1992, n. 7958).<br />
Se infine consideriamo il vigente Codice di Deontologia Medica del 2006<br />
l’articolo 26 recita che “ La cartella clinica delle strutture pubbliche e private deve<br />
essere redatta chiaramente, con puntualità e diligenza, nel rispetto delle regole della<br />
buona pratica e contenere, oltre ad ogni dato obiettivo relativo alla condizione patologica<br />
e al suo decorso, le attività diagnostico-terapeutiche praticate. La cartella<br />
deve registrare i modi e i tempi delle informazioni nonché i termini del consenso del<br />
paziente, o di chi ne esercita la tutela, alle proposte diagnostiche e terapeutiche; deve<br />
inoltre registrare il consenso del paziente al trattamento dei dati sensibili, con particolare<br />
riguardo ai casi di arruolamento in un protocollo sperimentale ”.<br />
Da quanto sopra emerge che una irregolare compilazione della cartella<br />
diventa un atto colposo, in quanto esprime negligenza, incuria, disattenzione<br />
o irresponsabilità, sia nella registrazione dei dati, sia nella formulazione di<br />
giudizi diagnostici e terapeutici.<br />
204 2009
Percorsi diagnostici e terapeutici<br />
I requisiti di contenuto della cartella clinica sono ben delineati nel<br />
“ Manuale della Cartella clinica ” che la Regione Lombardia (www.sanita.<br />
regione.lombardia.it) ha prodotto nel 2001 e rappresentati da:<br />
a) Rintracciabilità.<br />
b) Chiarezza.<br />
c) Accuratezza.<br />
d) Veridicità.<br />
e) Pertinenza.<br />
f) Completezza.<br />
Dal punto di vista delle sanzioni, l’omessa o irregolare compilazione della<br />
cartella clinica può configurare il reato di omissione di atti d’ufficio, Art. 328<br />
del codice penale (“Il pubblico ufficiale o l’incaricato del pubblico servizio, che<br />
indebitamente rifiuta un atto dell’ufficio che, per ragioni di giustizia o di sicurezza<br />
pubblica, o di ordine pubblico o di igiene e sanità, deve essere compiuto<br />
senza ritardo, è punito con la reclusione da sei mesi a due anni ”).<br />
Qualora invece si verificasse una non accorta compilazione con errate<br />
annotazioni o contraffazioni di parti di cartella clinica, si potrebbe incorrere<br />
nei reati di falsità materiale o ideologica commessa da pubblico ufficiale in<br />
atti pubblici, puniti dagli articoli 476 e 479 del codice penale (Art. 476: Il pubblico<br />
ufficiale, che, nell’esercizio delle sue funzioni, forma, in tutto o in parte, un<br />
atto falso o altera un atto vero, è punito con la reclusione da uno a sei anni. Se<br />
la falsità concerne un atto o parte di un atto, che faccia fede fino a querela di<br />
falso, la reclusione è da tre a dieci anni. – Art. 479: Il pubblico ufficiale che, ricevendo<br />
o formando un atto nell’esercizio delle sue funzioni, attesta falsamente che<br />
un fatto è stato da lui compiuto o è avvenuto alla sua presenza, o attesta come<br />
da lui ricevute dichiarazioni a lui non rese, ovvero omette o altera dichiarazioni<br />
da lui ricevute, o comunque attesta falsamente fatti dei quali l’atto è destinato a<br />
provare la verità, soggiace alle pene stabilite nell’articolo 476).<br />
La durezza delle sanzioni sopra riportate è legata al fatto che la cartella<br />
clinica costituisce un atto di fede privilegiata poiché, trattandosi di atto pubblico,<br />
è considerato a priori un atto vero fino a prova di falso, così come normato<br />
dall’articolo 2700 del codice civile (Art. 2700: L’atto pubblico fa piena<br />
prova, fino a querela di falso, della provenienza del documento dal pubblico ufficiale<br />
che lo ha formato, nonché delle dichiarazioni delle parti e degli altri fatti<br />
che il pubblico ufficiale attesta avvenuti in sua presenza o da lui compiuti).<br />
La normativa sopra evidenziata si applica a tutte le componenti della cartella<br />
clinica quali:<br />
− la scheda di dimissione ospedaliera;<br />
− la cartella infermieristica;<br />
− i consensi informati che devono risultare compilati compiutamente;<br />
− la copia della lettera di dimissione al paziente;<br />
− i referti di tutte le indagini di laboratorio e strumentali.<br />
La cartella nutrizionale soggiace alle stesse norme e, pertanto, essendo<br />
parte integrante della cartella clinica deve essere compilata puntualmente<br />
nonché in maniera chiara e leggibile per evitare di incorrere nelle sanzioni<br />
sopra previste.<br />
2009 205
Sezione II<br />
MALNUTRIZIONE IN PAZIENTI OSPEDALIZZATI<br />
La malnutrizione viene definita dal Council on Food and Nutrition-American<br />
Medical Association come uno stato di alterazione funzionale, strutturale<br />
e di sviluppo dell’organismo conseguente alla discrepanza tra fabbisogni<br />
nutrizionali specifici, introito e utilizzazione di nutrienti essenziali e di calorie.<br />
L’attenzione a tale problematica è aumentata negli ultimi anni tanto che<br />
anche un documento della Comunità Europea affronta le problematiche relative<br />
alla presenza di malnutrizione in ambito ospedaliero.<br />
In Italia, uno studio multicentrico condotto in dieci ospedali di cinque<br />
regioni (Hospital Malnutrition Italian Study, HOMIS) ha dimostrato che circa<br />
il 19% dei pazienti presentava segni di malnutrizione all’ammissione e che nel<br />
periodo di 15 giorni tale stato peggiorava nel 63% dei malati.<br />
Oltre all’età, i fattori che concorrono al possibile instaurarsi di uno stato<br />
di alterato stato nutrizionale o di ridotto interesse per l’alimentazione in ospedale<br />
sono:<br />
– Intake alimentare inadeguato.<br />
– Metabolismo alterato.<br />
– Perdite anomale.<br />
– Psicologici.<br />
La <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha sviluppato una cartella nutrizionale quale<br />
strumento diagnostico in grado di raccogliere le informazioni provenienti dai<br />
diversi operatori sanitari (medico, infermiere, logopedista, dietista, ecc.).<br />
Nel 2008 è stato realizzato il regolo per la valutazione del rischio nutrizionale,<br />
pieghevole tascabile che consente di definire il Malnutrition Universal<br />
Screening Tool (MUST) con le relative indicazioni per la gestione del paziente<br />
in relazione al tipo di rischio individuato.<br />
La cartella nutrizionale, adottata dall’aprile 2009, è composta da: scheda<br />
anagrafica, scheda per la valutazione iniziale e gli aggiornamenti del percorso<br />
di rischio, scheda di calcolo del MUST e algoritmo decisionale.<br />
Nell’ambito della collaborazione scientifica avviata nel 2003 tra il Dipartimento<br />
di Tecnologie e Salute dell’Istituto Superiore di Sanità e la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> per lo svolgimento di ricerche sulle infezioni nosocomiali, il rapporto<br />
ha analizzato la stretta correlazione esistente tra stato nutrizionale e<br />
resistenza alle infezioni, e in particolare ha evidenziato come la presenza di<br />
deficit nutrizionali sia in grado di indurre nei pazienti una aumentata suscettibilità<br />
agli agenti infettivi.<br />
CONCLUSIONI<br />
L’alta percentuale di pazienti ospedalizzati a rischio nutrizionale richiede<br />
una attenzione da parte degli operatori sanitari che a più livelli devono farsi<br />
carico anche degli aspetti nutrizionali al fine di prevenire e/o correggere uno<br />
stato di malnutrizione.<br />
L’introduzione nella pratica clinica di una cartella nutrizionale che faccia<br />
parte integrante della tradizionale cartella clinica rappresenta un passo<br />
importante per il management nutrizionale del paziente ricoverato.<br />
206 2009
Percorsi diagnostici e terapeutici<br />
In particolare la cartella nutrizionale è utile:<br />
a) Al medico in quanto rappresenta uno strumento diagnostico e terapeutico<br />
aggiuntivo: con essa può valutare lo stato nutrizionale, prevedere i fattori<br />
di rischio (indice predittivo dello stato nutrizionale) e scegliere la strategia<br />
terapeutica da utilizzare.<br />
b) Al dietista che elabora, formula e attua le diete prescritte dal medico e<br />
ne controlla l’accettabilità da parte del paziente. In questo caso la cartella rappresenta<br />
il suo principale strumento di lavoro. In particolare valuta i dati<br />
antropometrici del paziente, i comportamenti e le abitudini alimentari, l’intake<br />
nutrizionale e suggerisce il trattamento dietetico.<br />
c) All’infermiere che assiste, cura e monitorizza il paziente in conformità<br />
delle prescrizioni mediche.<br />
La cartella nutrizionale consente di verificare il miglioramento dello stato<br />
generale del paziente, osservare una migliore compliance nei riguardi del trattamento,<br />
segnalare problemi di carattere dietetico e monitorare il bilancio<br />
idrico.<br />
2009 207
Sezione II<br />
STANDARD PER UNA CORRETTA<br />
ESECUZIONE DELL’ESAME ECOGRAFICO<br />
Antonio Aliotta – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma<br />
Giovanna Ferraioli – IRCCS San Matteo, Pavia<br />
Tito Livraghi – Istituto Clinico Humanitas, Rozzano (Mi)<br />
Il documento vuole essere una sorta di traccia o di check-list per la corretta<br />
esecuzione dell’esame ecografico.<br />
A fronte della crescente difformità nella modalità di esecuzione e di<br />
refertazione per ciascun organo e della diversa importanza attribuita dai<br />
differenti operatori a questo o a quell’aspetto, si è avvertita, da più par parti,<br />
la necessità di uniformare i “ modi ” dell’esame ecografico e quindi di identificare<br />
degli “ standard ” a cui debba attenersi chiunque utilizzi la metodica.<br />
Questo sia a tutela degli utenti (che possono trovarsi vittime involontarie di<br />
operatori inesperti), sia di chi opera con professionalità ma che può trovarsi<br />
a difendere il proprio operato davanti a colleghi quando non davanti al<br />
magistrato. A volte, infatti, sussiste un’alterata percezione di qualità nei<br />
riguardi dell’esame ecografico, che spesso viene giudicato dai profani (includendo<br />
nella categoria pazienti, giudici e medici non ecografisti) con parametri<br />
non sempre corretti.<br />
Per l’elaborazione di queste raccomandazioni ci si è avvalsi della collaborazione<br />
di specialisti di indiscussa autorevolezza. A costoro è stato richiesto,<br />
per gli organi e gli apparati di competenza, di fare riferimento a un referto<br />
standard e di indicare quindi, organo per organo, su quali aspetti ogni operatore<br />
debba pronunciarsi nel proprio referto.<br />
È stato inoltre richiesto di fornire indicazioni estremamente restrittive (e<br />
motivate) sulla rilevazione di misure e alla loro menzione nel referto. È,<br />
infatti, ben consolidato il fatto che, in molti casi, la misurazione di un organo<br />
in termini strettamente numerici non è standardizzata, e fornisce dati che soffrono<br />
di enormi differenze intra- e inter-operatore a causa della presenza di<br />
molte variabili che rendono il risultato poco riproducibile e non confrontabile.<br />
Tali dati numerici sono poi, in più casi, di scarso o nullo rilievo clinico e<br />
la loro apparente modifica nel tempo può ingenerare dubbi nel collega committente<br />
l’esame e attivare iter diagnostici non necessari. Inoltre, riportare nel<br />
referto misure con pretesa di precisione significa, potenzialmente, fornire<br />
un’apparenza di meticolosità a esami che, forse, sono stati eseguiti da operatori<br />
non adeguatamente addestrati.<br />
Anche per la volumetria delle lesioni focali si è richiesto agli esperti di<br />
indicare, con motivazione, i casi in cui sia obbligatorio riportare i tre diametri<br />
della lesione o quando sia invece sufficiente riferire il solo diametro<br />
massimo. Ciò perchè, essendo ogni misura gravata da errore, il rilievo dei<br />
tre diametri e il conseguente calcolo del volume può amplificare l’errore e<br />
condurre a un risultato finale di maggior variabilità e di ancora minore<br />
riproducibilità.<br />
208 2009
Percorsi diagnostici e terapeutici<br />
Sempre riguardo alle lesioni focali, ma anche ad altre condizioni, si è<br />
richiesto agli esperti di indicare i criteri ecografici presuntivi di benignità,<br />
rispettati i quali l’ecografista (dopo averne fatto menzione nel referto) può<br />
rassicurare paziente e collega di riferimento, e di segnalare i casi in cui sia<br />
invece obbligatorio richiedere un approfondimento diagnostico. Gli esperti<br />
hanno, altresì, indicato i casi in cui un esame standard debba essere comunque<br />
completato con altre valutazioni, pur se non richieste dal medico<br />
inviante, semplicemente perchè l’indicazione è emersa durante l’anamnesi o<br />
durante l’esecuzione stessa dell’esame (per esempio: studio della milza e<br />
valutazione con eco-Doppler del circolo portale nell’esame di un fegato cirrotico).<br />
Per ciascun tipo di esame vengono fornite anche indicazioni circa la tipologia<br />
della sonda (conformazione, frequenza), l’eventuale preparazione del<br />
paziente e le manovre da eseguire durante l’esame (posizioni da far assumere,<br />
manovra di Valsalva, svuotamento della vescica, ecc.).<br />
Per quanto concerne la documentazione iconografica ogni esperto ha<br />
espresso il suo parere. Fermo restando che nelle immagini devono comparire<br />
almeno data e luogo di esecuzione dell’esame e nome del paziente,<br />
occorre rimarcare, in maniera chiara e definitiva, che il valore documentale<br />
dell’iconografia in ecografia è spesso molto limitato. Infatti, un operatore<br />
incapace di evidenziare una lesione focale potrà allegare numerose immagini<br />
di organo normale, che non saranno in alcun modo probanti circa la<br />
reale integrità dell’organo in questione. L’iconografia è, infatti, la rappresentazione<br />
su supporto delle immagini (5? 10? 20?) che l’operatore, a ragione o<br />
a torto, ha ritenuto più rappresentative tra le migliaia ottenute durante l’indagine<br />
in tempo reale. Non saranno dunque le sole fotografie, magari spettacolari,<br />
a conferire qualità ad un esame ecografico. È solo il referto ad<br />
avere validità legale.<br />
Con questo contributo non si richiede di essere operatori di eccellenza,<br />
ma di attenersi a “ standard ” inderogabili, ricordando che il fondamento<br />
primo della qualità di un esame risiede nella preparazione, nell’aggiornamento<br />
e nello scrupolo di chi lo conduce.<br />
E in questo testo si trovano le indicazioni relative alla conduzione dell’esame<br />
ecografico relativo a:<br />
1. Addome superiore (Antonio Aliotta)<br />
2. Apparato urinario (Pietro Pavlica)<br />
3. Apparato genitale maschile (Libero Barozzi)<br />
4. Apparato genitale femminile (Paola Mirk)<br />
5. Mammella (Adriana Bonifacino)<br />
6. Tiroide e paratiroide (Luigi Solbiati)<br />
7. Ghiandole salivari (Leopoldo Rubaltelli)<br />
8. Linfonodi (Leopoldo Rubaltelli)<br />
9. Apparato muscolo scheletrico (Giuseppe Balconi)<br />
10. Anca neonatale (Giuseppe Balconi)<br />
2009 209
Sezione II<br />
11. Torace (Marco Sperandeo)<br />
12. Cute (Teresa Cammarota)<br />
13. Doppler vascolare (Vincenzo Migaleddu)<br />
14. Urgenze-emergenze (Mario Scuderi)<br />
15. Ecografia intraoperatoria (Daniele Del Fabbro)<br />
16. La CEUS: approccio pratico all’esecuzione di esame ecografico<br />
addominale con mezzo di contrasto (Maria Franca Meloni,<br />
Anita Andreano, Vito Cantisani)<br />
210 2009
Produzione<br />
scientifica
Sezione II<br />
PRODUTTIVITÀ SCIENTIFICA 2007-2009<br />
2007 2008 2009<br />
Pubblicazioni presenti nel Science Citation<br />
Index (SCI) n. 250 300 315<br />
Altre pubblicazioni n. 19 14 13<br />
Libri in inglese n. – 1 –<br />
Capitoli di libri in inglese n. 1 4 1<br />
Libri in italiano n. 2 2 4<br />
Capitoli di libri in italiano n. 3 6 2<br />
Comunicazioni scientifiche:<br />
a) pubblicate su riviste presenti nel SCI n. 24 21 17<br />
b) pubblicate su altre riviste n. 3 7 2<br />
c) pubblicate su atti congressuali n. 20 31 9<br />
Poster n. 3 19 20<br />
PRODUTTIVITÀ SCIENTIFICA 2007-2009<br />
PER LINEE DI RICERCA<br />
2007 2008 2009<br />
Linee di ricerca N. Tot. I.F. N. Tot. I.F. N. Tot. I.F.<br />
A – Neurologia clinica<br />
e comportamentale 41 136,391 42 140,969 49 182,306<br />
B – Metodologie innovative<br />
in riabilitazione 8 27,200 12 60,593 14 41,997<br />
C – Neuroscienze<br />
sperimentali 137 721,847 145 719,994 164 887,988<br />
D – Neuropsicologia 17 88,786 30 146,099 19 76,428<br />
E – Neurofisiopatologia<br />
clinica 14 53,913 22 55,815 17 41,315<br />
F – Neuroimmagini<br />
funzionali 17 79,660 23 95,138 21 125,529<br />
G–Ricerca clinica<br />
traslazionale 16 38,753 26 45,433 21 33,569<br />
250 1.146,550 300 1.264,041 315 1.389,132<br />
212 2009
Produzione scientifica<br />
I lavori presenti nel Science Citation Index nel 2009 sono pubblicati su:<br />
IMPACT<br />
FACTOR<br />
NUMERO DI<br />
PUBBLICAZIONI<br />
– Acta Neurochir (Wien) 1,634 1<br />
– Aging Cell 7,791 1<br />
– Aging Clin Exp Res 1,397 1<br />
– Am J Phys Med Rehabil 1,695 1<br />
– Amino Acids 4,132 1<br />
– Amyotroph Lateral Scler 1,815 1<br />
– Anat Rec (Hoboken) 1,569 1<br />
– Ann Neurol 9,935 1<br />
– Antioxid Redox Signal 6,190 2<br />
– Appetite 2,341 1<br />
– Appl Radiat Isot 1,114 2<br />
– Behav Brain Res 3,171 2<br />
– Biochem Biophys Res Commun 2,648 1<br />
– Biochem Soc Trans 2,979 1<br />
– Biochim Biophys Acta 0,000 1<br />
– Biol Psychiatry 8,672 1<br />
– Biol Psychol 3,686 1<br />
– Biotechnol J 0,000 1<br />
– Blood 10,432 4<br />
– BMC Med 3,276 1<br />
– BMC Neurol 2,784 1<br />
– BMC Neurosci 2,850 1<br />
– Br J Pharmacol 4,902 2<br />
– Brain 9,603 4<br />
– Brain Lang 2,929 1<br />
– Brain Res 2,494 1<br />
– Brain Res Bull 2,281 2<br />
– Brain Res Rev 6,236 1<br />
– Brain Topogr 1,179 1<br />
– Cancer Genet Cytogenet 1,482 1<br />
– Cancer Res 7,514 1<br />
– Cell Cycle 4,120 2<br />
– Cell Death Differ 7,548 3<br />
– Cell Mol Life Sci 5,511 1<br />
– Cell Mol Neurobiol 2,550 1<br />
– Cereb Cortex 5,907 3<br />
– Cerebellum 3,847 5<br />
– Cerebrovasc Dis 3,041 2<br />
– Chem Biol 5,603 1<br />
– Child Neuropsychol 1,935 1<br />
– Clin Biochem 1,926 1<br />
2009 213
Sezione II<br />
– Clin Dermatol 2,377 1<br />
– Clin Exp Immunol 2,853 1<br />
– Clin Genet 3,206 1<br />
– Clin Neurophysiol 2,972 1<br />
– Cogn Behav Neurol 1,882 1<br />
– Cortex 2,749 7<br />
– Curr Alzheimer Res 4,132 1<br />
– Curr Biol 10,777 1<br />
– Curr Neurovasc Res 3,571 1<br />
– Curr Opin Investig Drugs 3,324 1<br />
– Curr Opin Oncol 4,116 1<br />
– Dement Geriatr Cogn Disord 3,142 1<br />
– Dev Med Child Neurol 2,561 1<br />
– Disabil Rehabil Assist Technol 0,000 1<br />
– EMBO J 8,295 1<br />
– Endocrinology 4,945 1<br />
– Epilepsia 3,733 2<br />
– Epilepsy Behav 2,302 1<br />
– Epilepsy Res 2,405 2<br />
– Eur J Neurol 2,732 7<br />
– Eur J Neurosci 3,385 6<br />
– Eur J Phys Rehabil Med 0,000 3<br />
– Evid Based Ment Health 0,000 1<br />
– Exp Brain Res 2,195 4<br />
– Exp Neurol 3,974 3<br />
– FASEB J 7,049 1<br />
– FEBS J 3,139 1<br />
– Funct Neurol 1,133 2<br />
– Gastroenterology 12,591 1<br />
– Genes Nutr 0,451 1<br />
– Haematologica 5,978 1<br />
– Headache 3,081 1<br />
– Hum Brain Mapp 5,395 3<br />
– Hum Psychopharmacol 2,080 1<br />
– Hum Reprod 3,773 1<br />
– IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 2,934 1<br />
– Immunol Lett 2,858 1<br />
– Int Clin Psychopharm 2,928 1<br />
– Int J Androl 4,021 1<br />
– Int J Bifurcat Chaos 0,870 1<br />
– Int J Dev Neurosci 1,869 2<br />
– Int J Immunopathol Pharmacol 2,793 1<br />
– Int J Neuropsychopharmacol 4,378 1<br />
– Int J Neurosci 0,884 1<br />
214 2009
Produzione scientifica<br />
– Int J Stroke 2,000 1<br />
– Int Rev Neurobiol 2,476 4<br />
– J Alzheimers Dis 5,101 8<br />
– J Androl 2,396 1<br />
– J Biol Chem 5,520 4<br />
– J Biomed Biotechnol 2,563 1<br />
– J Biomed Opt 2,970 1<br />
– J Cell Biol 9,120 2<br />
– J Cell Sci 6,247 1<br />
– J Cereb Blood Flow Metab 5,741 1<br />
– J Clin Invest 16,559 1<br />
– J Clin Oncol 17,157 1<br />
– J Cogn Neurosci 4,867 3<br />
– J Digit Imaging 1,107 1<br />
– J Headache Pain 1,875 1<br />
– J Immunol 6,000 1<br />
– J Neurochem 4,500 5<br />
– J Neurol 2,536 3<br />
– J Neurol Sci 2,359 2<br />
– J Neurophysiol 3,648 3<br />
– J Neurosci 7,452 5<br />
– J Neurosci Methods 2,092 1<br />
– J Neurosci Res 3,086 2<br />
– J Neurosi 7,452 1<br />
– J Nutr Health Aging 2,321 1<br />
– J Pain 3,387 1<br />
– J Physiol (London) 4,605 3<br />
– J Physiol (Paris) 2,396 2<br />
– J Proteome Res 5,684 3<br />
– J Proteomics 0,000 1<br />
– J Psychiatr Res 4,679 1<br />
– J Rehabil Med 1,983 1<br />
– J Sports Med Phys Fitness 0,695 1<br />
– J Vis 2,950 1<br />
– Kidney Int 6,418 1<br />
– Leuk Lymphoma 1,939 1<br />
– Magn Reson Imaging 1,871 3<br />
– Magn Reson Med 3,449 2<br />
– Med Sci Monit 1,514 1<br />
– Med Sport 0,100 1<br />
– Methods Inf Med 1,057 1<br />
– Mitochondrion 4,262 1<br />
– Mol Cell Biol 5,942 1<br />
– Mol Immunol 3,555 1<br />
– Mol Neurobiol 3,025 1<br />
2009 215
Sezione II<br />
– Mov Disord 3,898 5<br />
– Mult Scler 3,312 3<br />
– Muscle Nerve 2,594 1<br />
– Nat Genet 30,259 4<br />
– Nat Methods 13,651 1<br />
– Neurobiol Aging 5,959 4<br />
– Neurobiol Dis 4,852 5<br />
– Neurobiol Learn Mem 3,757 2<br />
– Neuroimage 5,694 3<br />
– Neurol Sci 1,435 1<br />
– Neurology 7,043 3<br />
– Neuromuscul Disord 2,932 1<br />
– Neuropsychologia 4,074 8<br />
– Neuropsychology 3,201 1<br />
– Neuropsychopharmacology 6,835 1<br />
– Neurosci Biobehav Rev 7,804 1<br />
– Neurosci Lett 2,200 2<br />
– Neuroscience 3,556 7<br />
– NMR Biomed 4,329 2<br />
– Oncogene 7,216 1<br />
– Parkinsonism Relat Disord 1,907 3<br />
– Pharmacol Res 3,287 1<br />
– Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 5,556 2<br />
– Phys Med Biol 2,784 1<br />
– Physiol Behav 2,806 1<br />
– PLoS Biol 12,683 1<br />
– PLoS ONE 0,000 8<br />
– Proc Natl Acad Sci USA 9,380 4<br />
– Prog Brain Res 3,253 1<br />
– Prog Lipid Res 11,237 1<br />
– Prog Neurobiol 9,130 1<br />
– Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2,638 1<br />
– Psychol Sci 0,000 1<br />
– Psychoneuroendocrinology 3,788 1<br />
– Psychopharmacology (Berl) 3,676 1<br />
– Psychophysiology 3,318 1<br />
– Radiol Med 0,955 1<br />
– Recent Pat Anticancer Drug Discov 1,796 1<br />
– Recenti Prog Med 0,000 1<br />
– Rev Neurosci 3,188 1<br />
– Schizophr Bull 6,592 1<br />
– Soc Neurosci 4,352 1<br />
– Surg Oncol 1,083 2<br />
– Synthetic Met 1,962 1<br />
– Talanta 3,206 1<br />
– Vitam Horm 3,196 1<br />
216 2009
Produzione scientifica<br />
PUBBLICAZIONI RECENSITE SU S.C.I.<br />
S.C.I. = Science Citation Index (I.F.)<br />
IMPACT FACTOR<br />
1 ALCARO A, PANKSEPP J, WITCZAK J, HAYES DJ, NORTHOFF G<br />
Is subcortical-cortical midline activity in depression mediated<br />
by glutamate and GABA? A cross-species translational approach<br />
Neurosci Biobehav Rev (2009) Nov 30 [Epub ahead of print] 7,804<br />
2 AMADIO S, MONTILLI C, MAGLIOZZI R, BERNARDI G, REYNOLDS R,<br />
VOLONTÉ C<br />
P2Y 12<br />
Receptor protein in cortical gray matter lesions in<br />
Multiple Sclerosis<br />
Cereb Cortex (2009) Sep 26 [Epub ahead of print] 5,907<br />
3 AMADORO G, CORSETTI V, CIOTTI MT, FLORENZANO F, CAPSONI S,<br />
AMATO G, CALISSANO P<br />
Endogenous Ab causes cell death via early tau<br />
hyperphosphorylation<br />
Neurobiol Aging (2009) Jul 21 [Epub ahead of print] 5,959<br />
4 AMANTEA D, BAGETTA G, TASSORELLI C, MERCURI NB,<br />
CORASANITI MT<br />
Identification of distinct cellular pools of interleukin-1b<br />
during the evolution of the neuroinflammatory response induced<br />
by transient middle cerebral artery occlusion in the brain of rat<br />
Brain Res (2009) Dec 16 [Epub ahead of print] 2,494<br />
5 AMANTEA D, MARRONE MC, NISTICÒ R, FEDERICI M, BAGETTA G,<br />
BERNARDI G, MERCURI NB<br />
Oxidative stress in stroke pathophysiology: validation of<br />
hydrogen peroxide metabolism as a pharmacological target<br />
to afford neuroprotection<br />
Int Rev Neurobiol (2009) 85:363-374 2,476<br />
6 AMANTEA D, NAPPI G, BERNARDI G, BAGETTA G, CORASANITI MT<br />
Post-ischemic brain damage: pathophysiology and role of<br />
inflammatory mediators<br />
FEBS J (2009) 276(1):13-26 3,139<br />
7 AMMASSARI-TEULE M, SGOBIO C, BIAMONTE F, MARRONE C,<br />
MERCURI NB, KELLER F<br />
Reelin haploinsufficiency reduces the density of PV+ neurons in<br />
circumscribed regions of the striatum and selectively alters<br />
striatal-based behaviors<br />
Psychopharmacology (Berl) (2009) 204(3):511-521 3,676<br />
2009 217
Sezione II<br />
8AMMATUNA E, DIVONA M, CURZI P, PANETTA P, ZAZA S, POSTORINO M,<br />
CANTONETTI M, AMADORI S, LO-COCO F<br />
Simultaneous occurrence of BCR/ABL1 and RUNX1/RUNX1T1<br />
in a case of therapy-related acute myeloid leukemia<br />
Cancer Genet Cytogenet (2009) 195(2):189-191 1,482<br />
9AMMATUNA E, MONTEFUSCO E, PACILLI M, DIVONA M, ARDIRI D,<br />
CENTONZE D, LO-COCO F<br />
Use of arsenic trioxide in secondary acute promyelocytic<br />
leukemia developing after treatment of Multiple Sclerosis<br />
with mitoxantrone<br />
Leuk Lymphoma (2009) 22:1-2 1,939<br />
10 ANGELUCCI F, BERNARDINI S, GRAVINA P, BELLINCAMPI L,<br />
TREQUATTRINI A, DI IULIO F, VANNI D, FEDERICI G, CALTAGIRONE C,<br />
BOSSÙ P, SPALLETTA G<br />
Delusion symptoms and response to antipsychotic treatment<br />
are associated with the 5-HT2A receptor polymorphism (102T/C)<br />
in Alzheimer’s disease: a 3-year follow-up longitudinal study<br />
J Alzheimers Dis (2009)17(1):203-211 5,101<br />
11 ANGELUCCI F, DE BARTOLO P, GELFO F, FOTI F, CUTULI D, BOSSÙ P,<br />
CALTAGIRONE C, PETROSINI L<br />
Increased concentrations of nerve growth factor and brain-derived<br />
neurotrophic factor in the rat cerebellum after exposure to<br />
environmental enrichment<br />
Cerebellum (2009) Aug 19 [Epub ahead of print] 3,847<br />
12 ANGELUCCI F, RICCI V, MARTINOTTI G, CALTAGIRONE C, BRIA P<br />
Paliperidone for treatment of obsessive-compulsive resistant<br />
symptoms in schizophrenia: a case report<br />
Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry (2009)<br />
33(7):1277-1278 2,638<br />
13 ANGELUCCI F, RICCI V, SPALLETTA G, CALTAGIRONE C, MATHÉ AA,<br />
BRIA P<br />
Effects of psychostimulants on neurotrophins: implications for<br />
psychostimulant-induced neurotoxicity<br />
Int Rev Neurobiol (2009) 88:1-24 2,476<br />
14 ANGELUCCI F, SPALLETTA G, DI IULIO F, CIARAMELLA A, SALANI F,<br />
COLANTONI L, VARSI AE, GIANNI W, SANCESARIO G, CALTAGIRONE C,<br />
BOSSÙ P<br />
Alzheimer’s Disease (AD) and Mild Cognitive Impairment (MCI)<br />
patients are characterized by increased BDNF serum levels<br />
Curr Alzheimer Res (2009) Dec 1 [Epub ahead of print] 4,132<br />
15 ASTOLFI L, DE VICO FALLANI F, CINCOTTI F, MATTIA D, MARCIANI MG,<br />
SALINARI S, SWEENEY J, MILLER GA, HE B, BABILONI F<br />
Estimation of effective and functional cortical connectivity<br />
218 2009
Produzione scientifica<br />
from neuroelectric and hemodynamic recordings<br />
IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng (2009) 17(3):224-233 2,934<br />
16 ASTOLFI L, DE VICO FALLANI FD, CINCOTTI F, MATTIA D, BIANCHI L,<br />
MARCIANI MG, SALINARI S, GAUDIANO I, SCARANO G, SORANZO R,<br />
BABILONI F<br />
Brain activity during the memorization of visual scenes from TV<br />
commercials: an application of high resolution EEG and steady<br />
state somatosensory evoked potentials technologies<br />
J Physiol Paris (2009) 103(6):333-341 2,396<br />
17 AVERNA T, BRUNELLI S, DELUSSU S, PORCACCHIA P, LUCARELLI E,<br />
POLIDORI L, TRABALLESI M<br />
Effects of a moderately intensive, 12-week training program on<br />
participants over 60 years of age with chronic obstructive<br />
pulmonary disease<br />
Med Sport (2009) 62:299-313 0,100<br />
18 BABILONI F, CINCOTTI F, MARCIANI M, SALINARI S, ASTOLFI L,<br />
ALOISE F, DE VICO FALLANI F, MATTIA D<br />
On the use of brain-computer interfaces outside scientific<br />
laboratories: toward an application in domotic environments<br />
Int Rev Neurobiol (2009) 86:133-146 2,476<br />
19 BAGLIO F, BLASI V, FALINI A, FARINA E, MANTOVANI F, OLIVOTTO F,<br />
SCOTTI G, NEMNI R, BOZZALI M<br />
Functional brain changes in early Parkinson’s disease during<br />
motor response and motor inhibition<br />
Neurobiol Aging (2009) Jan 31 [Epub ahead of print] 5,959<br />
20 BARBATO C, RUBERTI F, PIERI M, VILARDO E, COSTANZO M,<br />
CIOTTI MT, ZONA C, COGONI C<br />
MicroRNA-92 modulates K(+) Cl(-) co-transporter KCC2<br />
expression in cerebellar granule neurons<br />
J Neurochem (2009) Dec 26 [Epub ahead of print] 4,500<br />
21 BARBERO S, MIELGO A, TORRES V, TEITZ T, SHIELDS DJ,<br />
MIKOLON D, BOGYO M, BARILÀ D, LAHTI JM, SCHLAEPFER D,<br />
STUPACK DG<br />
Caspase-8 association with the focal adhesion complex<br />
promotes tumor cell migration and metastasis<br />
Cancer Res (2009) 69(9):3755-3763 7,514<br />
22 BARONE P, ANTONINI A, COLOSIMO C, MARCONI R, MORGANTE L,<br />
AVARELLO TP, BOTTACCHI E, CANNAS A, CERAVOLO G, CERAVOLO R,<br />
CICARELLI G, GAGLIO RM, GIGLIA RM, IEMOLO F, MANFREDI M,<br />
MECO G, NICOLETTI A, PEDERZOLI M, PETRONE A, PISANI A,<br />
PONTIERI FE, QUATRALE R, RAMAT S, SCALA R, VOLPE G,<br />
ZAPPULLA S, BENTIVOGLIO AR, STOCCHI F, TRIANNI G, DEL DOTTO P,<br />
on behalf of the PRIAMO study group<br />
2009 219
Sezione II<br />
The PRIAMO study: a multicenter assessment of nonmotor<br />
symptoms and their impact on quality of life in Parkinson’s<br />
disease<br />
Mov Disord (2009) 24(11):1641-1649 3,898<br />
23 BARRY EF, FELQUER FA, POWELL JA, BIGGS L, STOMSKI FC,<br />
URBANI A, RAMSHAW H, HOFFMANN P, WILCE MC,<br />
GRIMBALDESTON MA, LOPEZ AF, GUTHRIDGE MA<br />
14-3-3:Shc scaffolds integrate phosphoserine and<br />
phosphotyrosine signaling to regulate phosphatidylinositol<br />
3-kinase activation and cell survival<br />
J Biol Chem (2009) 284(18):12080-12090 5,520<br />
24 BARTOLOMUCCI A, BRESCIANI E, BULGARELLI I, RIGAMONTI AE,<br />
PASCUCCI T, LEVI A, POSSENTI R, TORSELLO A, LOCATELLI V,<br />
MULLER EE, MOLES A<br />
Chronic intracerebroventricular injection of TLQP-21 prevents<br />
high fat diet induced weight gain in fast weight-gaining mice<br />
Genes Nutr (2009) 4(1):49-57 0,451<br />
25 BASTIANELLO S, LUCCICHENTI G, GIUGNI E, PEZZELLA FR, CALLIADA F<br />
Splitting the technology: functional imaging between open and<br />
high-field magnetic resonance<br />
Funct Neurol (2009) 24(2):69-70 1,133<br />
26 BELCASTRO V, MATTUCCI E, ROSSI A, CALABRESI P, TAMBASCO N<br />
Vomiting due to intravenous levetiracetam in a case of<br />
Creutzfeldt-Jakob disease<br />
Epilepsy Behav (2009) Nov 9 [Epub ahead of print] 2,302<br />
27 BELCASTRO V, STRIANO P, GORGONE G, COSTA C, CIAMPA C,<br />
CACCAMO D, PISANI LR, OTERI G, MARCIANI MG, AGUGLIA U,<br />
STRIANO S, IENTILE R, CALABRESI P, PISANI F<br />
Hyperhomocysteinemia in epileptic patients on new antiepileptic<br />
drugs<br />
Epilepsia (2009) Sep 22 [Epub ahead of print] 3,733<br />
28 BELCASTRO V, TOZZI A, TANTUCCI M, COSTA C, DI FILIPPO M,<br />
AUTUORI A, PICCONI B, SILIQUINI S, LUCHETTI E, BORSINI F,<br />
CALABRESI P<br />
A2A adenosine receptor antagonists protect the striatum against<br />
rotenone-induced neurotoxicity<br />
Exp Neurol (2009) 217(1):231-234 3,974<br />
29 BENDOTTI C, CARRÌ MT<br />
Amyotrophic Lateral Sclerosis: mechanisms and counter<br />
measures Antioxid Redox Signal (2009) Apr 9<br />
[Epub ahead of print] 6,190<br />
30 BERLIOCCHI L, RUSSO R, LEVATO A, FRATTO V, BAGETTA G,<br />
SAKURADA S, SAKURADA T, MERCURI NB, CORASANITI MT<br />
220 2009
Produzione scientifica<br />
(—)-Linalool attenuates allodynia in neuropathic pain induced<br />
by spinal nerve ligation in C57/Bl6 mice<br />
Int Rev Neurobiol (2009) 85:221-235 2,476<br />
31 BERTAGNOLO V, GRASSILLI S, D’AGUANNO S, BRUGNOLI F,<br />
BAVELLONI A, FAENZA I, NIKA E, URBANI A, COCCO L, CAPITANI S<br />
Mass spectrometry-based identification of Y745 of Vav1 as a<br />
tyrosine residue crucial in maturation of acute promyelocytic<br />
leukemia-derived cells<br />
J Proteome Res (2009) Dec 22 [Epub ahead of print] 5,684<br />
32 BETTI V, ZAPPASODI F, ROSSINI PM, AGLIOTI SM, TECCHIO F<br />
Synchronous with your feelings: sensorimotor g band<br />
and empathy for pain<br />
J Neurosci (2009) 29(40):12384-12392 7,452<br />
33 BIAMONTE F, ASSENZA G, MARINO R, D’AMELIO M, PANTERI R,<br />
CARUSO D, SCURATI S, YAGUE JG, GARCIA-SEGURA LM, CESA R,<br />
STRATA P, MELCANGI RC, KELLER F<br />
Interactions between neuroactive steroids and reelin<br />
haploinsufficiency in Purkinje cell survival<br />
Neurobiol Dis (2009) 36(1):103-115 4,852<br />
34 BIANCIARDI M, BIANCHI L, GARREFFA G, ABBAFATI M, DI RUSSO F,<br />
MARCIANI MG, MACALUSO E<br />
Single-epoch analysis of interleaved evoked potentials and fMRI<br />
responses during steady-state visual stimulation<br />
Clin Neurophysiol (2009) 120(4):738-747 2,972<br />
35 BODINI B, KHALEELI Z, CERCIGNANI M, MILLER DH, THOMPSON AJ,<br />
CICCARELLI O<br />
Exploring the relationship between white matter and gray<br />
matter damage in early primary progressive Multiple Sclerosis:<br />
an in vivo study with TBSS and VBM<br />
Hum Brain Mapp (2009) 30(9):2852-2861 5,395<br />
36 BORRONI B, GRASSI M, ARCHETTI S, COSTANZI C, BIANCHI M,<br />
CAIMI L, CALTAGIRONE C, DI LUCA M, PADOVANI A<br />
BDNF genetic variations increase the risk of Alzheimer’s diseaserelated<br />
depression<br />
J Alzheimers Dis (2009) Aug 3 [Epub ahead of print] 5,101<br />
37 BOSSÙ P, SALANI F, CACCIARI C, PICCHETTO L, CAO M, BIZZONI F,<br />
RASURA M, CALTAGIRONE C, ROBINSON RG, ORZI F, SPALLETTA G<br />
Disease outcome, alexithymia and depression are differently<br />
associated with serum IL-18 levels in acute stroke<br />
Curr Neurovasc Res (2009) 6(3):163-170 3,571<br />
2009 221
Sezione II<br />
38 BRECCIA M, LATAGLIATA R, CANNELLA L, MINOTTI C, MELONI G,<br />
LO-COCO F<br />
Early hemorrhagic death before starting therapy in acute<br />
promyelocytic leukemia: association with high WBC count, late<br />
diagnosis and delayed treatment initiation<br />
Haematologica (2009) Dec 16 [Epub ahead of print] 5,978<br />
39 BRIGNATZ C, PARONETTO MP, OPI S, CAPPELLARI M, AUDEBERT S,<br />
FEUILLET V, BISMUTH G, ROCHE S, AROLD ST, SETTE C, COLLETTE Y<br />
Alternative splicing modulates auto-inhibition and SH3<br />
accessibility in the Src kinase Fyn<br />
Mol Cell Biol (2009) 29(24):6438-6448 5,942<br />
40 BRUSA L, FINAZZI AGRÒ E, PETTA F, SCIOBICA F, TORRIERO S,<br />
LO GERFO E, IANI C, STANZIONE P, KOCH G<br />
Effects of inhibitory rTMS on bladder function in Parkinson’s<br />
disease patients<br />
Mov Disord (2009) 24(3):445-448 3,898<br />
41 BRUSA L, IANI C, CERAVOLO R, GALATI S, MOSCHELLA V, MARZETTI F,<br />
STANZIONE P, STEFANI A<br />
Implantation of the nucleus tegmenti pedunculopontini in a<br />
PSP-P patient: Safe procedure, modest benefits<br />
Mov Disord (2009) 24(13):2020-2022 3,898<br />
42 BRUSA L, ORLACCHIO A, MOSCHELLA V, IANI C, BERNARDI G,<br />
MERCURI NB<br />
Treatment of the symptoms of Huntington’s disease: preliminary<br />
results comparing aripiprazole and tetrabenazine<br />
Mov Disord (2009) 24(1):126-129 3,898<br />
43 BUETI D, WALSH V<br />
The parietal cortex and the representation of time, space,<br />
number and other magnitudes<br />
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci (2009) 364(1525):1831-1840 5,556<br />
44 CALABRESI P, MERCURI NB, DI FILIPPO M<br />
Synaptic plasticity, dopamine and Parkinson’s disease: one step<br />
ahead<br />
Brain (2009) 132(Pt 2):285-287 9,603<br />
45 CALTAGIRONE C, SPOLETINI I, GIANNI W, SPALLETTA G<br />
Inadequate pain relief and consequences in oncological elderly<br />
patients<br />
Surg Oncol (2009) Dec 14 [Epub ahead of print] 1,083<br />
46 CAMMARATA S, BORGHI R, GILIBERTO L, PARDINI M, POLLERO V,<br />
NOVELLO C, FORNARO M, VITALI A, BRACCO L, CALTAGIRONE C,<br />
BOSSÙ P, ODETTI P, TABATON M<br />
Amyloid-b–{42} plasma levels are<br />
elevated in amnestic Mild Cognitive Impairment<br />
J Alzheimers Dis (2009) 18(2):267-271 5,101<br />
222 2009
Produzione scientifica<br />
47 CANDIANO G, PETRETTO A, BRUSCHI M, SANTUCCI L, DIMUCCIO V,<br />
PRUNOTTO M, GUSMANO R, URBANI A, GHIGGERI GM<br />
The oxido-redox potential of albumin methodological approach<br />
and relevance to human diseases<br />
J Proteomics (2009) 73(2):188-195 0,000<br />
48 CAPITANI E, LAIACONA M, PAGANI R, CAPASSO R, ZAMPETTI P, MICELI G<br />
Posterior cerebral artery infarcts and semantic category<br />
dissociations: a study of 28 patients<br />
Brain (2009) 132(Pt 4):965-981 9,603<br />
49 CAPOROSSI F, FLORIS B, GALLONI P, GATTO E, VENANZI M, MOZZI AF,<br />
URBANI A, KADISH KM<br />
Fluorene-fullerene dyads: Modulation of interaction<br />
Synthetic Met(2009) 159(14):1403-1408 1,962<br />
50 CAPPELLINI G, IVANENKO YP, DOMINICI N, POPPELE RE, LACQUANITI F<br />
Motor patterns during walking on a slippery walkway<br />
J Neurophysiol (2009) Dec 2 [Epub ahead of print] 3,648<br />
51 CAPUANI S, GILI T, BOZZALI M, RUSSO S, PORCARI P, CAMETTI C,<br />
MUOLO M, D’AMORE E, MARAVIGLIA B, LAZZARINO G, PASTORE FS<br />
Boronophenylalanine uptake in C6 glioma model is dramatically<br />
increased by L-DOPA preloading<br />
Appl Radiat Isot (2009) Mar 26 [Epub ahead of print] 1,114<br />
52 CARDUCCI M, LICATA L, PELUSO D, CASTAGNOLI L, CESARENI G<br />
Enriching the viral-host interactomes with interactions mediated<br />
by SH3 domains<br />
Amino Acids (2009) Nov 2 [Epub ahead of print] 4,132<br />
53 CARECCIA S, MAINARDI S, PELOSI A, GURTNER A, DIVERIO D,<br />
RICCIONI R, TESTA U, PELOSI E, PIAGGIO G, SACCHI A, LAVORGNA S,<br />
LO-COCO F, BLANDINO G, LEVRERO M, RIZZO MG<br />
A restricted signature of miRNAs distinguishes APL blasts from<br />
normal promyelocytes<br />
Oncogene (2009) 28(45):4034-4040 7,216<br />
54 CASABONA A, BOSCO G, PERCIAVALLE V, VALLE MS<br />
Processing of limb kinematics in the interpositus nucleus<br />
Cerebellum (2009) Dec 15 [Epub ahead of print] 3,847<br />
55 CASSARÁ AM, MARAVIGLIA B, HARTWIG S, TRAHMS L, BURGHOFF M<br />
Neuronal current detection with low-field magnetic resonance:<br />
simulations and methods<br />
Magn Reson Imaging (2009) 27(8):1131-1139 1,871<br />
56 CATANI MV, GASPERI V, EVANGELISTA D, FINAZZI AGRÒ A,<br />
AVIGLIANO L, MACCARRONE M<br />
Anandamide extends platelets survival through CB 1<br />
-dependent<br />
Akt signaling<br />
Cell Mol Life Sci (2009) Nov 20 [Epub ahead of print] 5,511<br />
2009 223
Sezione II<br />
57 CATANZARO G, RAPINO C, ODDI S, MACCARRONE M<br />
Anandamide increases swelling and reduces calcium sensitivity<br />
of mitochondria<br />
Biochem Biophys Res Commun (2009) 388(2):439-442 2,648<br />
58 CENCIONI MT, NOTTURNO F, CAPORALE CM, CREATI B, PRENCIPE V,<br />
BATTISTINI L, UNCINI A<br />
T cell response in acute motor axonal neuropathy<br />
Int J Immunopathol Pharmacol (2009) 22(4):1043-1050 2,793<br />
59 CENTONZE D, BARI M, DI MICHELE B, ROSSI S, GASPERI V, PASINI A,<br />
BATTISTA N, BERNARDI G, CURATOLO P, MACCARRONE M<br />
Altered anandamide degradation in attention-deficit/hyperactivity<br />
disorder<br />
Neurology (2009) 72(17):1526-1527 7,043<br />
60 CENTONZE D, MORI F, KOCH G, BUTTARI F, CODECÀ C, ROSSI S,<br />
CENCIONI MT, BARI M, FIORE S, BERNARDI G, BATTISTINI L,<br />
MACCARRONE M<br />
Lack of effect of cannabis-based treatment on clinical and<br />
laboratory measures in Multiple Sclerosis<br />
Neurol Sci (2009) Sep 19 [Epub ahead of print] 1,435<br />
61 CENTONZE D, MUZIO L, ROSSI S, CAVASINNI F, DE CHIARA V,<br />
BERGAMI A, MUSELLA A, D’AMELIO M, CAVALLUCCI V, MARTORANA A,<br />
BERGAMASCHI A, CENCIONI MT, DIAMANTINI A, BUTTI E, COMI G,<br />
BERNARDI G, CECCONI F, BATTISTINI L, FURLAN R, MARTINO G<br />
Inflammation triggers synaptic alteration and degeneration in<br />
experimental autoimmune encephalomyelitis<br />
J Neurosci (2009) 29(11):3442-3452 7,452<br />
62 CENTONZE D, MUZIO L, ROSSI S, FURLAN R, BERNARDI G, MARTINO G<br />
The link between inflammation, synaptic transmission and<br />
neurodegeneration in Multiple Sclerosis<br />
Cell Death Differ (2009) Nov 20 [Epub ahead of print] 7,548<br />
63 CERCIGNANI M, BASILE B, SPANÒ B, COMANDUCCI G, FASANO F,<br />
CALTAGIRONE C, NOCENTINI U, BOZZALI M<br />
Investigation of quantitative magnetisation transfer parameters<br />
of lesions and normal appearing white matter in Multiple<br />
Sclerosis<br />
NMR Biomed (2009) 22(6):646-653 4,329<br />
64 CESA R, STRATA P<br />
Axonal competition in the synaptic wiring of the cerebellar<br />
cortex during development and in the mature cerebellum<br />
Neuroscience (2009) Mar 9 [Epub ahead of print] 3,556<br />
65 CHERUBINI A, PÉRAN P, CALTAGIRONE C, SABATINI U, SPALLETTA G<br />
Aging of subcortical nuclei: microstructural, mineralization and<br />
atrophy modifications measured in vivo using MRI<br />
Neuro Image (2009) 48(1):29-36 5,694<br />
224 2009
Produzione scientifica<br />
66 CHERUBINI A, PÉRAN P, HAGBERG GE, VARSI AE, LUCCICHENTI G,<br />
CALTAGIRONE C, SABATINI U, SPALLETTA G<br />
Characterization of white matter fiber bundles with T 2<br />
*<br />
relaxometry and diffusion tensor imaging<br />
Magn Reson Med (2009) 61(5):1066-1072 3,449<br />
67 CHERUBINI A, SPOLETINI I, PÉRAN P, LUCCICHENTI G, DI PAOLA M,<br />
SANCESARIO G, GIANNI W, GIUBILEI F, BOSSÙ P, SABATINI U,<br />
CALTAGIRONE C, SPALLETTA G<br />
A multimodal MRI investigation of the subventricular zone in<br />
mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease patients<br />
Neurosci Lett (2009) Dec 4 [Epub ahead of print] 2,200<br />
68 CHIACCHIO T, CASETTI R, BUTERA O, VANINI V, CARRARA S,<br />
GIRARDI E, DI MITRI D, BATTISTINI L, MARTINI F, BORSELLINO G,<br />
GOLETTI D<br />
Characterization of regulatory T cells identified as CD4 + CD25 high<br />
CD39 + in patients with active tuberculosis<br />
Clin Exp Immunol (2009) 156(3):463-470 2,853<br />
69 CHILOSI AM, BRIZZOLARA D, LAMI L, PIZZOLI C, GASPERINI F,<br />
PECINI C, CIPRIANI P, ZOCCOLOTTI P<br />
Reading and spelling disabilities in children with and without<br />
a history of early language delay: a neuropsychological and<br />
linguistic study<br />
Child Neuropsychol (2009) Jun 2 [Epub ahead of print] 1,935<br />
70 CIARAMELLA A, BIZZONI F, SALANI F, VANNI D, SPALLETTA G,<br />
SANARICO N, VENDETTI S, CALTAGIRONE C, BOSSÙ P<br />
Increased pro-inflammatory response by dendritic cells from<br />
patients with Alzheimer’s disease<br />
J Alzheimers Dis (2009) Nov 5 [Epub ahead of print] 5,101<br />
71 CIAVARDELLI D, SACCHETTA P, FEDERICI G, DI ILIO C, URBANI A<br />
Protein phosphorylation stoichiometry by simultaneous<br />
ICP-QMS determination of phosphorus and sulfur oxide ions:<br />
A multivariate optimization of plasma operating conditions<br />
Talanta (2009) Jul 21 [Epub ahead of print] 3,206<br />
72 CICCHILLITTI L, DI MICHELE M, URBANI A, FERLINI C, DONATI MB,<br />
SCAMBIA G, ROTILIO D<br />
Comparative proteomic analysis of paclitaxel sensitive A2780<br />
epithelial ovarian cancer cell line and its resistant counterpart<br />
A2780TC1 by 2D-DIGE: the role of ERp57<br />
J Proteome Res (2009) 8(4):1902-1912 5,684<br />
73 CIMINI A, MORENO S, D’AMELIO M, CRISTIANO L, D’ANGELO B,<br />
FALONE S, BENEDETTI E, CARRARA P, FANELLI F, CECCONI F,<br />
AMICARELLI F, CERÙ MP<br />
Early biochemical and morphological modifications in the<br />
2009 225
Sezione II<br />
brain of a transgenic mouse model of Alzheimer’s disease:<br />
a role for peroxisomes<br />
J Alzheimers Dis (2009) Sep 11 [Epub ahead of print] 5,101<br />
74 CLAUSI S, BOZZALI M, LEGGIO MG, DI PAOLA M, HAGBERG GE,<br />
CALTAGIRONE C, MOLINARI M<br />
Quantification of gray matter changes in the cerebral cortex<br />
after isolated cerebellar damage: a voxel-based morphometry<br />
study<br />
Neuroscience (2009) 162(3):827-835 3,556<br />
75 COLOSIMO C, MORGANTE L, ANTONINI A, BARONE P, AVARELLO TP,<br />
BOTTACCHI E, CANNAS A, CERAVOLO MG, CERAVOLO R, CICARELLI G,<br />
GAGLIO RM, GIGLIA L, IEMOLO F, MANFREDI M, MECO G, NICOLETTI A,<br />
PEDERZOLI M, PETRONE A, PISANI A, PONTIERI FE, QUATRALE R,<br />
RAMAT S, SCALA R, VOLPE G, ZAPPULLA S, BENTIVOGLIO AR, STOCCHI F,<br />
TRIANNI G, DEL DOTTO P, SIMONI L, MARCONI R, PRIAMO sudy group<br />
Non-motor symptoms in atypical and secondary parkinsonism:<br />
the PRIAMO study<br />
J Neurol (2009) Aug 9 [Epub ahead of print] 2,536<br />
76 COSTA A<br />
Effects of deep brain stimulation of the pedunculopontine area<br />
on working memory tasks in patients with Parkinson’s<br />
Parkinsonism Relat Disord (2009) Aug 25 [Epub ahead of print] 1,907<br />
77 COSTA A, CARLESIMO GA, CALTAGIRONE C, MAZZONE P,<br />
PIERANTOZZI M, STEFANI A, PEPPE A<br />
Effects of deep brain stimulation of the peduncolopontine area<br />
on working memory tasks in patients with Parkinson’s disease<br />
Parkinsonism Relat Disord (2009) Jun 5 [Epub ahead of print] 1,907<br />
78 COSTA A, PEPPE A, DELL’AGNELLO G, CALTAGIRONE C,<br />
CARLESIMO GA<br />
Dopamine and cognitive functioning in de novo subjects with<br />
Parkinson’s disease: effects of pramipexole and pergolide<br />
on working memory<br />
Neuropsychologia (2009) 47(5):1374-1381 4,074<br />
79 COZZOLINO M, PESARESI MG, AMORI I, CROSIO C, FERRI A,<br />
NENCINI M, CARRÌ MT<br />
Oligomerization of mutant SOD1 in mitochondria<br />
of motoneuronal cells drives mitochondrial damage<br />
and cell toxicity<br />
Antioxid Redox Signal (2009) 11(7):1547-1558 6,190<br />
80 CRAVELLO L, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G<br />
The SNRI venlafaxine improves emotional unawareness in<br />
patients with post-stroke depression<br />
Hum Psychopharmacol (2009) 24(4):331-336 2,080<br />
226 2009
Produzione scientifica<br />
81 CRESCENTINI C, SHALLICE T, MACALUSO E<br />
Item retrieval and competition in noun and verb generation:<br />
an fMRI study<br />
J Cogn Neurosci (2009) May 4 [Epub ahead of print] 4,867<br />
82 CROSTELLA F, CARDUCCI F, AGLIOTI SM<br />
Reflexive social attention is mapped according to effector-specific<br />
reference systems<br />
Exp Brain Res (2009) 197(2):143-151 2,195<br />
83 CUOMO D, MARTELLA G, BARABINO E, PLATANIA P, VITA D, MADEO G,<br />
SELVAM C, GOUDET C, OUESLATI N, PIN JP, ACHER F, PISANI A,<br />
BEURRIER C, MELON C, KERKERIAN-LE GOFF L, GUBELLINI P<br />
Metabotropic glutamate receptor subtype 4 selectively modulates<br />
both glutamate and GABA transmission in the striatum:<br />
implications for Parkinson’s disease treatment<br />
J Neurochem (2009) 109(4):1096-1105 4,500<br />
84 CUPINI LM, DE MURTAS M, COSTA C, MANCINI M, EUSEBI P,<br />
SARCHIELLI P, CALABRESI P<br />
Obsessive-compulsive disorder and migraine with<br />
medication-overuse headache<br />
Headache (2009) 49(7):1005-1013 3,081<br />
85 CUTULI D, FOTI F, MANDOLESI L, DE BARTOLO P, GELFO F,<br />
FEDERICO F, PETROSINI L<br />
Cognitive performances of cholinergically depleted rats<br />
following chronic donepezil administration<br />
J Alzheimers Dis (2009) 17(1):161-176 5,101<br />
86 D’ALESSANDRO A, PIERONI L, RONCI M, D’AGUANNO S, FEDERICI G,<br />
URBANI A<br />
Proteasome inhibitors therapeutic strategies for cancer<br />
Recent Pat Anti-Cancer Drug Discov (2009) 4(1):73-82 1,796<br />
87 D’AMBROSI N, FINOCCHI P, APOLLONI S, COZZOLINO M, FERRI A,<br />
PADOVANO V, PIETRINI G, CARRÌ MT, VOLONTÉ C<br />
The proinflammatory action of microglial P2 receptors is<br />
enhanced in SOD1 models for Amyotrophic Lateral Sclerosis<br />
J Immunol (2009) 183(7):4648-4656 6,000<br />
88 D’AMELIO M, CAVALLUCCI V, CECCONI F<br />
Neuronal caspase-3 signaling: not only cell death<br />
Cell Death Differ (2009) Dec 4 [Epub ahead of print] 7,548<br />
89 D’AMELIO M, CECCONI F<br />
A novel player in the p53-mediated autophagy: Sestrin2<br />
Cell Cycle (2009) 8(10):1467 4,120<br />
90 DAPRATI E, IOSA M, HAGGARD P<br />
A dance to the music of time: aesthetically-relevant changes in<br />
body posture in performing art<br />
PLoS ONE (2009) 4(3):e5023 0,000<br />
2009 227
Sezione II<br />
91 DAPRATI E, NICO D, DUVAL S, LACQUANITI F<br />
Different motor imagery modes following brain damage<br />
Cortex (2009) Aug 13 [Epub ahead of print] 2,749<br />
92 DAPRATI E, SIRIGU A, NICO D<br />
Body and movement: consciousness in the parietal lobes<br />
Neuropsychologia (2009) Oct 15 [Epub ahead of print] 4,074<br />
93 D’ARGENZIO L, KOCH G, BOMBARDIERI R, MORI F, MOAVERO R,<br />
CENTONZE D, CURATOLO P<br />
Abnormal parieto-motor connectivity in Tuberous<br />
Sclerosis Complex<br />
Epilepsy Res (2009) 87(1):102-105 2,405<br />
94 DE BARTOLO P, GELFO F, MANDOLESI L, FOTI F, CUTULI D, PETROSINI L<br />
Effects of chronic donepezil treatment and cholinergic<br />
deafferentation on parietal pyramidal neuron morphology<br />
J Alzheimers Dis (2009) 17(1):177-191 5,101<br />
95 DE BARTOLO P, MANDOLESI L, FEDERICO F, FOTI F, CUTULI D,<br />
GELFO F, PETROSINI L<br />
Cerebellar involvement in cognitive flexibility<br />
Neurobiol Learn Mem (2009) 92(3):310-317 3,757<br />
96 DE CANIO M, D’AGUANNO S, SACCHETTI C, PETRUCCI F, CAVAGNI G,<br />
NUCCETELLI M, FEDERICI G, URBANI A, BERNARDINI S<br />
Novel IgE recognized components of Lolium perenne pollen<br />
extract: comparative proteomics evaluation of allergic patients<br />
sensitization profiles<br />
J Proteome Res (2009) 8(9):4383-4391 5,684<br />
97 DE LUCA M, BURANI C, PAIZI D, SPINELLI D, ZOCCOLOTTI P<br />
Letter and letter-string processing in developmental dyslexia<br />
Cortex (2009) Jul 3 [Epub ahead of print] 2,749<br />
98 DE LUCA M, SPINELLI D, ZOCCOLOTTI P, ZERI F<br />
Measuring fixation disparity with infrared eye-trackers<br />
J Biomed Opt (2009) 14(1):014013 2,970<br />
99 DE VICO FALLANI F, ASTOLFI L, CINCOTTI F, MATTIA D, LA ROCCA D,<br />
MAKSUTI E, SALINARI S, BABILONI F, VEGSO B, KOZMANN G, NAGY Z<br />
Evaluation of the brain network organization from EEG signals:<br />
a preliminary evidence in stroke patient<br />
Anat Rec (Hoboken) (2009) 292(12):2023-2031 1,569<br />
100 DEBETTE S, METSO TM, PEZZINI A, ENGELTER ST, LEYS D, LYRER P,<br />
METSO AJ, BRANDT T, KLOSS M, LICHY C, HAUSSER I, TOUZÉ E,<br />
MARKUS HS, ABBOUD S, CASO V, BERSANO A, GRAU A, ALTINTAS A,<br />
AMOUYEL P, TATLISUMAK T, DALLONGEVILLE J, GROND-GINSBACH C,<br />
on behalf of the CADISP-group<br />
CADISP-genetics: an international project searching for<br />
genetic risk factors of cervical artery dissections<br />
Int J Stroke (2009) 4(3):224-230 2,000<br />
228 2009
Produzione scientifica<br />
101 DELLA DONNA L, RONCI M, SACCHETTA P, DI ILIO C, BIOLATTI B,<br />
FEDERICI G, NEBBIA C, URBANI A<br />
A food safety control low mass-range proteomics platform for<br />
the detection of illicit treatments in veal calves by<br />
MALDI-TOF-MS serum profiling<br />
Biotechnol J (2009) Oct 20 [Epub ahead of print] 0,000<br />
102 DI FILIPPO M, BALUCANI C, PARNETTI L, CARDAIOLI G, FLORIDI P,<br />
CALABRESI P<br />
Teaching NeuroImages: acute tetraparesis. Mind the brain<br />
Neurology (2009) 73(12):e58 7,043<br />
103 DI FILIPPO M, FLORIDI P, ROSSI V, MATTUCCI E, ROSSI A,<br />
CALABRESI P, TAMBASCO N<br />
A young patient with type C multiple system atrophy and<br />
hereditary hemochromatosis<br />
J Neurol (2009) Oct 14 [Epub ahead of print] 2,536<br />
104 DI FILIPPO M, TOZZI A, GHIGLIERI V, PICCONI B, COSTA C,<br />
CIPRIANI S, TANTUCCI M, BELCASTRO V, CALABRESI P<br />
Impaired plasticity at specific subset of striatal synapses in<br />
the Ts65Dn mouse model of Down Syndrome<br />
Biol Psychiatry (2009) Oct 7 [Epub ahead of print] 8,672<br />
105 DI MICHELE M, DELLA CORTE A, CICCHILLITTI L, DEL BOCCIO P,<br />
URBANI A, FERLINI C, SCAMBIA G, DONATI MB, ROTILIO D<br />
A proteomic approach to paclitaxel chemoresistance in ovarian<br />
cancer cell lines<br />
Biochim Biophys Acta (2009) 1794(2):225-236 0,000<br />
106 DINUZZO M, MANGIA S, MARAVIGLIA B, GIOVE F<br />
Changes in glucose uptake rather than lactate shuttle take<br />
center stage in subserving neuroenergetics: evidence from<br />
mathematical modeling<br />
J Cereb Blood Flow Metab (2009) Nov 4 [Epub ahead of print] 5,741<br />
107 DI PENTA A, MERCALDO V, FLORENZANO F, MUNCK S, CIOTTI MT,<br />
ZALFA F, MERCANTI D, MOLINARI M, BAGNI C, ACHSEL T<br />
Dendritic LSm1/CBP80-mRNPs mark the early steps of<br />
transport commitment and translational control<br />
J Cell Biol (2009) 184(3):423-435 9,120<br />
108 DI RUSSO F, SPINELLI D<br />
Sport is not always healthy: executive brain dysfunction in<br />
professional boxers<br />
Psychophysiology (2009) Dec 21 [Epub ahead of print] 3,318<br />
109 DÖHNER H, ESTEY EH, AMADORI S, APPELBAUM FR, BÜCHNER T,<br />
BURNETT AK, DOMBRET H, FENAUX P, GRIMWADE D, LARSON RA,<br />
LO-COCO F, NAOE T, NIEDERWIESER D, OSSENKOPPELE GJ,<br />
SANZ MA, SIERRA J, TALLMAN MS, LÖWENBERG B,<br />
BLOOMFIELD CD<br />
2009 229
Sezione II<br />
Diagnosis and management of acute myeloid leukemia in<br />
adults: recommendations from an international expert panel,<br />
on behalf of the European LeukemiaNet<br />
Blood (2009) Oct 30 [Epub ahead of print] 10,432<br />
110 D’ONOFRIO M, AMBROSINI A, DI MAMBRO A, ARISI I,<br />
SANTORELLI FM, GRIECO GS, NICOLETTI F, NAPPI G, PIERELLI F,<br />
SCHOENEN J, BUZZI MG<br />
The interplay of two single nucleotide polymorphisms in the<br />
CACNA1A gene may contribute to migraine susceptibility<br />
Neurosci Lett (2009) 453(1):12-15 2,200<br />
112 DORICCHI F, MACCI E, SILVETTI M, MACALUSO E<br />
Neural correlates of the spatial and expectancy components of<br />
endogenous and stimulus-driven orienting of attention in the<br />
posner task<br />
Cereb Cortex (2009) Oct 21 [Epub ahead of print] 5,907<br />
113 DORICCHI F, MEROLA S, AIELLO M, GUARIGLIA P, BRUSCHINI M,<br />
GEVERS W, GASPARINI M, TOMAIUOLO F<br />
Spatial orienting biases in the decimal numeral system<br />
Curr Biol (2009) 19(8):682-687 10,777<br />
114 ERRICO F, NISTICÒ R, NAPOLITANO F, BONITO OLIVA A, ROMANO R,<br />
BARBIERI F, FLORIO T, RUSSO C, MERCURI NB, USIELLO A<br />
Persistent increase of D-aspartate in D-aspartate oxidase<br />
mutant mice induces a precocious hippocampal age-dependent<br />
synaptic plasticity and spatial memory decay<br />
Neurobiol Aging (2009) Dec 21 [Epub ahead of print] 5,959<br />
115 FAIRHALL SL, INDOVINA I, DRIVER J, MACALUSO E<br />
The brain network underlying serial visual search:<br />
comparing overt and covert spatial orienting, for activations<br />
and for effective connectivity<br />
Cereb Cortex (2009) 19(12):2946-2958 5,907<br />
116 FAIRHALL SL, MACALUSO E<br />
Spatial attention can modulate audiovisual integration at<br />
multiple cortical and subcortical sites<br />
Eur J Neurosci (2009) 29(6):1247-1257 3,385<br />
117 FANTOM Consortium, SUZUKI H, FORREST AR, VAN NIMWEGEN E,<br />
DAUB CO, BALWIERZ PJ, IRVINE KM, LASSMANN T, RAVASI T,<br />
HASEGAWA Y, DE HOON MJ, KATAYAMA S, SCHRODER K, CARNINCI P,<br />
TOMARU Y, KANAMORI-KATAYAMA M, KUBOSAKI A, AKALIN A, ANDO Y,<br />
ARNER E, ASADA M, ASAHARA H, BAILEY T, BAJIC VB, BAUER D,<br />
BECKHOUSE AG, BERTIN N, BJÖRKEGREN J, BROMBACHER F,<br />
BULGER E, CHALK AM, CHIBA J, CLOONAN N, DAWE A, DOSTIE J,<br />
ENGSTRÖM PG, ESSACK M, FAULKNER GJ, FINK JL, FREDMAN D,<br />
FUJIMORI K, FURUNO M, GOJOBORI T, GOUGH J, GRIMMOND SM,<br />
230 2009
Produzione scientifica<br />
GUSTAFSSON M, HASHIMOTO M, HASHIMOTO T, HATAKEYAMA M,<br />
HEINZEL S, HIDE W, HOFMANN O, HÖRNQUIST M, HUMINIECKI L,<br />
IKEO K, IMAMOTO N, INOUE S, INOUE Y, ISHIHARA R, IWAYANAGI T,<br />
JACOBSEN A, KAUR M, KAWAJI H,KERR MC, KIMURA R, KIMURA S,<br />
KIMURA Y, KITANO H, KOGA H, KOJIMA T, KONDO S, KONNO T,<br />
KROGH A, KRUGER A, KUMAR A, LENHARD B, LENNARTSSON A,<br />
LINDOW M, LIZIO M, MACPHERSON C, MAEDA N, MAHER CA,<br />
MAQUNGO M, MAR J, MATIGIAN NA, MATSUDA H, MATTICK JS,<br />
MEIER S, MIYAMOTO S, MIYAMOTO-SATO E, NAKABAYASHI K,<br />
NAKACHI Y, NAKANO M, NYGAARD S, OKAYAMA T, OKAZAKI Y,<br />
OKUDA-YABUKAMI H, ORLANDO V, OTOMO J, PACHKOV M,<br />
PETROVSKY N, PLESSY C, QUACKENBUSH J, RADOVANOVIC A,<br />
REHLI M, SAITO R, SANDELIN A, SCHMEIER S, SCHÖNBACH C,<br />
SCHWARTZ AS, SEMPLE CA, SERA M, SEVERIN J, SHIRAHIGE K,<br />
SIMONS C, ST LAURENT G, SUZUKI M, SUZUKI T, SWEET MJ, TAFT RJ,<br />
TAKEDA S, TAKENAKA Y, TAN K, TAYLOR MS, TEASDALE RD, TEGNÉR J,<br />
TEICHMANN S, VALEN E, WAHLESTEDT C, WAKI K, WATERHOUSE A,<br />
WELLS CA, WINTHER O, WU L, YAMAGUCHI K, YANAGAWA H,<br />
YASUDA J, ZAVOLAN M, HUME DA, ARAKAWA T, FUKUDA S, IMAMURA K,<br />
KAI C, KAIHO A, KAWASHIMA T, KAWAZU C, KITAZUME Y, KOJIMA M,<br />
MIURA H, MURAKAMI K, MURATA M, NINOMIYA N, NISHIYORI H,<br />
NOMA S, OGAWA C, SANO T, SIMON C, TAGAMI M, TAKAHASHI Y,<br />
KAWAI J, HAYASHIZAKI Y<br />
The transcriptional network that controls growth arrest and<br />
differentiation in a human myeloid leukemia cell line<br />
Nat Genet (2009) 41(5):553-562 30,259<br />
118 FARIOLI-VECCHIOLI S, SARAULLI D, COSTANZI M, LEONARDI L,<br />
CINÀ I, MICHELI L, NUTINI M, LONGONE P, OH SP, CESTARI V,<br />
TIRONE F<br />
Impaired terminal differentiation of hippocampal granule<br />
neurons and defective contextual memory in PC3/Tis21<br />
knockout mice<br />
PLoS One (2009) 4(12):e8339 0,000<br />
119 FATTORI P, PITZALIS S, GALLETTI C<br />
The cortical visual area V6 in macaque and human brains<br />
J Physiol Paris (2009) Jun 10 [Epub ahead of print] 2,396<br />
120 FAULKNER GJ, KIMURA Y, DAUB CO, WANI S, PLESSY C, IRVINE KM,<br />
SCHRODER K, CLOONAN N, STEPTOE AL, LASSMANN T, WAKI K,<br />
HORNIG N, ARAKAWA T, TAKAHASHI H, KAWAI J, FORREST ARR,<br />
SUZUKI H, HAYASHIZAKI Y, HUME DA, ORLANDO V, GRIMMOND SM,<br />
CARNINCI P<br />
The regulated retrotransposon transcriptome of mammalian<br />
cells<br />
Nat Genet (2009) 41(5):563-571 30,259<br />
2009 231
Sezione II<br />
121 FEDERICI M, NISTICÒ R, GIUSTIZIERI M, BERNARDI G, MERCURI NB<br />
Ethanol enhances GABA B<br />
-mediated inhibitory postsynaptic<br />
transmission on rat midbrain dopaminergic neurons by<br />
facilitating GIRK currents<br />
Eur J Neurosci (2009) 29(7):1369-1377 3,385<br />
122 FIGLIOZZI F, SILVETTI M, RUBICHI S, DORICCHI F<br />
Determining priority between attentional and referential-coding<br />
sources of the Simon effect through optokinetic stimulation<br />
Neuropsychologia (2009) Dec 1 [Epub ahead of print] 4,074<br />
123 FISNIKU L, ALTMANN D, CERCIGNANI M, TOZER DJ, CHARD DT,<br />
JACKSON JS, MISZKIEL KA, SCHMIERER K, THOMPSON AJ, MILLER DH<br />
Magnetization transfer ratio abnormalities reflect clinically<br />
relevant grey matter damage in Multiple Sclerosis<br />
Mult Scler (2009) 15(6):668-677 3,312<br />
124 FORMISANO R, BIVONA U, CATANI S, D’IPPOLITO M, BUZZI MG<br />
Post-traumatic headache: facts and doubts<br />
J Headache Pain (2009) Jun;10(3):145-152 1,875<br />
125 FORMISANO R, CICINELLI P, BUZZI MG, BRUNELLI S, ZAFONTE R,<br />
VINICOLA V, GABRIELLI A, SABATINI U<br />
Blink reflex changes in parkinsonism following severe<br />
traumatic brain injury correlates with diffuse axonal injury<br />
Med Sci Monit (2009) 15(3):CR101-106 1,514<br />
126 FORSTER B, SAMBO CF, PAVONE EF<br />
ERP correlates of tactile spatial attention differ under intraand<br />
intermodal conditions<br />
Biol Psychol (2009) 82(3):227-233 3,686<br />
127 FOTI F, MANDOLESI L, CUTULI D, LARICCHIUTA D, DE BARTOLO P,<br />
GELFO F, PETROSINI L<br />
Cerebellar damage loosens the strategic use of the spatial<br />
structure of the search space<br />
Cerebellum (2009) Oct 2 [Epub ahead of print] 3,847<br />
128 FRANCAVILLA F, BATTISTA N, BARBONETTI A, VASSALLO MRC,<br />
RAPINO C, ANTONANGELO C, PASQUARIELLO N, CATANZARO G,<br />
BARBONI B, MACCARRONE M<br />
Characterization of the endocannabinoid system in human<br />
spermatozoa and involvement of transient receptor potential<br />
vanilloid 1 receptor in their fertilizing ability<br />
Endocrinology (2009) 150(10):4692-4700 4,945<br />
129 FRANCESCHINI M, PAOLUCCI S, PERRERO L, POLVERELLI M,<br />
ZAMPOLINI M, GIUSTINI A<br />
Stroke rehabilitation care in Italy<br />
Am J Phys Med Rehabil (2009) 88(8):679-685 1,695<br />
232 2009
Produzione scientifica<br />
130 FRASSINETTI F, MAGNANI B, OLIVERI M<br />
Prismatic lenses shift time perception<br />
Psychol Sci (2009) 20(8):949-954 0,000<br />
131 FREESTONE PS, CHUNG KKH, GUATTEO E, MERCURI NB,<br />
NICHOLSON LF, LIPSKI J<br />
Acute action of rotenone on nigral dopaminergic neurons –<br />
involvement of reactive oxygen species and disruption of Ca 2+<br />
homeostasis<br />
Eur J Neurosci (2009) Nov 11 [Epub ahead of print] 3,385<br />
132 GAINOTTI G, DE LUCA L, FIGLIOZZI F, DORICCHI F<br />
The influence of distracters, stimulus duration and hemianopia<br />
on first saccade in patients with unilateral neglect<br />
Cortex (2009) 45(4):506-516 2,749<br />
133 GALATI S, STANZIONE P, D’ANGELO V, FEDELE E, MARZETTI F,<br />
SANCESARIO G, PROCOPIO T, STEFANI A<br />
The pharmacological blockade of medial forebrain bundle<br />
induces an acute pathological synchronization of the<br />
cortico-subthalamic nucleus-globus pallidus pathway<br />
J Physiol (2009) 587(Pt 18):4405-4423 4,605<br />
134 GALLETTI F, CUPINI LM, CORBELLI I, CALABRESI P, SARCHIELLI P<br />
Pathophysiological basis of migraine prophylaxis<br />
Prog Neurobiol (2009) 89(2):176-192 9,130<br />
135 GARBAGNATI F, CAIRELLA G, DE MARTINO A, MULTARI M,<br />
SCOGNAMIGLIO U, VENTURIERO V, PAOLUCCI S<br />
Is antioxidant and n-3 supplementation able to improve<br />
functional status in poststroke patients? Results from the<br />
nutristroke trial<br />
Cerebrovasc Dis (2009) 27(4):375-383 3,041<br />
136 GARDONI F, MAUCERI D, MALINVERNO M, POLLI F, COSTA C, TOZZI A,<br />
SILIQUINI S, PICCONI B, CATTABENI F, CALABRESI P, DI LUCA M<br />
Decreased NR2B subunit synaptic levels cause impaired<br />
long-term potentiation but not long-term depression<br />
J Neurosci (2009) 29(3):669-677 7,452<br />
137 GATTI G, MARESCA G, NATOLI M, FLORENZANO F, NICOLIN A,<br />
FELSANI A, D’AGNANO I<br />
MYC prevents apoptosis and enhances endoreduplication<br />
induced by paclitaxel<br />
PLoS ONE (2009) 4(5):e5442 0,000<br />
138 GELFO F, DE BARTOLO P, GIOVINE A, PETROSINI L, LEGGIO MG<br />
Layer and regional effects of environmental enrichment on the<br />
pyramidal neuron morphology of the rat<br />
Neurobiol Learn Mem (2009) 91(4):353-365 3,757<br />
2009 233
Sezione II<br />
139 GHIGLIERI V, PICCONI B, SGOBIO C, BAGETTA V, BARONE I, PAILLÈ V,<br />
DI FILIPPO M, POLLI F, GARDONI F, ALTROCK W, GUNDELFINGER ED,<br />
DE SARRO G, BERNARDI G, AMMASSARI-TEULE M, DI LUCA M,<br />
CALABRESI P<br />
Epilepsy-induced abnormal striatal plasticity in Bassoon<br />
mutant mice<br />
Eur J Neurosci (2009) 29(10):1979-1993 3,385<br />
140 GIACOMINELLI-STUFFLER R, ANGELUCCI CB, LIBERATOSCIOLI L,<br />
CORTESE C, DAINESE E, MACCARRONE M<br />
Relationships between paraoxon and 2-coumaranone hydrolytic<br />
activities in sera genotyped for PON1 Q192R polymorphism<br />
Clin Biochem (2009) 42(15):1512-1516 1,926<br />
141 GIAMPÀ C, MIDDEI S, PATASSINI S, BORRECA A, MARULLO F,<br />
LAURENTI D, BERNARDI G, AMMASSARI-TEULE M, FUSCO FR<br />
Phosphodiesterase type IV inhibition prevents sequestration<br />
of CREB binding protein, protects striatal parvalbumin<br />
interneurons and rescues motor deficits in the R6/2 mouse<br />
model of Huntington’s disease<br />
Eur J Neurosci (2009) 29(5):902-910 3,385<br />
142 GIAMPÀ C, PATASSINI S, BORRECA A, LAURENTI D, MARULLO F,<br />
BERNARDI G, MENNITI FS, FUSCO FR<br />
Phosphodiesterase 10 inhibition reduces striatal excitotoxicity<br />
in the quinolinic acid model of Huntington’s disease<br />
Neurobiol Dis (2009) 34(3):450-456 4,852<br />
143 GIOMBINI A, DRAGONI S, AVERNA T, RIPANI M, LONGO UG,<br />
MAFFULLI N<br />
Osteoid osteoma mimicking overuse syndromes in athletes<br />
J Sports Med Phys Fitness (2009) 49(2):167-170 0,695<br />
144 GIOVE F, GILI T, IACOVELLA V, MACALUSO E, MARAVIGLIA B<br />
Images-based suppression of unwanted global signals in<br />
resting-state functional connectivity studies<br />
Magn Reson Imaging (2009) 27(8):1058-1064 1,871<br />
145 GLICKSTEIN M, STRATA P, VOOGD J<br />
Cerebellum: History<br />
Neuroscience (2009) 162(3):549-559 3,556<br />
146 GRASSO MG, PACE L, TROISI E, TONINI A, PAOLUCCI S<br />
Prognostic factors in Multiple Sclerosis rehabilitation<br />
Eur J Phys Rehabil Med (2009) 45(1):47-51 0,000<br />
147 GREGORY SG, CONNELLY JJ, TOWERS AJ, JOHNSON J, BISCOCHO D,<br />
MARKUNAS CA, Lintas C, Abramson RK, Wright HH, Ellis P,<br />
Langford CF, Worley G, Delong GR, Murphy SK, Cuccaro ML,<br />
Persico A, Pericak-Vance MA<br />
234 2009
Produzione scientifica<br />
Genomic and epigenetic evidence for oxytocin receptor<br />
deficiency in autism<br />
BMC Med (2009) 7(1):62 3,276<br />
148 GRIMALDI P, ROSSI G, CATANZARO G, MACCARRONE M<br />
Modulation of the endocannabinoid-degrading enzyme fatty<br />
acid amide hydrolase by follicle-stimulating hormone<br />
Vitam Horm (2009) 81:231-261 3,196<br />
149 GRIMWADE D, JOVANOVIC JV, HILLS RK, SOLOMON E, LO-COCO F,<br />
WHEATLEY K, BURNETT AK<br />
Reply to S. Nagai et al.<br />
J Clin Oncol (2009) Oct 19 [Epub ahead of print] 17,157<br />
150 HAGBERG GE, WELCH EB, GREISER A<br />
The sign convention for phase values on different vendor<br />
systems: definition and implications for susceptibility-weighted<br />
imaging<br />
Magn Reson Imaging (2009) Aug 20 [Epub ahead of print] 1,871<br />
151 HAN S, FAN Y, XU X, QIN J, WU B, WANG X, AGLIOTI SM, MAO L<br />
Empathic neural responses to others’ pain are modulated by<br />
emotional contexts<br />
Hum Brain Mapp (2009) 30(10):3227-3237 5,395<br />
152 HELMS G, HAGBERG GE<br />
In vivo quantification of the bound pool T 1<br />
in human white<br />
matter using the binary spin-bath model of progressive<br />
magnetization transfer saturation<br />
Phys Med Biol (2009) 54(23):N529-N540 2,784<br />
153 IONTA S, FOURKAS AD, AGLIOTI SM<br />
Egocentric and object-based transformations in the laterality<br />
judgement of human and animal faces and of non-corporeal<br />
objects<br />
Behav Brain Res (2009) Nov 3 [Epub ahead of print] 3,171<br />
154 IOSA M, MORELLI D, NANNI MV, VEREDICE C, MARRO T, MEDICI A,<br />
PAOLUCCI S, MAZZÀ C<br />
Functional taping: a promising technique for children with<br />
cerebral palsy<br />
Dev Med Child Neurol (2009) Dec 23 [Epub ahead of print] 2,561<br />
155 IVANENKO YP, POPPELE RE, LACQUANITI F<br />
Distributed neural networks for controlling human locomotion:<br />
lessons from normal and SCI subjects<br />
Brain Res Bull (2009) 78(1):13-21 2,281<br />
156 JAISWAL MK, ZECH W-D, GOOS M, LEUTBECHER C, FERRI A,<br />
ZIPPELIUS A, CARRÌ MT, NAU R, KELLER BU<br />
Impairment of mitochondrial calcium handling in an mtSOD1<br />
cell culture model of motoneuron disease<br />
BMC Neurosci (2009) 10(1):64 2,850<br />
2009 235
Sezione II<br />
157 KASPER S, HERMAN B, NIVOLI G, VAN AMERINGEN M, PETRALIA A,<br />
MANDEL FS, BALDINETTI F, BANDELOW B<br />
Efficacy of pregabalin and venlafaxine-XR in generalized<br />
anxiety disorder: Results of a double-blind, placebo-controlled<br />
8-week trial<br />
Int Clin Psychopharm (2009) 24 (2):87-96 2,928<br />
158 KITADA T, PISANI A, KAROUANI M, HABURCAK M, MARTELLA G,<br />
TSCHERTER A, PLATANIA P, WU B, POTHOS EN, SHEN J<br />
Impaired dopamine release and synaptic plasticity in the<br />
striatum of Parkin-/- mice<br />
J Neurochem (2009) May 5 [Epub ahead of print] 4,500<br />
159 KOCH G, BRUSA L, CARRILLO F, LO GERFO E, TORRIERO S,<br />
OLIVERI M, MIR P, CALTAGIRONE C, STANZIONE P<br />
Cerebellar magnetic stimulation decreases levodopa-induced<br />
dyskinesias in Parkinson disease<br />
Neurology (2009) 73(2):113-119 7,043<br />
160 KOCH G, OLIVERI M, CALTAGIRONE C<br />
Neural networks engaged in milliseconds and seconds time<br />
processing: evidence from transcranial magnetic stimulation<br />
and patients with cortical or subcortical dysfunction<br />
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci (2009) 364(1525):1907-1918 5,556<br />
161 KOCH G, ROTHWELL JC<br />
TMS investigations into the task-dependent functional<br />
interplay between human posterior parietal and motor cortex<br />
Behav Brain Res (2009) 202(2):147-152 3,171<br />
161 KOCH G, RUGE D, CHEERAN B, DEL OLMO MF,<br />
PECCHIOLI C, MARCONI B, VERSACE V, LO GERFO E, TORRIERO S,<br />
OLIVERI M, CALTAGIRONE C, ROTHWELL JC<br />
TMS activation of interhemispheric pathways between the<br />
posterior parietal cortex and the contralateral motor cortex<br />
J Physiol (2009) 587(Pt 17):4281-4292 4,605<br />
162 KUPERSHMIDT L, WEINREB O, AMIT T, MANDEL S, CARRÌ MT,<br />
YOUDIM MBH<br />
Neuroprotective and neuritogenic activities of novel<br />
multimodal iron-chelating drugs<br />
in motor-neuron-like NSC-34 cells and transgenic mouse model<br />
of Amyotrophic Lateral Sclerosis<br />
FASEB J (2009) 23(11):3766-3779 7,049<br />
163 LA MELA I, LATAGLIATA EC, PATRONO E, PUGLISI-ALLEGRA S,<br />
VENTURA R<br />
Olfactory priming reinstates extinguished chocolate-induced<br />
conditioned place preference<br />
Appetite (2009) Dec 16 [Epub ahead of print] 2,341<br />
236 2009
Produzione scientifica<br />
164 LAMBERT JC, HEATH S, EVEN G, CAMPION D, SLEEGERS K,<br />
HILTUNEN M, CAMBARROS O, ZELENIKA D, BULLIDO MJ,<br />
TAVERNIER B, LETENNEUR L, BETTENS K, BERR C, PASQUIER F,<br />
FIÉVET N, BARBAGER-GATEAU P, ENGELBORGHS S, DE DEYN P,<br />
MATEO I, FRANCK A, HELISALMI S, PORCELLINI E, HANON O,<br />
THE EUROPEAN ALZHEIMER’S DISEASE INITIATIVE INVESTIGATORS,<br />
DE PANCORBO MM, LENDON C, DUFOUIL C, JAILLARD C, LEVEILLARD T,<br />
ALVAREZ V, BOSCO P, MANCUSO M, PANZA F, NACMIAS B, BOSSÙ P,<br />
PICCARDI P, ANNONI G, SERIPA D, GALIMBERTI D, HANNEQUIN D,<br />
LICASTRO F, SOININEN H, RITCHIE K, BLANCHÉ H, DARTIGUES JF,<br />
TZOURIO C, GUT I, VAN BROECKHOVEN C, ALPÉROVITCH A, LATHROP M,<br />
AMOUYEL P<br />
Genome-wide association study identifies variants at CLU<br />
and CR1 associated with Alzheimer’s disease<br />
Nat Genet (2009) 41(10):1094-1099 30,259<br />
165 LATINI L, GELOSO MC, CORVINO V, GIANNETTI S, FLORENZANO F,<br />
VISCOMI MT, MICHETTI F, MOLINARI M<br />
Trimethyltin intoxication up-regulates nitric oxide synthase<br />
in neurons and purinergic ionotropic receptor 2 in astrocytes<br />
in the hippocampus<br />
J Neurosci Res (2009) Sep 30 [Epub ahead of print] 3,086<br />
166 LEDONNE A, SEBASTIANELLI L, FEDERICI M, BERNARDI G,<br />
MERCURI NB<br />
The anorexic agents, sibutramine and fenfluramine, depress<br />
GABA B<br />
-induced inhibitory postsynaptic potentials in rat mesencephalic<br />
dopaminergic cells<br />
Br J Pharmacol (2009) 156(6):962-969 4,902<br />
167 LEGGIO MG, CHIRICOZZI FR, CLAUSI S, TEDESCO AM, MOLINARI M<br />
The neuropsychological profile of cerebellar damage:<br />
the sequencing hypothesis<br />
Cortex (2009) Sep 6 [Epub ahead of print] 2,749<br />
168 LENZI D, SERRA L, PERRI R, PANTANO P, LENZI GL, PAULESU E,<br />
CALTAGIRONE C, BOZZALI M, MACALUSO E<br />
Single domain amnestic MCI: a multiple cognitive domains<br />
fMRI investigation<br />
Neurobiol Aging (2009) Oct 30 [Epub ahead of print] 5,959<br />
169 LEPRON E, PÉRAN P, CARDEBAT D, DÉMONET JF<br />
A PET study of word generation in Huntington’s disease:<br />
effects of lexical competition and verb/noun category<br />
Brain Lang (2009) 110(2):49-60 2,929<br />
170 LEWIS SE, MACCARRONE M<br />
Endocannabinoids, sperm biology and human fertility<br />
Pharmacol Res (2009) 60(2):126-131 3,287<br />
2009 237
Sezione II<br />
171 LOIARRO M, GALLO G, FANTÓ N, DE SANTIS R, CARMINATI P,<br />
RUGGIERO V, SETTE C<br />
Identification of critical residues of the MYD88 death domain<br />
involved in the recruitment of downstream kinases<br />
J Biol Chem (2009) 284(41):28093-28103 5,520<br />
172 LOIZZO S, PIERI M, FERRI A, CARRÌ MT, ZONA C, FORTUNA A,<br />
VELLA S<br />
Dynamic NAD(P)H post synaptic autofluorescence signals<br />
for the assessment of mitochondrial function in a<br />
neurodegenerative disease: monitoring the primary motor<br />
cortex of G93A mice, an Amyotrophic Lateral Sclerosis model<br />
Mitochondrion (2009) Nov 6 [Epub ahead of print] 4,262<br />
173 LONGO MR, BETTI V, AGLIOTI SM, HAGGARD P<br />
Visually induced analgesia: seeing the body reduces pain<br />
J Neurosci (2009) 29(39):12125-12130 7,452<br />
174 LUCCICHENTI G, CADEMARTIRI F, PICHIECCHIO A, BONTEMPI E,<br />
SABATINI U, BASTIANELLO S<br />
User interface of a teleradiology system for the MR assessment<br />
of Multiple Sclerosis<br />
J Digit Imaging (2009) Jul 15 [Epub ahead of print] 1,107<br />
175 MACALUSO E<br />
Orienting of spatial attention and the interplay between the<br />
senses<br />
Cortex (2009) May 28 [Epub ahead of print] 2,749<br />
176 MACALUSO E, MARAVITA A<br />
The representation of space near the body through touch and<br />
vision<br />
Neuropsychologia (2009) Oct 15 [Epub ahead of print] 4,074<br />
177 MACCARRONE M<br />
Endocannabinoids and reproductive biology<br />
Hum Reprod (2009) Apr 24 [Epub ahead of print] 3,773<br />
178 MACCARRONE M<br />
Endocannabinoids and reproductive endocrinology<br />
Curr Opin Investig Drugs (2009) 10(4):305-310 3,324<br />
179 MACCARRONE M<br />
Endocannabinoids: friends and foes of reproduction<br />
Prog Lipid Res (2009) 48(6):344-354 11,237<br />
180 MACCARRONE M, BRÜNE B<br />
Redox regulation in acute and chronic inflammation<br />
Cell Death Differ (2009) 16(8):1184-1186 7,548<br />
181 MACCARRONE M, DE CHIARA V, GASPERI V, VISCOMI MT, ROSSI S,<br />
ODDI S, MOLINARI M, MUSELLA A, FINAZZI-AGRÒ A, CENTONZE D<br />
238 2009
Produzione scientifica<br />
Lipid rafts regulate 2-arachidonoylglycerol metabolism and<br />
physiological activity in the striatum<br />
J Neurochem (2009) 109(2):371-381 4,500<br />
182 MAFFEI V, MACALUSO E, INDOVINA I, ORBAN G, LACQUANITI F<br />
Processing of targets in smooth or apparent motion along the<br />
vertical in the human brain: an fMRI study<br />
J Neurophysiol (2009) Nov 4 [Epub ahead of print] 3,648<br />
183 MAHUL-MELLIER AL, STRAPPAZZON F, CHATELLARD-CAUSSE C,<br />
BLOT B, BÉAL D, TORCH S, HEMMING F, PETIOT A, VERNA JM,<br />
FRABOULET S, SADOUL R<br />
Alix and ALG-2 make a link between endosomes and neuronal<br />
death<br />
Biochem Soc Trans (2009) 37(Pt 1):200-203 2,979<br />
184 MANCA-DI-VILLAHERMOSA S, TACCONE-GALLUCCI M, MACCARRONE M<br />
Treatment with statins may be considered in ESRD patients<br />
for primary prevention of cardiovascular disease<br />
Kidney Int (2009) 75(12):1354-1355; author reply 1355 6,418<br />
185 MANCINI F, DI CONZA G, PELLEGRINO M, RINALDO C, PRODOSMO A,<br />
GIGLIO S, D’AGNANO I, FLORENZANO F, FELICIONI L, BUTTITTA F,<br />
MARCHETTI A, SACCHI A, PONTECORVI A, SODDU S, MORETTI F<br />
MDM4 (MDMX) localizes at the mitochondria and facilitates<br />
the p53-mediated intrinsic-apoptotic pathway<br />
EMBO J (2009) 28(13):1926-1939 8,295<br />
186 MANCINI F, MORETTI F<br />
Mitochondrial MDM4 (MDMX): An unpredicted role in the<br />
p53-mediated intrinsic apoptotic pathway<br />
Cell Cycle (2009) 8(23):3854-3859 4,120<br />
187 MANDOLESI G, AUTUORI E, CESA R, PREMOSELLI F, CESARE P,<br />
STRATA P<br />
GluRd2 expression in the mature cerebellum of hotfoot<br />
mice promotes parallel fiber synaptogenesis and axonal<br />
competition<br />
PLoS ONE (2009) 4(4):e5243 0,000<br />
188 MANDOLESI G, VANNI V, CESA R, GRASSELLI G, PUGLISI F,<br />
CESARE P, STRATA P<br />
Distribution of the SNAP25 and SNAP23 synaptosomal-associated<br />
protein isoforms in rat cerebellar cortex<br />
Neuroscience (2009) 164(3):1084-1096 3,556<br />
189 MANDOLESI L, ADDONA F, FOTI F, MENGHINI D, PETROSINI L,<br />
VICARI S<br />
Spatial competences in Williams syndrome: a radial arm maze<br />
study<br />
Int J Dev Neurosci (2009) 27(3):205-213 1,869<br />
2009 239
Sezione II<br />
190 MANDOLESI L, FOTI F, CUTULI D, LARICCHIUTA D, GELFO F,<br />
DE BARTOLO P, PETROSINI L<br />
Features of sequential learning in hemicerebellectomized rats<br />
J Neurosci Res (2009) Sep 10 [Epub ahead of print] 3,086<br />
191 MANDOLESI L, PETROSINI L, MENGHINI D, ADDONA F, VICARI S<br />
Children’s radial arm maze performance as a function of age<br />
and sex<br />
Int J Dev Neurosci (2009) 27(8):789-797 1,869<br />
192 MANNI L, ALOE L, FIORE M<br />
Changes in cognition induced by social isolation in the mouse<br />
are restored by electro-acupuncture<br />
Physiol Behav (2009) Sep 3 [Epub ahead of print] 2,806<br />
193 MARANGOLO P, RIZZI C, PERAN P, PIRAS F, SABATINI U<br />
Parallel recovery in a bilingual aphasic: a neurolinguistic and<br />
fMRI study<br />
Neuropsychology (2009) 23(3):405-409 3,201<br />
194 MARTELLA G, PLATANIA P, VITA D, SCIAMANNA G, CUOMO D,<br />
TASSONE A, TSCHERTER A, KITADA T, BONSI P, SHEN J, PISANI A<br />
Enhanced sensitivity to group II mGlu receptor activation at<br />
corticostriatal synapses in mice lacking the familial<br />
parkinsonism-linked genes PINK1 or Parkin<br />
Exp Neurol (2009) 215(2):388-396 3,974<br />
195 MARTELLA G, TASSONE A, SCIAMANNA G, PLATANIA P, CUOMO D,<br />
VISCOMI MT, BONSI P, CACCI E, BIAGIONI S, USIELLO A,<br />
BERNARDI G, SHARMA N, STANDAERT DG, PISANI A<br />
Impairment of bidirectional synaptic plasticity in the striatum<br />
of a mouse model of DYT1 dystonia: role of endogenous<br />
acetylcholine<br />
Brain (2009) 132(Pt 9):2336-2349 9,603<br />
196 MARTELLI M, DI FILIPPO G, SPINELLI D, ZOCCOLOTTI P<br />
Crowding, reading, and developmental dyslexia<br />
J Vis (2009) 9(4):14, 1-18 2,950<br />
197 MARTINO S, DI GIROLAMO I, ORLACCHIO AN, DATTI A, ORLACCHIO AL<br />
MicroRNA implications across neurodevelopment and<br />
neuropathology<br />
J Biomed Biotechnol (2009) Oct 13 [Epub ahead of print] 2,563<br />
198 MARTORANA A, MORI F, ESPOSITO Z, KUSAYANAGI H, MONTELEONE F,<br />
CODECÀ C, SANCESARIO G, BERNARDI G, KOCH G<br />
Dopamine modulates cholinergic cortical excitability in<br />
Alzheimer’s disease patients<br />
Neuropsychopharmacol (2009) 34(10):2323-2328 6,835<br />
199 MASSA R, TESSA A, MARGOLLICCI M, MICHELI V, ROMIGI A, TOZZI G,<br />
TERRACCIANO C, PIEMONTE F, BERNARDI G, SANTORELLI FM<br />
240 2009
Produzione scientifica<br />
Late-onset MNGIE without peripheral neuropathy due to<br />
incomplete loss of thymidine phosphorylase activity<br />
Neuromuscul Disord (2009) 19(12):837-840 2,932<br />
200 MASSA V, SAVERY D, YBOT-GONZALEZ P, FERRARO E, RONGVAUX A,<br />
CECCONI F, FLAVELL R, GREENE NDE, COPP AJ<br />
Apoptosis is not required for mammalian neural tube closure<br />
Proc Natl Acad Sci USA (2009) 106(20):8233-8238 9,380<br />
201 MATTEIS M, BIVONA U, CATANI S, PASQUALETTI P, FORMISANO R,<br />
VERNIERI F, TROISI E, CALTAGIRONE C, SILVESTRINI M<br />
Functional transcranial Doppler assessment of cerebral blood<br />
flow velocities changes during attention tasks<br />
Eur J Neurol (2009) 16(1):81-87 2,732<br />
202 MAYS AN, OSHEROFF N, XIAO Y, WIEMELS JL, FELIX CA, BYL JA,<br />
SARAVANAMUTTU K, PENIKET A, CORSER R, CHANG C, HOYLE C,<br />
PARKER AN, HASAN SK, LO-COCO F, SOLOMON E, GRIMWADE D<br />
Evidence for direct involvement of epirubicin in the formation<br />
of chromosomal translocations in t(15;17) therapy-related<br />
acute promyelocytic leukemia<br />
Blood (2009) Nov 2 [Epub ahead of print] 10,432<br />
203 MENGHINI R, MENINI S, AMORUSO R, FIORENTINO L,<br />
CASAGRANDE V, MARZANO V, TORNEI F, BERTUCCI P, IACOBINI C,<br />
SERINO M, PORZIO O, HRIBAL ML, FOLLI F, KHOKHA R, URBANI A,<br />
LAURO R, PUGLIESE G, FEDERICI M<br />
Tissue inhibitor of metalloproteinase 3 deficiency causes<br />
hepatic steatosis and adipose tissue inflammation in mice<br />
Gastroenterology (2009) 136(2):663-672 12,591<br />
204 MISSORI P, SCOLLATO A, FORMISANO R, CURRÀ A, MINA C,<br />
MARIANETTI M, POLLI FM, PESCHILLO S, PAOLINI S, FRATI A,<br />
MISCUSI M<br />
Restoration of sexual activity in patients with chronic<br />
hydrocephalus after shunt placement<br />
Acta Neurochir (Wien) (2009) 151(10):1241-1244 1,634<br />
205 MOLINARI M, RESTUCCIA D, LEGGIO MG<br />
State estimation, response prediction, and cerebellar sensory<br />
processing for behavioral control<br />
Cerebellum (2009) 8(3):399-402 3,847<br />
206 MOLLINARI C, RICCI-VITIANI L, PIERI M, LUCANTONI C,<br />
RINALDI AM, RACANIELLO M, DE MARIA R, ZONA C, PALLINI R,<br />
MERLO D, GARACI E<br />
Downregulation of thymosin b4 in neural progenitor grafts<br />
promotes spinal cord regeneration<br />
J Cell Sci (2009) 122(Pt 22):4195-4207 6,247<br />
2009 241
Sezione II<br />
207 MOREAU C, DEFEBVRE L, DEVOS D, MARCHETTI F, DESTÉE A,<br />
STEFANI A, PEPPE A<br />
STN versus PPN-DBS for alleviating freezing of gait: toward<br />
a frequency modulation approach?<br />
Mov Disord (2009) 24(14):2164-2166 3,898<br />
208 MORI F, CODECÀ C, KUSAYANAGI H, MONTELEONE F, BOFFA L,<br />
RIMANO A, BERNARDI G, KOCH G, CENTONZE D<br />
Effects of intermittent theta burst stimulation on spasticity in<br />
patients with Multiple Sclerosis<br />
Eur J Neurol (2009) Oct 23 [Epub ahead of print] 2,732<br />
209 MORI F, CODECÀ C, KUSAYANAGI H, MONTELEONE F, BUTTARI F,<br />
FIORE S, BERNARDI G, KOCH G, CENTONZE D<br />
Effects of anodal transcranial direct current stimulation on<br />
chronic neuropathic pain in patients with Multiple Sclerosis<br />
J Pain (2009) Dec 15 [Epub ahead of print] 3,387<br />
210 MORI F, KOCH G, FOTI C, BERNARDI G, CENTONZE D<br />
The use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS)<br />
for the treatment of spasticity<br />
Prog Brain Res (2009) 175:429-439 3,253<br />
211 MOSTACCIUOLO ML, PASTORELLO E, VAZZA G, MIORIN M,<br />
ANGELINI C, TOMELLERI G, GALLUZZI G, TREVISAN CP<br />
Facioscapulohumeral muscular dystrophy: epidemiological<br />
and molecular study in a north-east Italian population sample<br />
Clin Genet (2009) 75(6):550-555 3,206<br />
212 MUSICCO M<br />
Gender differences in the occurrence of Alzheimer’s disease<br />
Funct Neurol (2009) 24(2):89-92 1,133<br />
213 MUSICCO M, PALMER K, SALAMONE G, LUPO F, PERRI R, MOSTI S,<br />
SPALLETTA G, DI IULIO F, PETTENATI C, CRAVELLO L, CALTAGIRONE C<br />
Predictors of progression of cognitive decline in Alzheimer’s<br />
disease: the role of vascular and sociodemographic factors<br />
J Neurol (2009) 256(8):1288-1295 2,536<br />
214 NARDO D, HÖGBERG G, LOOI JCL, LARSSON S, HÄLLSTRÖM T,<br />
PAGANI M<br />
Gray matter density in limbic and paralimbic cortices is<br />
associated with trauma load and EMDR outcome in PTSD<br />
patients<br />
J Psychiatr Res (2009) Nov 24 [Epub ahead of print] 4,679<br />
215 NATALE E, MARZI CA, MACALUSO E<br />
Right temporal-parietal junction engagement during spatial<br />
reorienting does not depend on strategic attention control<br />
Neuropsychologia (2009) Nov 22 [Epub ahead of print] 4,074<br />
242 2009
Produzione scientifica<br />
216 NOCENTINI U, TEDESCHI G, MIGLIACCIO R, DINACCI D, LAVORGNA L,<br />
BONAVITA S, BRESCIAMORRA V, COMANDUCCI G, CONIGLIO G, LIVREA P,<br />
MANNU R, OREFICE G, PACIELLO M, PATTI F, QUATTRONE A, SALEMI G,<br />
SAVETTIERI G, SIMONE IL, VALENTINO P, ZAPPIA M, BONAVITA V,<br />
MUSICCO M, CALTAGIRONE C<br />
An exploration of anger phenomenology in Multiple Sclerosis<br />
Eur J Neurol (2009) 16(12):1312-1317 2,732<br />
217 ODDI S, FEZZA F, PASQUARIELLO N, D’AGOSTINO A, CATANZARO G,<br />
DE SIMONE C, RAPINO C, FINAZZI-AGRÒ A, MACCARRONE M<br />
Molecular identification of albumin and Hsp70 as cytosolic<br />
anandamide-binding proteins<br />
Chem Biol (2009) 16(6):624-632 5,603<br />
218 OLIVERI M, BONNÌ S, TURRIZIANI P, KOCH G, LO GERFO E,<br />
TORRIERO S, VICARIO CM, PETROSINI L, CALTAGIRONE C<br />
Motor and linguistic linking of space and time in the cerebellum<br />
PLoS One (2009) 4(11):e7933 0,000<br />
219 OLIVERI M, KOCH G, CALTAGIRONE C<br />
Spatial-temporal interactions in the human brain<br />
Exp Brain Res (2009) 195(4):489-497 2,195<br />
220 OLIVERI M, KOCH G, SALERNO S, TORRIERO S, LO GERFO E,<br />
CALTAGIRONE C<br />
Representation of time intervals in the right posterior parietal<br />
cortex: implications for a mental time line<br />
Neuroimage (2009) 46(4):1173-1179 5,694<br />
221 OLIVERI M, ZHAOPING L, MANGANO GR, TURRIZIANI P, SMIRNI D,<br />
CIPOLOTTI L<br />
Facilitation of bottom-up feature detection following<br />
rTMS-interference of the right parietal cortex<br />
Neuropsychologia (2009) Dec 16 [Epub ahead of print] 4,074<br />
222 ONDER G, DELLA VEDOVA C, LANDI F<br />
Validated treatments and therapeutics prospectives regarding<br />
pharmacological products for sarcopenia<br />
J Nutr Health Aging (2009) 13(8):746-756 2,321<br />
223 ORFEI MD, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G<br />
The evaluation of anosognosia in stroke patients<br />
Cerebrovasc Dis (2009) 27(3):280-289 3,041<br />
224 OVERDUIN SA, ZAHEER F, BIZZI E, D’AVELLA A<br />
An instrumented glove for small primates<br />
J Neurosci Methods (2009) Dec 21 [Epub ahead of print] 2,092<br />
225 PAOLUCCI S<br />
Escitalopram and problem solving therapy reduce the<br />
incidence of post-stroke depression<br />
EBMH (2009) 12(1):10 0,000<br />
2009 243
Sezione II<br />
226 PAPAGNO C, CAPASSO R, MICELI G<br />
Reversed concreteness effect for nouns in a subject with<br />
semantic dementia<br />
Neuropsychologia (2009) 47(4):1138-1148 4,074<br />
227 PARDINI M, GARACI FG, BONZANO L, ROCCATAGLIATA L,<br />
PALMIERI MG, POMPILI E, CONIGLIONE F, KRUEGER F, LUDOVICI A,<br />
FLORIS R, BENASSI F, EMBERTI GIALLORETI L<br />
White matter reduced streamline coherence in young men<br />
with autism and mental retardation<br />
Eur J Neurol (2009) 16(11):1185-1190 2,732<br />
228 PARNETTI L, BALDUCCI C, PIERGUIDI L, DE CARLO C, PEDUCCI M,<br />
D’AMORE C, PADIGLIONI C, MASTROCOLA S, PERSICHETTI E,<br />
PACIOTTI S, BELLOMO G, TAMBASCO N, ROSSI A, BECCARI T,<br />
CALABRESI P<br />
Cerebrospinal fluid b-glucocerebrosidase activity is reduced<br />
in dementia with Lewy bodies<br />
Neurobiol Dis (2009) 34(3):484-486 4,852<br />
229 PARONETTO MP, MESSINA V, BIANCHI E, BARCHI M, VOGEL G,<br />
MORETTI C, PALOMBI F, STEFANINI M, GEREMIA R, RICHARD S,<br />
SETTE C<br />
Sam68 regulates translation of target mRNAs in male germ<br />
cells, necessary for mouse spermatogenesis<br />
J Cell Biol (2009)185(2):235-249 9,120<br />
230 PARONETTO MP, SETTE C<br />
Role of RNA-binding proteins in mammalian spermatogenesis<br />
Int J Androl (2009) Mar 5 [Epub ahead of print] 4,021<br />
231 PASCUCCI T, ANDOLINA D, LA MELA I, CONVERSI D, LATAGLIATA C,<br />
VENTURA R, PUGLISI-ALLEGRA S, CABIB S<br />
5-Hydroxytryptophan rescues serotonin response to stress in<br />
prefrontal cortex of hyperphenylalaninaemic mice<br />
Int J Neuropsychopharmacol (2009) 12(8):1067-1079 4,378<br />
232 PASQUALI L, LONGONE P, ISIDORO C, RUGGIERI S, PAPARELLI A,<br />
FORNAI F<br />
Autophagy, lithium, and Amyotrophic Lateral Sclerosis<br />
Muscle Nerve (2009) 40(2):173-194 2,594<br />
233 PASQUARIELLO N, CATANZARO G, MARZANO V, AMADIO D,<br />
BARCAROLI D, ODDI S, FEDERICI G, URBANI A, FINAZZI AGRÒ A,<br />
MACCARRONE M<br />
Characterization of the endocannabinoid system in human<br />
neuronal cells, and proteomic analysis of anandamide-induced<br />
apoptosis<br />
J Biol Chem (2009) 284(43):29413-29426 5,520<br />
244 2009
Produzione scientifica<br />
234 PATTI F, AMATO MP, TROJANO M, BASTIANELLO S, TOLA MR,<br />
GORETTI B, CANIATTI L, DI MONTE E, FERRAZZA P,<br />
BRESCIA MORRA V, LO FERMO S, PICCONI O, LUCCICHENTI G,<br />
for the COGIMUS study group<br />
Cognitive impairment and its relation with disease measures<br />
in mildly disabled patients with relapsing-remitting Multiple<br />
Sclerosis : baseline results from the Cognitive Impairment<br />
in Multiple Sclerosis (COGIMUS) study<br />
Mult Scler (2009) 15(7):779-788 3,312<br />
235 PAVONE EF, MARZI CA, GIRELLI M<br />
Does subliminal visual perception have an error-monitoring<br />
system?<br />
Eur J Neurosci (2009) 30(7):1424-1431 3,385<br />
236 PECA S, CARNÌ M, DI BONAVENTURA C, APRILE T, HAGBERG GE,<br />
GIALLONARDO AT, MANFREDI M, MANGIA S, GARREFFA G,<br />
MARAVIGLIA B, GIOVE F<br />
Metabolic correlatives of brain activity in a FOS epilepsy<br />
patient<br />
NMR Biomed (2009) Oct 16 [Epub ahead of print] 4,329<br />
237 PÉRAN P, CARDEBAT D, CHERUBINI A, PIRAS F, LUCCICHENTI G,<br />
PEPPE A, CALTAGIRONE C, RASCOL O, DÉMONET JF, SABATINI U<br />
Object naming and action-verb generation in Parkinson’s<br />
disease: a fMRI study<br />
Cortex (2009) 45(8):960-971 2,749<br />
238 PÉRAN P, CHERUBINI A, LUCCICHENTI G, HAGBERG G, DÉMONET J-F,<br />
RASCOL O, CELSIS P, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G, SABATINI U<br />
Volume and iron content in basal ganglia and thalamus<br />
Hum Brain Mapp (2009) 30(8):2667-2675 5,395<br />
239 PERRI R, CARLESIMO GA, SERRA L, CALTAGIRONE C and the<br />
early diagnosis group of the Italian interdisciplinary network<br />
on Alzheimer’s disease<br />
When the amnestic mild cognitive impairment disappears:<br />
characterisation of the memory profile<br />
Cogn Behav Neurol (2009) 22(2):109-116 1,882<br />
240 PETROSINI L, DE BARTOLO P, FOTI F, GELFO F, CUTULI D,<br />
LEGGIO MG, MANDOLESI L<br />
On whether the environmental enrichment may provide<br />
cognitive and brain reserves<br />
Brain Res Rev (2009) Jul 23 [Epub ahead of print] 6,236<br />
241 PIPPUCCI T, PANZA E, POMPILII E, DONADIO V, BORRECA A,<br />
BABALINI C, PATRONO C, ZUNTINI R, KAWARAI T, BERNARDI G,<br />
LIGUORI R, ROMEO G, MONTAGNA P, ORLACCHIO A, SERI M<br />
2009 245
Sezione II<br />
Autosomal recessive hereditary spastic paraplegia with thin<br />
corpus callosum: a novel mutation in the SPG11 gene<br />
and further evidence for genetic heterogeneity<br />
Eur J Neurol (2009) 16(1):121-126 2,732<br />
242 PIRAS F, MARANGOLO P<br />
Word and number reading in the brain: evidence from a<br />
voxel-based lesion-symptom mapping study<br />
Neuropsychologia (2009) 47(8-9):1944-1953 4,074<br />
243 PISANI A, SHEN J<br />
Levodopa-induced dyskinesia and striatal signaling pathways<br />
Proc Natl Acad Sci USA (2009) 106(9):2973-2974 9,380<br />
244 PLUCHINO S, GRITTI A, BLEZER E, AMADIO S, BRAMBILLA E,<br />
BORSELLINO G, COSSETTI C, DEL CARRO U, COMI G, ‘T HART B,<br />
VESCOVI A, MARTINO G<br />
Human neural stem cells ameliorate autoimmune<br />
encephalomyelitis in non-human primates<br />
Ann Neurol (2009) 66(3):343-354 9,935<br />
245 PLUCHINO S, ZANOTTI L, BRAMBILLA E, ROVERE-QUERINI P,<br />
CAPOBIANCO A, ALFARO-CERVELLO C, SALANI G, COSSETTI C,<br />
BORSELLINO G, BATTISTINI L, PONZONI M, DOGLIONI C,<br />
GARCIA-VERDUGO JM, COMI G, MANFREDI AA, MARTINO G<br />
Immune regulatory neural stem/precursor cells protect from<br />
central nervous system autoimmunity by restraining dendritic<br />
cell function<br />
PLoS One (2009) 4(6):e5959 0,000<br />
246 PORCARI P, CAPUANI S, D’AMORE E, LECCE M, LA BELLA A,<br />
FASANO F, MIGNECO LM, CAMPANELLA R, MARAVIGLIA B,<br />
PASTORE FS<br />
In vivo 19 F MR imaging and spectroscopy for the BNCT<br />
optimization<br />
Appl Radiat Isot (2009) 67(7-8 Suppl):S365-368 1,114<br />
247 QUATTROCCHI CC, CHERUBINI A, LUCCICHENTI G, GRASSO MG,<br />
NOCENTINI U, BEOMONTE ZOBEL B, SABATINI U<br />
Infratentorial lesion volume correlates with sensory functional<br />
system in Multiple Sclerosis patients: a 3.0-Tesla MRI study<br />
Radiol Med (2009) Dec 16 [Epub ahead of print] 0,955<br />
248 QUINN TJ, PAOLUCCI S, SIVENIUS J, WALKER MF, TONI D, LEES KR<br />
for the European Stroke Organisation (ESO) Executive<br />
Committee and the ESO Writing Committee<br />
Evidence-based stroke rehabilitation: an expanded guidance<br />
document from the european stroke organisation (ESO)<br />
guidelines for management of ischaemic stroke and transient<br />
ischaemic attack 2008<br />
J Rehabil Med (2009) 41(2):99-111 1,983<br />
246 2009
Produzione scientifica<br />
249 REFENES N, BOLBRINKER J, TAGARIS G, ORLACCHIO AN,<br />
DRAKOULIS N, KREUTZ R<br />
Role of the H1 haplotype of microtubule-associated protein<br />
tau (MAPT) gene in Greek patients with Parkinson’s disease<br />
BMC Neurol (2009) 9(1):26 [Epub ahead of print] 2,784<br />
250 RESTIVO L, VETERE G, BONTEMPI B, AMMASSARI-TEULE M<br />
The formation of recent and remote memory is associated<br />
with time-dependent formation of dendritic spines in the<br />
hippocampus and anterior cingulate cortex<br />
J Neurosci (2009) 29(25):8206-8214 7,452<br />
251 RIBOLSI M, KOCH G, MAGNI V, DI LORENZO G, RUBINO IA,<br />
SIRACUSANO A, CENTONZE D<br />
Abnormal brain lateralization and connectivity in<br />
schizophrenia<br />
Rev Neurosci (2009) 20(1):61-70 3,188<br />
252 ROMIGI A, BARI M, PLACIDI F, MARCIANI MG, MALAPONTI M,<br />
TORELLI F, IZZI F, PROSPERETTI C, ZANNINO S, CORTE F,<br />
CHIARAMONTE C, MACCARRONE M<br />
Cerebrospinal fluid levels of the endocannabinoid anandamide<br />
are reduced in patients with untreated newly diagnosed<br />
temporal lobe epilepsy<br />
Epilepsia (2009) Oct 8 [Epub ahead of print] 3,733<br />
253 ROMIGI A, IZZI F, MARCIANI MG, TORELLI F, ZANNINO S, PISANI LR,<br />
UASONE E, CORTE F, PLACIDI F<br />
Pregabalin as add-on therapy induces REM sleep enhancement<br />
in partial epilepsy: a polysomnographic study<br />
Eur J Neurol (2009) 16(1):70-75 2,732<br />
254 ROSSI M, PIOVESAN P, GHIRARDI O, MASTROIANNI D, BOMBARDI V,<br />
BATTISTINI L, CENCIONI MT, CAPOBIANCO D, BORSINI F, COLOMBO M,<br />
VERDOLIVA A<br />
Immunogenic, antigenic, fibrillogenic and inflammatory<br />
properties of new simplified b-amyloid peptides<br />
Mol Immunol (2009) 46(13):2524-2532 3,555<br />
255 ROSSI S, DE CHIARA V, MUSELLA A, COZZOLINO M, BERNARDI G,<br />
MACCARRONE M, MERCURI NB, CARRÌ MT, CENTONZE D<br />
Abnormal sensitivity of cannabinoid CB1 receptors<br />
in the striatum of mice with experimental Amyotrophic<br />
Lateral Sclerosis<br />
Amyotroph Lateral Scler (2009) May 19:1-8 [Epub ahead of print] 1,815<br />
256 ROSSI S, DE CHIARA V, MUSELLA A, MATALUNI G, SACCHETTI L,<br />
BERNARDI G, USIELLO A, CENTONZE D<br />
Adaptations of striatal endocannabinoid system during stress<br />
Mol Neurobiol (2009) 39(3):178-184 3,025<br />
2009 247
Sezione II<br />
257 ROSSI S, FURLAN R, DE CHIARA V, MUSELLA A, LO GIUDICE T,<br />
MATALUNI G, CAVASINNI F, CANTARELLA C, BERNARDI G, MUZIO L,<br />
MARTORANA A, MARTINO G, CENTONZE D<br />
Exercise attenuates the clinical, synaptic and dendritic<br />
abnormalities of experimental autoimmune encephalomyelitis<br />
Neurobiol Dis (2009) 36(1):51-59 4,852<br />
258 ROSSI S, MATALUNI G, CODECÀ C, FIORE S, BUTTARI F, MUSELLA A,<br />
CASTELLI M, BERNARDI G, CENTONZE D<br />
Effects of levetiracetam on chronic pain in Multiple Sclerosis:<br />
results of a pilot, randomized, placebo-controlled study<br />
Eur J Neurol (2009) 16(3):360-366 2,732<br />
259 RÖTZSCHKE O, BORSELLINO G, BATTISTINI L, FALK K,<br />
KLEINEWIETFELD M<br />
In vivo-activated CD103 + Foxp3 + Tregs: of men and mice<br />
Blood (2009) 113(9):2119-2120 10,432<br />
260 SABATINI E, DELLA PENNA S, FRANCIOTTI R, FERRETTI A, ZOCCOLOTTI P,<br />
ROSSINI PM, ROMANI GL, GAINOTTI G<br />
Brain structures activated by overt and covert emotional visual<br />
stimuli<br />
Brain Res Bull (2009) 79(5):258-264 2,281<br />
261 SACCHETTI B, SCELFO B, STRATA P<br />
Cerebellum and emotional behavior<br />
Neuroscience (2009) 162(3):756-762 3,556<br />
262 SACCO F, TINTI M, PALMA A, FERRARI E, NARDOZZA AP, HOOFT VAN<br />
HUIJSDUIJNEN R, TAKAHASHI T, CASTAGNOLI L, CESARENI G<br />
Tumor suppressor density-enhanced phosphatase-1 (DEP-1)<br />
inhibits the RAS pathway by direct dephosphorylation of<br />
ERK1/2 kinases<br />
J Biol Chem (2009) Jun 3 [Epub ahead of print] 5,520<br />
263 SALAMONE G, DI LORENZO C, MOSTI S, LUPO F, CRAVELLO L,<br />
PALMER K, MUSICCO M, CALTAGIRONE C<br />
Color discrimination performance in patients with Alzheimer’s<br />
disease<br />
Dement Geriatr Cogn Disord (2009) 27(6):501-507 3,142<br />
264 SALAZAR M, CARRACEDO A, SALANUEVA IJ, HERNÁNDEZ-TIEDRA S,<br />
LORENTE M, EGIA A, VÁZQUEZ P, BLÁZQUEZ C, TORRES S, GARCÍA S,<br />
NOWAK J, FIMIA GM, PIACENTINI M, CECCONI F, PANDOLFI PP,<br />
GONZÁLEZ-FERIA L, IOVANNA JL, GUZMÁN M, BOYA P, VELASCO G<br />
Cannabinoid action induces autophagy-mediated cell death<br />
through stimulation of ER stress in human glioma cells<br />
J Clin Invest (2009) 119(5):1359-1372 16,559<br />
265 SALWINSKI L, LICATA L, WINTER A, THORNEYCROFT D, KHADAKE J,<br />
CEOL A, ARYAMONTRI AC, OUGHTRED R, LIVSTONE M, BOUCHER L,<br />
248 2009
Produzione scientifica<br />
BOTSTEIN D, DOLINSKI K, BERARDINI T, HUALA E, TYERS M,<br />
EISENBERG D, CESARENI G, HERMJAKOB H<br />
Recurated protein interaction datasets<br />
Nat Methods (2009) 6(12):860-861 13,651<br />
266 SANCESARIO GM, ESPOSITO Z, NUCCETELLI M, BERNARDINI S,<br />
SORGE R, MARTORANA A, FEDERICI G, BERNARDI G, SANCESARIO G<br />
Ab1-42 detection in CSF of Alzheimer’s disease is influenced by<br />
temperature: indication of reversible Ab1-42 aggregation?<br />
Exp Neurol (2009) Aug 5 [Epub ahead of print] 3,974<br />
267 SANTANGELO V, OLIVETTI BELARDINELLI M, SPENCE C, MACALUSO E<br />
Interactions between voluntary and stimulus-driven spatial attention<br />
mechanisms across sensory modalities<br />
J Cogn Neurosci (2009) 21(12):2384-2397 4,867<br />
268 SANZ M, BURNETT A, LO-COCO F, LÖWENBERG B<br />
FLT3 inhibition as a targeted therapy for acute myeloid leukemia<br />
Curr Opin Oncol (2009) 21(6):594-600 4,116<br />
269 SCIAMANNA G, BONSI P, TASSONE A, CUOMO D, TSCHERTER A,<br />
VISCOMI MT, MARTELLA G, SHARMA N, BERNARDI G,<br />
STANDAERT DG, PISANI A<br />
Impaired striatal D2 receptor function leads to enhanced<br />
GABA transmission in a mouse model of DYT1 dystonia<br />
Neurobiol Dis (2009) 34(1):133-145 4,852<br />
270 SCUTERI A, SPALLETTA G, CANGELOSI M, GIANNI W, ASSISI A,<br />
BRANCATI AM, MODESTINO A, CALTAGIRONE C, VOLPE M<br />
Decreased nocturnal systolic blood pressure fall in older<br />
subjects with depression<br />
Aging Clin Exp Res (2009) 21(4-5):292-297 1,397<br />
271 SELIONOV VA, IVANENKO YP, SOLOPOVA IA, GURFINKEL VS<br />
Tonic central and sensory stimuli facilitate involuntary<br />
air-stepping in humans<br />
J Neurophysiol (2009) 101(6):2847-2858 3,648<br />
272 SERRA L, CERCIGNANI M, LENZI D, PERRI R, FADDA L,<br />
CALTAGIRONE C, MACALUSO E, BOZZALI M<br />
Grey and white matter changes at different stages of<br />
Alzheimer’s disease<br />
J Alzheimers Dis (2009) Sep 11 [Epub ahead of print] 5,101<br />
273 SERRA L, FADDA L, PERRI R, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA<br />
The closing-in phenomenon in the drawing performance<br />
of Alzheimer’s disease patients: a compensation account<br />
Cortex (2009) Sep 6 [Epub ahead of print] 2,749<br />
274 SETTE C, MESSINA V, PARONETTO MP<br />
Sam68: a new STAR in the male fertility firmament<br />
J Androl (2009) Oct 29 [Epub ahead of print] 2,396<br />
2009 249
Sezione II<br />
275 SEVERINI C, LA CORTE G, IMPROTA G, BROCCARDO M, AGOSTINI S,<br />
PETRELLA C, SIBILIA V, PAGANI F, GUIDOBONO F, BULGARELLI I,<br />
FERRI GL, BRANCIA C, RINALDI AM, LEVI A, POSSENTI R<br />
In vitro and in vivo pharmacological role of TLQP-21,<br />
a VGF-derived peptide, in the regulation of rat gastric motor<br />
functions<br />
Br J Pharmacol (2009) 157(6):984-993 4,902<br />
276 SFORZA A, BUFALARI I, HAGGARD P, AGLIOTI SM<br />
My face in yours: Visuo-tactile facial stimulation influences<br />
sense of identity<br />
Soc Neurosci (2009) Oct 7:1-15 [Epub ahead of print] 4,352<br />
277 SINATRA R, DE VICO FALLANI F, ASTOLFI L, BABILONI F, CINCOTTI F,<br />
MATTIA D, LATORA V<br />
Cluster structure of functional networks estimated from<br />
high-resolution EGG data<br />
Int J Bifurcat Chaos (2009) 19(2): 665-676 0,870<br />
278 SMANIA N, AGLIOTI SM, COSENTINO A, CAMIN M, GANDOLFI M,<br />
TINAZZI M, FIASCHI A, FACCIOLI S<br />
A modified contraint-induced movement therapy (CIT)<br />
program improves paretic arm use and function in children<br />
with cerebral palsy<br />
Eur J Phys Rehabil Med (2009) 45(4):493-500 0,000<br />
279 SMANIA N, GAMBARIN M, TINAZZI M, PICELLI A, FIASCHI A,<br />
MORETTO G, BOVI P, PAOLUCCI S<br />
Are indexes of arm recovery related to daily life autonomy<br />
in patients with stroke?<br />
Eur J Phys Rehabil Med (2009) 45(3):349-354 0,000<br />
280 SOLORZANO C, ZHU C, BATTISTA N, ASTARITA G, LODOLA A, RIVARA S,<br />
MOR M, RUSSO R, MACCARRONE M, ANTONIETTI F, DURANTI A,<br />
TONTINI A, CUZZOCREA S, TARZIA G, PIOMELLI D<br />
Selective N-acylethanolamine-hydrolyzing acid amidase<br />
inhibition reveals a key role for endogenous<br />
palmitoylethanolamide in inflammation<br />
Proc Natl Acad Sci USA (2009) Nov 19 [Epub ahead of print] 9,380<br />
281 SPADONI O, CRESTINI A, PISCOPO P, MALVEZZI-CAMPEGGI L,<br />
CARUNCHIO I, PIERI M, ZONA C, CONFALONI A<br />
Gene expression profiles of APP and BACE1 in Tg SOD1G93A<br />
cortical cells<br />
Cell Mol Neurobiol (2009) 29(5):635-641 2,550<br />
282 SPANÒ B, CERCIGNANI M, BASILE B, ROMANO S, MANNU R,<br />
CENTONZE D, CALTAGIRONE C, BRAMANTI P, NOCENTINI U,<br />
BOZZALI M<br />
Multiparametric MR investigation of the motor pyramidal<br />
250 2009
Produzione scientifica<br />
system in patients with ‘truly benign’ Multiple Sclerosis<br />
Mult Scler Dec 9 [Epub ahead of print] 3,312<br />
283 SPERLI F, PLACIDI F, IZZI F, MARCIANI MG, FLORIS R, LUDOVICI A,<br />
CERVELLINO A, TORELLI F, ROMIGI A<br />
ICTAL aphasia as manifestation of partial status epilepticus<br />
in a long-lasting misdiagnosed symptomatic epilepsy:<br />
an emblematic case<br />
Int J Neurosci (2009) 119(4):531-537 0,884<br />
284 SPOLETINI I, CALTAGIRONE C, CECI M, GIANNI W, SPALLETTA G<br />
Management of pain in cancer patients with depression<br />
and cognitive deterioration<br />
Surg Oncol (2009) Dec 5 [Epub ahead of print] 1,083<br />
285 SPOLETINI I, CHERUBINI A, BANFI G, RUBINO IA, PERAN P,<br />
CALTAGIRONE C, SPALLETTA G<br />
Hippocampi, thalami and accumbens microstructural<br />
damage in schizophrenia: a volumetry, diffusivity and<br />
neuropsychological study<br />
Schizophr Bull (2009) Jun 19 [Epub ahead of print] 6,592<br />
286 STEFANI A, CERAVOLO R, BRUSA L, PIERANTOZZI M, COSTA A,<br />
GALATI S, PLACIDI F, ROMIGI A, IANI C, MARZETTI F, PEPPE A<br />
Non-motor functions in parkinsonian patients implanted<br />
in the pedunculopontine nucleus: Focus on sleep and<br />
cognitive domains<br />
J Neurol Sci (2009) Sep 16 [Epub ahead of print] 2,359<br />
287 STEFANI A, SANCESARIO G, PIERANTOZZI M, LEONE G, GALATI S,<br />
HAINSWORTH AH, DIOMEDI M<br />
CSF biomarkers, impairment of cerebral hemodynamics and<br />
degree of cognitive decline in Alzheimer’s and mixed dementia<br />
J Neurol Sci (2009) 283(1-2):109-115 2,359<br />
288 STRATA P<br />
David Marr’s theory of cerebellar learning: 40 years later<br />
J Physiol (London) (2009) 587(Pt 23):5519-5520 4,605<br />
289 STRATA P, THACH WT, OTTERSEN OP<br />
New insights in cerebellar function<br />
Neuroscience (2009) 162(3):545-548 3,556<br />
290 TAFT RJ, GLAZOV EA, CLOONAN N, SIMONS C, STEPHEN S,<br />
FAULKNER GJ, LASSMANN T, FORREST AR, GRIMMOND SM,<br />
SCHRODER K, IRVINE K, ARAKAWA T, NAKAMURA M, KUBOSAKI A,<br />
HAYASHIDA K, KAWAZU C, MURATA M, NISHIYORI H, FUKUDA S,<br />
KAWAI J, DAUB CO, HUME DA, SUZUKI H, ORLANDO V, CARNINCI P,<br />
HAYASHIZAKI Y, MATTICK JS<br />
Tiny RNAs associated with transcription start sites in animals<br />
Nat Genet (2009) 41(5):572-578 30,259<br />
2009 251
Sezione II<br />
291 TANTUCCI M, MARIUCCI G, TAHA E, SPACCATINI C, TOZZI A,<br />
LUCHETTI E, CALABRESI P, AMBROSINI MV<br />
Induction of heat shock protein 70 reduces the alteration of<br />
striatal electrical activity caused by mitochondrial impairment<br />
Neuroscience (2009) 163(3):735-740 3,556<br />
292 TONG Y, PISANI A, MARTELLA G, KAROUANI M, YAMAGUCHI H,<br />
POTHOS EN, SHEN J<br />
R1441C mutation in LRRK2 impairs dopaminergic<br />
neurotransmission in mice<br />
Proc Natl Acad Sci USA (2009) 106(34):14622-14627 9,380<br />
293 TONIKIAN R, XIN X, TORET CP, GFELLER D, LANDGRAF C, PANNI S,<br />
PAOLUZI S, CASTAGNOLI L, CURRELL B, SESHAGIRI S, YU H,<br />
WINSOR B, VIDAL M, GERSTEIN MB, BADER GD, VOLKMER R,<br />
CESARENI G, DRUBIN DG, KIM PM, SIDHU SS, BOONE C<br />
Bayesian modeling of the yeast SH3 domain interactome<br />
predicts spatiotemporal dynamics of endocytosis proteins<br />
PLoS Biol (2009) 7(10):e1000218 12,683<br />
294 TÓTH B, SARANG Z, VEREB G, ZHANG A, TANAKA S, MELINO G,<br />
FÉSÜS L, SZONDY Z<br />
Over-expression of integrin b3 can partially overcome the defect<br />
of integrin b3 signaling in transglutaminase 2 null macrophages<br />
Immunol Lett (2009) 126(1-2):22-28 2,858<br />
295 TRABALLESI M, AVERNA T, DELUSSU AS, BRUNELLI S<br />
Trans-tibial prosthesization in large area of residual limb<br />
wound: is it possible? A case report<br />
Disabil Rehabil Assist Technol (2009) 4(5):373-375 0,000<br />
296 TURRIZIANI P, OLIVERI M, BONNÌ S, KOCH G, SMIRNI D, CIPOLOTTI L<br />
Exploring the relationship between semantics and space<br />
PLoS ONE (2009) 4(4):e5319 0,000<br />
297 VACCA F, GIUSTIZIERI M, CIOTTI MT, MERCURI NB, VOLONTÉ C<br />
Rapid constitutive and ligand-activated endocytic trafficking<br />
of P2X 3<br />
receptor<br />
J Neurochem (2009) 109(4):1031-1041 4,500<br />
298 VECCHIATO G, ASTOLFI L, DE VICO FALLANI F, CINCOTTI F, MATTIA D,<br />
SALINARI S, SORANZO R, BABILONI F<br />
Changes in brain activity during the observation of TV<br />
commercials by using EEG, GSR and HR measurements<br />
Brain Topogr (2009) Dec 22 [Epub ahead of print] 1,179<br />
299 VENTURA N, REA SL, SCHIAVI A, TORGOVNICK A, TESTI R,<br />
JOHNSON TE<br />
p53/CEP-1 increases or decreases lifespan, depending on level<br />
of mitochondrial bioenergetic stress<br />
Aging Cell (2009) 8(4):380-393 7,791<br />
252 2009
Produzione scientifica<br />
300 VERGNI D, CASTIGLIONE F, BRIANI M, MIDDEI S, ALBERDI E,<br />
REYMANN KG, NATALINI R, VOLONTÉ C, MATUTE C, CAVALIERE F<br />
A model of ischemia-induced neuroblast activation in the<br />
adult subventricular zone<br />
PLoS ONE (2009) 4(4):e5278 0,000<br />
301 VILLAR A, FEDERICI A, TINI N, BARRUÉ C, CORTÉS U,<br />
ANNICCHIARICO R, CALTAGIRONE C<br />
Assistive technology for intermediate care<br />
Recenti Prog Med (2009) 100(7-8):343-347 0,000<br />
302 VIOLA P, VIOLA M<br />
Virgin olive oil as a fundamental nutritional component and<br />
skin protector<br />
Clin Dermatol (2009) 27(2):159-165 2,377<br />
303 VISCOMI MT, FLORENZANO F, LATINI L, MOLINARI M<br />
Remote cell death in the cerebellar system<br />
Cerebellum (2009) Sep;8(3):184-191 3,847<br />
304 VISCOMI MT, ODDI S, LATINI L, PASQUARIELLO N, FLORENZANO F,<br />
BERNARDI G, MOLINARI M, MACCARRONE M<br />
Selective CB2 receptor agonism protects central neurons<br />
from remote axotomy-induced apoptosis through the<br />
PI3K/Akt pathway<br />
J Neurosci (2009) 29(14):4564-4570 7,452<br />
305 VOLPE E, TOUZOT M, SERVANT N, MARLOIE-PROVOST M-A, HUPÉ P,<br />
BARILLOT E, SOUMELIS V<br />
Multiparametric analysis of cytokine-driven human Th17<br />
differentiation reveals a differential regulation of IL-17<br />
and IL-22 production<br />
Blood (2009) 114(17):3610-3614 10,432<br />
306 WHEELER-KINGSHOTT CAM, CERCIGNANI M<br />
About “ axial ” and “ radial ” diffusivities<br />
Magn Reson Med (2009) 61(5):1255-1260 3,449<br />
307 WITTE H, UNGUREANU M, LIGGES C, HEMMELMANN D,<br />
WÜSTENBERG T, REICHENBACH J, ASTOLFI L, BABILONI F,<br />
LEISTRITZ L<br />
Signal informatics as an advanced integrative concept in the<br />
framework of medical informatics. New trends demonstrated<br />
by examples derived from neuroscience<br />
Methods Inf Med (2009) 48(1):18-28 1,057<br />
308 YOGARAJAH M, FOCKE NK, BONELLI S, CERCIGNANI M, ACHESON J,<br />
PARKER GJM, ALEXANDER DC, MCEVOY AW, SYMMS MR, KOEPP MJ,<br />
DUNCAN JS<br />
Defining Meyer’s loop-temporal lobe resections, visual field<br />
deficits and diffusion tensor tractography<br />
Brain (2009) 132(Pt 6):1656-1668 9,603<br />
2009 253
Sezione II<br />
309 ZAGO M, IOSA M, MAFFEI V, LACQUANITI F<br />
Extrapolation of vertical target motion through a brief visual<br />
occlusion<br />
Exp Brain Res (2009) Oct 31 [Epub ahead of print] 2,195<br />
310 ZAGO M, MCINTYRE J, SENOT P, LACQUANITI F<br />
Visuo-motor coordination and internal models for object<br />
interception<br />
Exp Brain Res (2009) 192(4):571-604 2,195<br />
311 ZANINI S, MOSCHELLA V, STEFANI A, PEPPE A, PIERANTOZZI M,<br />
GALATI S, COSTA A, MAZZONE P, STANZIONE P<br />
Grammar improvement following deep brain stimulation<br />
of the subthalamic and the pedunculopontine nuclei in<br />
advanced Parkinson’s disease: a pilot study<br />
Parkinsonism Relat Disord (2009) 15(8):606-609 1,907<br />
312 ZANNINO GD, BUCCIONE I, PERRI R, MACALUSO E, LO GERFO E,<br />
CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA<br />
Visual and semantic processing of living things and artifacts:<br />
an fMRI study<br />
J Cogn Neurosci (2009) Mar 20 [Epub ahead of print] 4,867<br />
313 ZIMMER U, MACALUSO E<br />
Interaural temporal and coherence cues jointly contribute to<br />
successful sound movement perception and activation of<br />
parietal cortex<br />
Neuroimage (2009) 46(4):1200-1208 5,694<br />
314 ZONA C, PIERI M, CARUNCHIO I, CURCIO L, KLITGAARD H,<br />
MARGINEANU DG<br />
Brivaracetam (ucb 34714) inhibits Na + current in rat cortical<br />
neurons in culture<br />
Epilepsy Res (2009) Nov 12 [Epub ahead of print] 2,405<br />
315 ZWANZGER P, ESER D, ROMEO E, DI MICHELE F, BAGHAI TC,<br />
PASINI A, PADBERG F, RUPPRECHT R<br />
Changes in CCK-4 induced panic after treatment with the<br />
GABA-reuptake inhibitor tiagabine are associated with an<br />
increase in 3a,5a-tetrahydrodeoxycorticosterone<br />
concentrations<br />
Psychoneuroendocrinology (2009) 34(10):1586-1589 3,788<br />
Totale IF 1389,132<br />
254 2009
Produzione scientifica<br />
ALTRE PUBBLICAZIONI<br />
1BLINOWSKA K, MÜLLER-PUTZ G, KAISER V, ASTOLFI L, VANDERPERREN K,<br />
VAN HUFFEL S, LEMIEUX L<br />
Multimodal imaging of human brain activity: rational, biophysical aspects<br />
and modes of integration<br />
Computational Intelligence and Neuroscience (2009); Epub Jun 15: 813607<br />
2CALTAGIRONE C, COSTA A<br />
Deficit cognitivo e demenza: non solo malattia di Alzheimer<br />
ADnet (2009); 3: 4-5<br />
3COSTA A, CALTAGIRONE C<br />
Oltre il deficit motorio: la “ questione cognitiva ” nella malattia di<br />
Parkinson<br />
La Neurologia (2009); 4: 18-24<br />
4FORMISANO R<br />
Gravi cerebrolesioni acquisite<br />
Il Fisioterapista (2009); 2: 59-61<br />
5PALERMO L, PICCARDI L, NORI R, GIUSBERTI F, GUARIGLIA C<br />
Pure imagery neglect for places and objects<br />
Cogn Process (2009) Sep (2009); 10 (Suppl 2): S266-S267<br />
6PIZZAMIGLIO MR, ZOTTI A, PICCARDI L, NANNI MV, MORELLI D<br />
Identificazione di una batteria di test per la valutazione dei disturbi<br />
cognitivi nella sindrome di Rett<br />
Psicologia Clinica della Sviluppo (2009); XIII(2): 327-354<br />
7ROMANO S, CALTAGIRONE C, NOCENTINI U<br />
I deficit cognitivi nella sclerosi multipla<br />
AD Net (2009); 2: 20-33<br />
8RUGGERI M, GUARIGLIA C, SABATINI U<br />
Amnesia after right frontal subcortical lesion, following removal of a<br />
colloid cyst of the septum pellucidum and third ventricle<br />
Minerva Psichiatrica (2009); 50 (1): 93-97<br />
9SALVIA A, DI DOMENICA F, ROSSINI A, CASERTA A<br />
Per un rugby di alto livello<br />
Sport & Medicina (2009); 5: 18-23<br />
10 SPIRU L, GHITA C, TURCU I, STEFAN L, IOANCIO I, NUTA C, BLACIOTTI M,<br />
MARTIN M, CORTES U, ANNICCHIARICO R<br />
Legal concerns regarding ami assisted living in the elderly, worlwide and<br />
in Romania<br />
Lecture Notes in Computer Scienc (2009); 5517(1): 1083-1089<br />
11 SPIRU L, GHITA C, TURCU I, STEFAN L, IOANCIO I, NUTA C, BLACIOTTI M,<br />
MARTIN M, CORTES U, ANNICCHIARICO R<br />
2009 255
Sezione II<br />
Normal versus pathological cognitive aging: Variability as a constraint<br />
patients profiling for ami design<br />
Lecture Notes in Computer Science (2009); 5517(1): 1161-1167<br />
12 URDIALES C, PEULA JM, CORTÉS U, BARRUÉ C, FERNÁNDEZ-ESPEJO B,<br />
ANNICCHIARICO R, SANDOVAL F, CALTAGIRONE C<br />
A metrics review for performance evaluation on assisted wheelchair<br />
navigation<br />
Lecture Notes in Computer Science (2009); 5517(1): 1145-1152<br />
13 ZANNINO GD, PERRI R, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA<br />
Le rappresentazioni sematiche di 64 entità concrete animate e inanimate:<br />
dati normativi<br />
Giornale Italiano di Psicologia (2009); 36(2): 445-458<br />
CAPITOLI DI LIBRI IN INGLESE<br />
1SPALLETTA G, CALTAGIRONE C<br />
Depression and other neuropsychiatric complications<br />
Stein J, Harvey RL, Macko RF, Winstein CJ, Zorowitz RD<br />
Stroke, Recovery & Rehabilitation - Demos Medical (2009): 453-467<br />
LIBRI IN ITALIANO<br />
1AIMAR E, SCHINDLER A, VERNERO I<br />
Allenamento della percezione uditiva nei bambini con impianto cocleare<br />
Metologie Riabilitative in Logopedia – Vol. 16 – Springer – (2009)<br />
2BOZZALI M, CALABRESI P, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA, COSTA A, DI FILIPPO M,<br />
FADDA L, MANGANO R, MUSICCO, OLIVERI M, PEPPE A, PERRI R, SERRA L<br />
Malattia di Parkinson e parkinsonismi<br />
La prospettiva delle neuroscienze cognitive – A cura di: Costa A, Caltagirone C<br />
– Springer – (2009)<br />
3CENTORRINO S, SAIEVA MA, SANTUCCI S, CAPOBIANCHI M, ZANNINO GD<br />
Trattamento riabilitativo della componente semantica (TRICS)<br />
Metologie Riabilitative in Logopedia – Vol. 17 – Springer – (2009)<br />
4SALVIA A, SCOGNAMIGLIO U, GARBAGNATI F, PAOLUCCI S, GRASSO MG, GAITA A,<br />
BARBA L, CAIRELLA G, CALCAGNO P, CUCCARO A, MARTINELLI S, ORTU F,<br />
ROSSINI A, SIMONELLI M, VALENZI A, DONELLI G<br />
Cartella clinica nutrizionale: gestione della nutrizione del paziente in<br />
ospedale e prevenzione delle infezioni ad essa correlate<br />
ISTISAN 09/42 – Istituto Superiore di Sanità - (2009)<br />
256 2009
Produzione scientifica<br />
CAPITOLI DI LIBRI IN ITALIANO<br />
1CALTAGIRONE C, CRAVELLO L<br />
Clinical trials in Alzheimer Disease<br />
Nisticò G, Del Signore S, Salmonson T – Clinical trials in brain disease in<br />
Elderly Patients – Exòrma – (2009); 9-14<br />
2FEDERICI A, ANNICCHIARICO R, CALTAGIRONE C<br />
Bellelli G, Trabucchi M (A cura di) – La ricerca in riabilitazione geriatrica<br />
Riabilitare l’Anziano Carocci Faber – (2009); Cap 16: 279-284<br />
COMUNICAZIONI SCIENTIFICHE<br />
a) Pubblicate su riviste presenti nel SCI<br />
1BOZZALI M, CERCIGNANI M, SERRA L, SPANÒ B, PERRI R, GIUBILEI F, MARRA C,<br />
CALTAGIRONE C<br />
White matter damage to the cingulate bundle contributes to Alzheimer’s<br />
disease progression by disconnection mechanism<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S105<br />
2BRUSA L, CARRILLO F, TORRIERO S, OLIVERI M, MIR P, CALTAGIRONE C, IANI C,<br />
STANZIONE P, KOCH G<br />
Cerebellar magnetic stimulation decreases levodopa induced dyskinesias<br />
in Parkinson’s disease<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S77<br />
3CAPUANI S, REBUZZI M, FASANO F, HAGBERG GE, DI MARIO M, MARAVIGLIA B,<br />
VINICOLA V<br />
MR Multi-parametric approach to evaluate osteoporosis at 3T: T2, T2*,<br />
ADC, Gi and 1H-MRS measurements in healthy, osteopenic and<br />
osteoporotic subject<br />
European Congress of Radiology<br />
Vienna March 6-10 (2009) – Eur Radiol (2009); 19(Suppl 1):3514<br />
4CHERUBINI A, PÉRAN P, CALTAGIRONE C, SABATINI U, SPALLETTA G<br />
Aging of subcortical nuclei: microstructural, mineralization and atrophy<br />
modifications measured in vivo using MRI<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S4-S5<br />
5CHERUBINI A, PÈRAN P, DI IULIO F, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G<br />
Individual patient diagnosis of AD via Morphometry and diffusion MR<br />
Imaging<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S107-<br />
S108<br />
2009 257
Sezione II<br />
6COSTA C, PISANI F, IENTILE R, TOZZI A, LUCHETTI E, CALABRESI P<br />
Electrophysiological actions of zonisamide on striatal neurons: selective<br />
neuroprotection in experimental model of basal ganglia disorders<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S101-<br />
S102<br />
7DELUSSU AS, AVERNA T, MORONE G, BRAGONI M, PAOLUCCI S, TRABALLESI M<br />
Energy cost of machine assisted walking in hemiplegic patients:<br />
Preliminary data<br />
X Congress of the Italian Society of Clinical Movement Analysis –<br />
Alghero 30 Sept-03 Oct (2009) - Gait & Posture (2009); 30(Suppl1):S47<br />
8GALATI S, MARZETTI F, STANZIONE P, STEFANI A<br />
Pathogical synchronization of the basal ganglia following the TTXmediated<br />
blockade of the medial forebrain bundle: focus on the Cortico-<br />
STN-GP pathway as critical for acutely occurring akinesia<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S79<br />
9KOCH G, CERCIGNANI M, BOZZALI M<br />
Parietal-motor connections from caudal and anterior intraparietal sulcus<br />
activaded during planning of grasping movements<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S89-S90<br />
10 ORLACCHIO A, BABALINI C, BORRECA A, PATRONO C, MOSCHELLA V, MERCURI<br />
NB, YILMAZ S, MUNHOZ R, ROGAEVA E, ST GEORGE-HYSLOP P, BERNARDI G,<br />
KAWARAI T<br />
Spatacsin mutations in autosomal recessive juvenile ALS<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S54<br />
11 PALMER K<br />
Predicting functional decline in Alzheimer’s disease: the role of<br />
neuropsychiatric symptoms<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) - Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S108<br />
12 PETTENATI C, MUSICCO M<br />
Attainment of treatment goals by people with Alzheimer’s disease: an<br />
innovative approach in measuring treatment effects (goal attainment<br />
saling)<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S107<br />
13 ROMANO S, BONAVITA S, BONAVITA V, BRESCIAMORRA V, CALTAGIRONE C,<br />
CONIGLIO G, DINACCI D, LAVORGNA L, LIVREA P, MANNU R, MIGLIACCIO R,<br />
MUSICCO M, NOCENTINI U, PACIELLO M, PATTI F, QUATTRONE A, SALEMI G,<br />
SAVETTIERI G, SIMONE I, VALENTINO P, ZAPPIA M, TEDESCHI G<br />
258 2009
Produzione scientifica<br />
Patterns of cognitive dysfunction in relapsing remitting, secondary and<br />
primary progressive Multiple Sclerosis: an italian multi-centre study<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S43<br />
14 SPANÒ B, CERCIGNANI M, BASILE B, NOCENTINI U, CENTONZE D, MARINO S,<br />
BRAMANTI P, CALTAGIRONE C, BOZZALI M<br />
Grey matter atrophy in the primary motor cortex correlates with reduced<br />
fractional anisotropy of the cortico-spinal tract and local lesion volume in<br />
relapsing-remmitting Multiple Sclerosis<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) - Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S103-<br />
S104<br />
15 SPANÒ B, CERCIGNANI M, PERRI R, MARRA C, GIUBILEI F, MARINO S, BRAMANTI<br />
P, CALTAGIRONE C, BOZZALI M<br />
Different patterns of regional brain atrophy in dementia with lewy bodies<br />
and Alzheimer’s disease<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S106-<br />
S107<br />
16 SPOLETINI I, CHERUBINI A, PÈRAN P, CALTAGIRONE C, SPALLETTA G<br />
Volumetry, diffusivity, and neuropsychological study<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S87<br />
17 TROPEPI D, BRUSA L, GALATI S, MOSCHELLA V, STANZIONE P, STEFANI A<br />
Pathological gambling as a consequence of dopamine-agonists treatment<br />
as well as deep brain stimulation: a case report<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S48<br />
b) Pubblicate su altre riviste<br />
1ALIOTTA A<br />
Standard per una corretta esecuzione dell’esame ecografico – Addome<br />
superiore<br />
XXIV Giornate Internazionli di Ultrasonologia<br />
Roma 14-18 Novembre (2009) – Journal of Ultrasound(2009); Speciale<br />
2009: 7-11<br />
2CAPUANI S, REBUZZI M, HAGBERG GE, DI MARIO M, MARAVIGLIA B, VINICOLA V<br />
MR Multi-parametric approach to evaluate osteoporosis at 3T: T2, T2*,<br />
ADC, Gi and 1H-MRS measurements in healthy, osteopenic and<br />
osteoporotic subject<br />
ISMRM 17th Scientific Meeting & Exhibition<br />
Honolulu, Hawai 18-24 April (2009) – Proc Intl Soc Mag Reson Med(2009);<br />
17: 845<br />
2009 259
Sezione II<br />
c) Pubblicate su atti congressuali<br />
1BOZZALI M, CERCIGNANI M, SERRA L, PERRI R, CALTAGIRONE C<br />
Il danno microstrutturale del fascicolo cingolato suggerisce la<br />
disconnessione neurale come meccanismo fisiopatologico critico nella<br />
fisiopatologia della malattia di Alzheimer<br />
IV Congresso SINDEM<br />
Firenze 27-28 Marzo (2009) – Atti del Congresso: 85-86<br />
2CRAVELLO L, PALMER K, PERRI R, FADDA L, SALAMONE G, LUPO F, MOSTI S,<br />
SPALLETTA G, DI IULIO F, PETTENATI C, CALTAGIRONE C, MUSICCO M<br />
Predittori di progressione del declino cognitivo nella malattia di<br />
Alzheimer: ruolo di fattori socio demografici e di fattori di rischio<br />
cardiovascolare<br />
IV Congresso SINDEM<br />
Firenze 27-28 Marzo (2009) – Atti del Congresso: 93<br />
3DELUSSU AS, AVERNA T, BRUNELLI S, POLIDORI L, DI GIUSTO C, NTENDARERE<br />
DD, TRABALLESI M<br />
Mini wheelchair basketball players: field test preliminary data<br />
The 17th International Symposium of Adapted Physical Activity<br />
Gävle (Sweden) 23-27 June (2009) – Abstracts Book: 109<br />
4DONELLI G, BALICE MP, GUAGLIANONE E, CIOTOLI L, ROSSINI A, TERZIANI S,<br />
SALVIA A<br />
Monitoring of methicillin-resistant Staphylococcus aureus and other<br />
antibiotic-resistant bacteria in a large Italian hospital for neuromotor<br />
rehabilitation and strategies to prevent nosocomial dissemination<br />
XXXII International Congress of the SOMED<br />
St Petersburg (Russia) October 29-30 (2009) – Atti del Convegno: 28e<br />
5DONELLI G, BALICE MP, GUAGLIANONE E, ROSSINI A, SALVIA A<br />
Antibiotic-resistant biofilm-forming bacteria: spread, detection and<br />
control in a large hospital for neuromotor rehabilitation<br />
CESAR 2009<br />
Zadar (Croazia) 23-26 September (2009) – Programme and Book of<br />
Abstracts: 29<br />
6GUAGLIANONE E, BALICE MP, TERZIANI S, ROSSINI A, SALVIA A, DONELLI D<br />
Microbial biofilms and infected pressure ulcers in patients amitted to the<br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> Foundation Hospital for neuromotor rehabilitation<br />
XXXII International Congress of the SOMED<br />
St Petersburg (Russia) October 29-30 (2009) – Atti del Convegno: 38e<br />
7MUSICCO M<br />
I nuovi criteri diagnostici non sono applicabili né utili per la pratica<br />
clinica<br />
IV Congresso SINDEM<br />
Firenze 27-28 Marzo (2009) – Atti del Congresso: 30-37<br />
260 2009
Produzione scientifica<br />
8SALAMONE G, PALMER K, LUPO F, PERRI R, FADDA L, CRAVELLO L, MUSICCO<br />
M, CALTAGIRONE C<br />
Malattia di Alzheimer: predittori di progressione<br />
IV Congresso SINDEM<br />
Firenze 27-28 Marzo (2009) – Atti del Congresso: 106-107<br />
9SIMONELLI M<br />
La valutazione foniatrica del paziente oncologico cervico facciale dopo<br />
terapia chirurgica<br />
V Congresso GISD<br />
Rimini 17-19 Settembre (2009) – Abstracts Book: 134-135<br />
POSTER<br />
1ANGELUCCI F, BOSSÙ P, CALTAGIRONE C, DE BARTOLO P, GELFO F, FOTI F,<br />
CUTULI D, PETROSINI L<br />
Effect of environmental enrichment on neurotrophins in the rat brain<br />
Possible implications for Alzheimer’s disease<br />
12th Annual Meeting ITINAD<br />
Milano 9 Gennaio (2009) – Abstracts Book: 2<br />
2ANGELUCCI F, SPALLETTA G, DI IULIO F, CIARAMELLA A, SALANI F, COLANTONI L,<br />
VARSI AE, GIANNI W, SANCESARIO G, CALTAGIRONE C, BOSSÙ P<br />
Pazienti affetti dalla malattia di Alzheimer o da decadimento cognitivo<br />
lieve (MCI) sono caretterizzati da elevati livelli sierici della Neurotrofina<br />
Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)<br />
IV Congresso Sindem<br />
Firenze 27-28 Marzo (2009) – Atti del Congresso: 113<br />
3BASSI A, COLIVICCHI F, SANTINI M, SPALLETTA G, CALTAGIRONE C<br />
Emotional unawareness and heart rate variability after acute ischemic<br />
stroke<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp): S386<br />
4BIANCHI M, GRASSI M, ARCHETTI S, CAIMI L, COSTANZI C, FERRARI M, SALERI<br />
C, GREOTTI E, CALTAGIRONE C, DI LUCA M, BORRONI B, PADOVANI A<br />
Haplotypes in brain-derived neurotrophic factor gene confer increased<br />
risk for depression in Alzheimer disease<br />
12th Annual Meeting ITINAD<br />
Milano 9 gennaio (2009) – Abstracts Book: 6<br />
5BIGNI B, ARCHETTI S, ALBERICI A, AGOSTI C, GENNARELLI M, BONVICINI C,<br />
FERRARI M, BELLELI G, SALERI C, GALIMBERTI D, SCARPINI E, DI LORENZO D,<br />
CAIMI L, CALTAGIRONE C, DI LUCA M, BORRONI B, PADOVANI A<br />
Progranulin mutation in frontotemporal lobar degeneration: an Italian<br />
clinical series<br />
12th Annual Meeting ITINAD<br />
Milano 9 gennaio (2009) – Abstracts Book: 7<br />
2009 261
Sezione II<br />
6BORRONI B, GRASSI M, ARCHETTI S, COSTANZI C, ALBERICI A, BIANCHI M,<br />
CAIMI L, CALTAGIRONE C, DI LUCA M, PADOVANI A<br />
Varianti alleliche del gene BDNF come fattore di rischio di depressione<br />
nella malattia di Alzheimer<br />
IV Congresso Sindem<br />
Firenze 27-28 Marzo (2009) – Atti del Congresso: 123<br />
7BOZZALI M, MACPHERSON S, CERCIGNANI M, CRǓM W, SHALLICE T, REES J<br />
White matter integrity assessed by diffusion tensor tractography in a<br />
patient with a large tumour mass but minimal clinical deficits<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S273<br />
8CAMMARATA S, BORGHI R, GILIBERTO L, PARDINI M, POLLERO V, NOVELLO C,<br />
FORNAIO M, VITALI A, BRACCO L, CALTAGIRONE C, BOSSÙ P, FORNARO M,<br />
ODETTI P, TABATON M<br />
I livelli plasmatici di b-Amiloide 42 sono elevati in pazienti con Mild<br />
Cognitive Impairment Amnesico<br />
IV Congresso Sindem<br />
Firenze 27-28 Marzo (2009) – Atti del Congresso: 157<br />
9COSTA A, CARLESIMO GA, CALTAGIRONE C, MAZZONE P, PIERANTOZZI M,<br />
STEFANI A, PEPPE A<br />
Effect of deep brain stimulation of the PPN area on working memory in<br />
subjects with Parkinson’s disease<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S170<br />
10 DI GREGORIO M, MARTINO S, DI GIROLAMO I, DI FILIPPO M, ORLACCHIO A,<br />
CALABRESI P, SARCHIELLI P<br />
Cathepsin expression by peripheral CD34+ cells in Multiple Sclerosis and<br />
clinically isolated syndrome patients: a preliminary study<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S158<br />
11 DI PAOLA M, MOSCATELLI A, BIGLER E, CALTAGIRONE C, CARLESIMO GA<br />
White matter damage in patients with hypoxic amnesia<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S370<br />
12 IANNACCONE E, FRUSCIANTE R, GALLUZZI G, TASCA G, RENNA R, ROSSI M,<br />
TONALI P, RICCI E<br />
Diagnostic value of muscle MRI in three familial cases of<br />
facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD)<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S421<br />
13 PALLADINO I, ANGELUCCI F, DE BARTOLO P, GELFO F, CUTULI D, FOTI F,<br />
CALTAGIRONE C, PETROSINI L, BOSSÙ P<br />
262 2009
IL-18 is differently regulated in specific areas of rat brain during<br />
neuroinflammation; relevance for neurodegenerative disease<br />
12th Annual Meeting ITINAD<br />
Milano 9 gennaio (2009) – Abstracts Book: 51<br />
Produzione scientifica<br />
14 PÉRAN P, CHERUBINI A, ASSOGNA F, RASCOL O, CELSIS P, DÉMONET J, PEPPE A,<br />
CALTAGIRONE C, PONTIERI F, SPALLETTA G, SABATINI U<br />
Volume and iron content in basal ganglia and thalamus of Parkinson’s<br />
disease patients<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S368<br />
15 PICCHETTO L, ORZI F, RASURA M, CAO M, FALCO T, SALANI F, CACCIARI C,<br />
CALTAGIRONE C, SPALLETTA G, BOSSÙ P<br />
Disease outcome and unawareness of emotion severity are associated with<br />
serum IL-18<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S386<br />
16 PIERGUIDI L, BELCASTRO V, MENICHETTI C, CASTRIOTO A, IENTILE R, PISANI F,<br />
ROSSI A, CALABRESI P, TAMBASCO N<br />
Hyperhomocysteinemia recurrence in levadopa treated Parkinson’s<br />
disease patients<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S353<br />
17 SALAMONE G, MOSTI S, LUPO F, PERRI R, FADDA L, CRAVELLO L, PALMER K,<br />
MUSICCO M, CALTAGIRONE C<br />
The rate of progression of Alzheimer disease is influenced by the cognitive<br />
status of the patients<br />
XL Congress of the Italian Neurological Society<br />
Padova 21-25 November (2009) – Neurol Sci (2009) Nov; 30(Supp):S442<br />
18 SALAMONE G, PERRI R, FADDA L, CARLESIMO GA, CALTAGIRONE C<br />
Mild Cognitive Impairment: Associazione tra ansia e funzioni esecutive<br />
12th Annual Meeting ITINAD<br />
Milano 9 gennaio (2009) – Abstracts Book: 56<br />
19 SALVIA A, BALICE M, VIDAL SAMSO J, FIERRO BANZO J, LERMAN Y, SIYONOV B,<br />
LIDJI S, HOCHMAN M, KAZMA M, CARMELI Y<br />
Risk factors for ESBL carriage at admission to rehabilitation centers<br />
49th ICAAC<br />
San Francisco (CA) September 12-15 (2009) – Poster Session: 299<br />
20 SCOGNAMIGLIO U, GARBAGNATI F, DIOLETTA E, BRACCIANO A, MARTINELLI S,<br />
SOAVE R, VALENZI A, SALVIA A<br />
Comparazione del questionario per la valutazione semiquantitativa degli<br />
scarti alimentari con il metodo della pesata precisa in ambito ospedaliero.<br />
Dati preliminari<br />
Riunione Nazionale SINU – Nutrizione: la pietra d’angolo<br />
Firenze 11-12 Dicembre (2009) – Ajtti del Congresso<br />
2009 263
Brevetti
Sezione II<br />
DISPOSITIVO PER MISURARE IL TONO MUSCOLARE<br />
ASSIALE NELLA RIABILITAZIONE DELLA POSTURA<br />
(RM2009A000667- Italia)<br />
Yuri Ivanenko<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Oggetto del presente trovato è un dispositivo attraverso il quale è possibile<br />
misurare il tono muscolare torsionale (assiale) del corpo durante la<br />
postura eretta con la possibilità di caratterizzare la distribuzione del tono e di<br />
misurare l’asimmetria del tono fra le due gambe.<br />
La maggior parte dei disturbi motori si manifesta con delle alterazioni del<br />
tono muscolare. Storicamente, la caratterizzazione clinica del tono è stata un<br />
valido aiuto per definire la diagnosi, però i meccanismi che legano tale deficit<br />
motorio all’alterazione del tono muscolare non sono ancora conosciuti. Il<br />
tono muscolare viene tipicamente definito come la resistenza muscolare, di<br />
un arto, durante un movimento passivo. Tuttavia la misura di tale resistenza<br />
muscolare è abbastanza diretta in quanto i muscoli appendicolari risultano<br />
sempre orientati verso l’asse meccanico dell’arto implicato e le rotazioni articolari<br />
sono sempre proporzionali ai cambi di lunghezza della muscolatura ad<br />
essa associata. Quindi, la maggior parte del nostro sapere viene dagli studi<br />
effettuati sulla misura del tono solamente sugli arti.<br />
Tuttavia, anche i muscoli assiali del tronco, che sono numericamente consistenti<br />
nell’apparato muscolare, hanno un ruolo importante per il tono posturale.<br />
Infatti, essi presentano differenze con quelli degli arti per le loro caratteristiche<br />
morfo-funzionali e per la loro innervazione. Pertanto è importante<br />
sapere come il tono muscolare viene generato e distribuito nei muscoli assiali<br />
e prossimali del tronco, poiché il tono posturale può essere diverso fra i<br />
muscoli prossimali e distali. La muscolatura assiale ha una struttura piuttosto<br />
complessa. Essa comprende, in direzione cefalo-caudale, i muscoli della testa,<br />
del collo, del rachide, del tronco, dell’addome, della pelvi e quelli del cingolo<br />
scapolare. Molti di questi muscoli si estendono per tratti piuttosto lunghi e<br />
presentano inserzioni multiple coinvolgendo più comparti ossei: la colonna<br />
vertebrale, le coste, la pelvi e il cingolo scapolare. I fasci di questi muscoli si<br />
orientano con angoli diversi rispetto all’asse longitudinale (rostro-caudale) del<br />
tronco [Kiefer et al. 1998] e il loro controllo discendente avviene tramite<br />
un’ampia varietà di strutture corticali o sottocorticali [Kuypers 1981; Hounsgard<br />
et al. 1988; Holstege 1998; Hultborn 1999].<br />
Dato che il tronco collega gambe, braccia e testa insieme, l’attività tonica<br />
assiale è fondamentale e deve prendere in considerazione l’azione di tutte le<br />
parti durante il mantenimento della postura o il movimento. Durante un<br />
movimento che interessa una sola parte del corpo, si determina un disequilibrio<br />
di tutte le altre parti non interessate. Per questo motivo, realizzare un<br />
movimento dei segmenti distali, richiede un’accurata abilità per stabilizzare<br />
dei segmenti prossimali [Hasan 2005; Hess 1943]. Il provvedere simultanea-<br />
266 2009
Brevetti<br />
mente stabilità e mobilità per i gesti della vita quotidiana richiede di regolare<br />
costantemente l’attività assiale e prossimale del tono muscolare.<br />
Malgrado l’importanza biomeccanica dei muscoli assiali per la postura ed<br />
il movimento, pochi studi si pongono l’obiettivo di valutare la regolazione e la<br />
distribuzione del tono per tale muscolatura. Pertanto considerando la grande<br />
quantità di funzioni e la complessa innervazione che caratterizza la muscolatura<br />
assiale e quella prossimale, il tono assiale potrebbe avere caratteristiche<br />
uniche.<br />
A tale scopo è stato ideato un nuovo dispositivo di misura capace di valutare<br />
la distribuzione del tono assiale e il suo adattamento durante posizioni<br />
posturali differenti.<br />
I soggetti sani potrebbero, per adeguarsi alle variazioni posturali, modificare<br />
la lunghezza dei muscoli prossimali ed assiali in funzione dei riflessi d’allungamento<br />
e d’accorciamento [Sherrington 1909]. Tali adattamenti potrebbero<br />
dimostrare l’elevata plasticità della muscolatura prossimale ed assiale<br />
(cambi in lunghezza e non in tensione) per il mantenimento della stabilità<br />
della testa, del tronco e della pelvi. È importante quindi comprendere i principi<br />
fondamentali della regolazione del tono posturale e i meccanismi del controllo<br />
posturale.<br />
Il sistema di cui al presente trovato, atto a misurare il tono assiale, risulta<br />
essere particolarmente utile al fine di studiare il controllo motorio nei<br />
pazienti con diverse patologie del tono posturale (Ivanenko et al. 1999; Gurfinkel<br />
et al. 2006; Wright et al. 2007; Franzén et al. 2009).<br />
Oggetto del presente trovato è un dispositivo in grado di quantificare il<br />
tono assiale a diversi livelli (collo, tronco, gambe) in posizione eretta; detto<br />
dispositivo permette di applicare una rotazione lenta per valutare in modo<br />
efficace, gli allungamenti e gli accorciamenti di muscoli obliqui del collo, dei<br />
muscoli addominali e di quelli della colonna vertebrale, senza spostare il centro<br />
di gravità e limitando la variazione della postura in qualsiasi direzione<br />
eccetto che nella torsione.<br />
Il dispositivo di cui al presente trovato è composto da due piattaforme di<br />
forza, una per ogni piede, da una struttura flessibile che permette di fissare la<br />
mobilità della rotazione in diversi punti del corpo e da un sensore di coppia<br />
opportunamente disposto.<br />
Il soggetto viene posizionato con i piedi sulle due piattaforme di forza che<br />
possono ruotare insieme (fig. 1A, E) o separatamente (fig. 1A, B, C, D, E). Per<br />
mezzo del sensore di coppia vengono misurate le coppie torcenti del corpo<br />
intero (fig. 1A), del collo (fig. 1C), del tronco (fig. 1D), del tronco e collo (fig.<br />
1B) e del tronco e delle gambe (fig. 1E) derivanti dalle rotazioni alternate<br />
destra/sinistra ad una velocità inferiore ad 1°/s (inferiore alla soglia di attivazione<br />
del sistema vestibolare).<br />
Il dispositivo di cui al presente trovato verrà ora descritto in forma schematica<br />
con riferimento ai disegni allegati in cui:<br />
– La fig. 1A mostra schematicamente il presente trovato nella configurazione<br />
idonea a valutare il tono assiale dell’intero corpo.<br />
– La fig. 1B mostra schematicamente il presente trovato nella configurazione<br />
idonea a valutare il tono assiale del tronco e del collo.<br />
2009 267
Sezione II<br />
– La fig. 1C mostra schematicamente il presente trovato nella configurazione<br />
idonea a valutare il tono assiale del collo.<br />
– La fig. 1D mostra schematicamente il presente trovato nella configurazione<br />
idonea a valutare il tono assiale del tronco<br />
– La fig. 1E mostra schematicamente il presente trovato nella configurazione<br />
idonea a valutare il tono assiale del tronco e delle gambe<br />
– La fig. 2 mostra schematicamente due metodi per il calcolo della coppia<br />
massima del tronco e del collo.<br />
Con riferimento a dette figure il dispositivo per misurare il tono muscolare<br />
assiale nella riabilitazione della postura risulta essere costituito da:<br />
– due piattaforme di forza (1 e 2) rotanti idonee a fungere da appoggio<br />
per i piedi del soggetto;<br />
– almeno una struttura flessibile (3) che permette di fissare la mobilità<br />
della rotazione in diversi punti del corpo del soggetto;<br />
– almeno un sensore di coppia (4);<br />
– corpetti con fasce, opportunamente conformati (6) di collegamento<br />
della struttura flessibile con le parti del corpo del paziente;<br />
– cuscinetti assiali (5) posti: nei punti di fulcro della struttura flessibile<br />
(3), nei punti di collegamento della struttura flessibile (3) con le piattaforme<br />
(1 e 2); nei punti di giunzione della struttura flessibile con le fasce (6) di collegamento<br />
della struttura flessibile con le parti del corpo del soggetto.<br />
Secondo il presente trovato, il soggetto si posiziona sopra le due piattaforme<br />
di forza (1 e 2), viene disposta la struttura flessibile (3) collegandola<br />
attraverso le fasce (6) ai diversi punti del corpo del soggetto come mostrato<br />
nelle fig. 1 (A, B, C, D, E), il soggetto quindi compie delle rotazioni alternate<br />
destra/sinistra ad una velocità inferiore ad 1°/s, inferiore quindi alla soglia di<br />
attivazione del sistema vestibolare, che assicura l’equilibrio del corpo registrando<br />
la posizione ed il movimento della testa nello spazio.<br />
La struttura flessibile (3) fissando la mobilità alla rotazione di diversi<br />
punti del corpo (testa, spalle, bacino) attraverso le apposite fasce (6) per<br />
bacino e spalle ed il caschetto (8) per la testa, consente grazie anche alla interposizione<br />
del sensore di coppia (4) la misura del tono assiale.<br />
Come si può rilevare dalle figure, in alcuni casi parte della struttura flessibile<br />
(3) è ancorata ad un piano (7) disposto sopra la testa del soggetto<br />
parallelamente al pavimento sul quale poggiano le piattaforme di forza<br />
rotanti (1 e 2).<br />
Nei casi mostrati nella figura 2A, nella misurazione del momento torcente<br />
massimo del tronco, il paziente è in posizione supina ed ha la testa ancorata<br />
al sensore di coppia (4) per mezzo della fascia (6) mentre le spalle ed il bacino<br />
sono ancorati attraverso le fasce (6) alla struttura flessibile (3).<br />
Nella fig. 2B che mostra la misurazione del momento torcente massimo<br />
del collo, il paziente è supino ha la testa ancorata al sensore di coppia (4)<br />
attraverso il caschetto (8) ed il bacino ancorato alla struttura flessibile (3)<br />
attraverso la fascia (6).<br />
Per lasciare libertà di movimento in direzione antero-posteriore, sono<br />
stati posti dei cuscinetti assiali (5) tra le barre che compongono la struttura<br />
268 2009
Brevetti<br />
flessibile (3), tra la barra inferiore e le piattaforme (1 e 2) e tra le barre superiori<br />
e le fasce (6).<br />
In questo modo la struttura flessibile (3) non permette rotazioni fra la<br />
piattaforma e i punti di fissaggio (B, C, D) o fra il soffitto e le spalle (D, E). Nei<br />
casi mostrati nelle figure 1A e 1E le piattaforme possono ruotare insieme o<br />
separatamente al fine di valutare se il tono è asimmetrico quando viene imposta<br />
una rotazione di una gamba indipendentemente dall’altra. Negli altri casi<br />
(B, C, D) ruotano insieme.<br />
Il dispositivo di cui al presente trovato permette quindi di applicare una<br />
rotazione lenta per valutare in modo efficace gli allungamenti e gli accorciamenti<br />
di muscoli obliqui del collo, dei muscoli addominali e di quelli della<br />
colonna vertebrale senza spostare il centro di gravità e limitando la variazione<br />
della postura in qualsiasi direzione eccetto che quella in torsione.<br />
RIVENDICAZIONI<br />
1. Dispositivo per misurare il tono muscolare assiale nella riabilitazione<br />
della postura caratterizzato dal fatto di essere composto da:<br />
– due piattaforme di forza (1 e 2) rotanti idonee a fungere da appoggio<br />
per i piedi del soggetto;<br />
– almeno una struttura flessibile (3) che permette di fissare la mobilità<br />
della rotazione in diversi punti del corpo del soggetto;<br />
– almeno un sensore di coppia (4);<br />
– corpetti con fasce, opportunamente conformati (6) di collegamento<br />
della struttura flessibile con le parti del corpo del paziente;<br />
– cuscinetti assiali (5) nei punti di fulcro della struttura flessibile (3), nei<br />
punti di collegamento della struttura flessibile (3) con le piattaforme (1 e 2),<br />
nei punti di giunzione della struttura flessibile con le fasce (6) di collegamento<br />
della struttura flessibile con le parti del corpo del soggetto;<br />
detto dispositivo consentendo di applicare una rotazione lenta del corpo del<br />
soggetto per la valutazione degli allungamenti e degli accorciamenti dei<br />
muscoli obliqui del collo, dei muscoli addominali e di quelli della colonna vertebrale,<br />
senza spostare il centro di gravità e limitando la variazione della<br />
postura in qualsiasi direzione eccetto che quella in torsione.<br />
2. Dispositivo per misurare il tono muscolare assiale nella riabilitazione<br />
della postura secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le rotazioni<br />
effettuate dal soggetto in esame vengono compiute ad una velocità inferiore<br />
ad 1°/s ossia inferiore alla soglia di attivazione del sistema vestibolare.<br />
3. Dispositivo per misurare il tono muscolare assiale nella riabilitazione<br />
della postura secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le piattaforme<br />
di forza (1, 2) possono ruotare insieme o separatamente al fine di<br />
valutare se il tono è asimmetrico quando viene imposta una rotazione di una<br />
gamba indipendentemente dall’altra.<br />
4. Dispositivo per misurare il tono muscolare assiale nella riabilitazione<br />
della postura secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la misurazione<br />
degli allungamenti dei muscoli avviene attraverso la rilevazione del<br />
2009 269
Sezione II<br />
A<br />
tono assiale<br />
dell’intero corpo<br />
B C D E<br />
tono assiale del tronco<br />
e del collo<br />
tono assiale<br />
dell’intero corpo<br />
tono assiale<br />
del tronco<br />
tono assiale del tronco<br />
e delle gambe<br />
Fig. 1<br />
A<br />
momento torcente effettuata<br />
misura del momento torcente massimo del tronco<br />
dal sensore di coppia (4).<br />
B<br />
misura del momento torcente massimo del collo<br />
Fig. 2<br />
5. Dispositivo per misurare<br />
il tono muscolare assiale<br />
nella riabilitazione della<br />
postura secondo la rivendicazione<br />
1 caratterizzato dal<br />
fatto che parte della struttura<br />
flessibile (3) è ancorata ad un<br />
piano (7) disposto sopra la<br />
testa del soggetto parallelamente<br />
al pavimento sul quale<br />
poggiano le piattaforme di<br />
forza rotanti (1 e 2).<br />
6. Dispositivo per misurare<br />
il tono muscolare assiale nella riabilitazione della postura secondo la<br />
rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che nella misurazione del<br />
momento torcente massimo del tronco, il paziente è in posizione supina<br />
ed ha la testa ancorata al sensore di coppia (4) per mezzo della fascia (6)<br />
mentre le spalle ed il bacino sono ancorati attraverso le fasce (6) alla struttura<br />
flessibile (3).<br />
7. Dispositivo per misurare il tono muscolare assiale nella riabilitazione<br />
della postura secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che nella<br />
misurazione del momento torcente massimo del collo, il paziente è supino, ha<br />
la testa ancorata al sensore di coppia (4) attraverso la fascia (6) e le spalle<br />
ancorate alla struttura flessibile (3) attraverso la fascia (6).<br />
270 2009
Brevetti<br />
USO DEI MUTANTI DOMINANTI NEGATIVI DI SAM68<br />
PER IL TRATTAMENTO DELLA SMA<br />
(RM2009A000021 – Italia)<br />
Maria Paola Paronetto, Simona Pedrotti<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
La presente invenzione si riferisce all’uso di mutanti dominanti negativi<br />
di Sam68 per la produzione di un medicamento per il trattamento dell’atrofia<br />
muscolare spinale, ad acidi nucleici codificanti per tali mutanti e a vettori e<br />
metodi correlati ad essi.<br />
STATO DELLA TECNICA<br />
L’Atrofia Muscolare Spinale (SMA) è una malattia neurodegenerativa<br />
autosomica recessiva che rappresenta la causa genetica primaria di mortalità<br />
infantile, con un’incidenza di 1 su 6000 nella popolazione umana. La SMA<br />
può essere classificata in tre tipi a seconda della severità della malattia, con il<br />
tipo I che rappresenta la forma più severa ed il tipo III la forma più lieve [Zerres,<br />
Rudnik-Schonenberg 1995]. La SMA è caratterizzata dalla degenerazione<br />
dei motoneuroni nelle corna anteriori della spina dorsale e conseguente atrofia<br />
dei muscoli scheletrici [Monani 2005].<br />
La causa genetica della SMA è la perdita omozigote di SMN1, un gene<br />
localizzato nella regione telomerica del cromosoma 5 che codifica per la proteina<br />
di “ sopravvivenza dei motoneuroni ” (chiamata d’ora in avanti proteina<br />
SMN o SMN). È da notare che tutti i pazienti affetti da SMA mantengono<br />
almeno una copia del gene quasi identico centromerico SMN2. Sebbene<br />
SMN2 codifichi per una proteina virtualmente identica, i livelli di espressione<br />
di questo gene non sono sufficienti a ripristinare l’attività di SMN [Monani<br />
2005].<br />
L’instabilità della proteina SMN2 è dovuta a una singola sostituzione, da<br />
C a T in posizione +6 nell’esone 7, che è silente dal punto di vista traduzionale<br />
ma causa l’eliminazione di questo esone nella maggior parte dei trascritti<br />
SMN2 [Lorson et al. 1999; Monani et al. 1999]. La proteina che ne risulta non<br />
consente la sopravvivenza e la funzione dei motoneuroni-a spinali, causando<br />
di conseguenza la malattia. Per questa ragione, la regolazione dello splicing<br />
alternativo dell’mRNA di SMN2 rappresenta un importante modello clinico<br />
per investigare l’impatto della regolazione dello splicing nelle patologie<br />
umane [Cartegni et al. 2002; Pellizzoni 2007; Wang, Cooper 2007]. Sono stati<br />
proposti due modelli per spiegare l’effetto causato dalla sostituzione da C a T<br />
nell’esone 7 di SMN2.<br />
Cartegni e Krainer [2002] hanno proposto che questa transizione<br />
distrugge un sito esonico di attivazione dello splicing (ESE) e impedisce il<br />
legame del fattore di splicing ASF/SF2, non consentendo il riconoscimento<br />
dell’esone. Al contrario, un modello alternativo propone che il singolo cambia-<br />
2009 271
Sezione II<br />
mento nucleotidico crei un sito esonico di repressione dello splicing (ESS) cui<br />
si lega la proteina inibitrice dello splicing hnRNP A1, favorendo in questo<br />
modo l’esclusione dell’esone 7 dal pre-mRNA di SMN2 [Kashima, Manley<br />
2003].<br />
Quest’ultimo modello è ulteriormente validato dall’osservazione che<br />
hnRNP A1, ma non ASF/SF2, interagisce fortemente con l’esone 7 di SMN2 e<br />
che il suo effetto sull’esclusione dell’esone è altamente specifico [Kashima et<br />
al. 2007]. Un regolatore positivo dell’inclusione dell’esone 7 che agisce in<br />
maniera antagonista rispetto ad hnRNP A1, è il fattore di splicing TRA2b<br />
[Hofmann et al. 2000; Chang et al. 2001], e ciò indica come i livelli di espressione<br />
relativi di specifici fattori di splicing possano fortemente modificare lo<br />
splicing alternativo del pre-mRNA di SMN2.<br />
In alcuni individui affetti da SMA, il gene SMN2 può essere replicato fino<br />
a quattro volte e la presenza di copie addizionali di geni SMN2 può aiutare a<br />
rimpiazzare la proteina necessaria per la sopravvivenza dei motoneuroni. Ne<br />
risulta che individui con più copie di questo gene presentano sintomi meno<br />
severi.<br />
Non essendo disponibile alcuna cura per la SMA e il suo trattamento è<br />
focalizzo soltanto sul controllo farmacologico dei sintomi, ancora scarsamente<br />
efficiente, si avverte la necessità quindi di trovare delle terapie nuove<br />
per il trattamento di questa malattia.<br />
SOMMARIO DELL’INVENZIONE<br />
È uno scopo della presente invenzione fornire l’uso di un mutante dominante<br />
negativo della SEQ ID NO:1 per la produzione di un medicamento per<br />
il trattamento della SMA.<br />
È un altro scopo della presente invenzione fornire l’uso del mutante<br />
dominante negativo della SEQ ID NO:1 per la produzione di un medicamento<br />
per il trattamento della SMA così che è ripristinata l’espressione della proteina<br />
SMN (survival motor neuron protein) nelle cellule di un individuo<br />
affetto da SMA.<br />
È un ulteriore scopo della presente invenzione fornire un vettore per terapia<br />
genica comprendente un acido nucleico codificante per un mutante dominante<br />
negativo della SEQ ID NO:1.<br />
È un ulteriore scopo della presente invenzione fornire un mutante dominante<br />
negativo della SEQ ID NO:1 per uso nel trattamento della SMA.<br />
Infine, è uno scopo della presente invenzione fornire un metodo per ripristinare<br />
l’espressione della proteina SMN nelle cellule di un individuo affetto<br />
da atrofia muscolare spinale per il trattamento della SMA comprendente somministrare<br />
un polipeptide e/o un acido nucleico mutante dominante negativo<br />
di Sam68 a dette cellule.<br />
DEFINIZIONI<br />
Usato in questo contesto, il termine “ mutante dominante negativo ” di<br />
una proteina si riferisce ad un polipeptide o ad un acido nucleico mutante,<br />
272 2009
Brevetti<br />
che manca dell’attività wild-type e che, una volta espresso in una cellula in<br />
cui è anche espressa la forma wildtype della stessa proteina, domina la proteina<br />
wild-type e compete effettivamente con le proteine wild-type per substrati,<br />
ligandi, etc., inibendo di conseguenza l’attività della molecola wildtype.<br />
In particolare, con il termine “ polipeptide mutante ” si intende qualsiasi<br />
polipeptide o rappresentazioni di esso che differiscono dal corrispondente<br />
polipeptide wild-type per almeno una sostituzione aminoacidica, aggiunta o<br />
delezione, per esempio l’aggiunta di una glutamina, preferibilmente che consista<br />
di una sostituzione di un aminoacido.<br />
I polipeptidi mutanti preferiti per quanto riguarda la presente invenzione,<br />
differiscono dal loro corrispondente polipeptide wild-type per avere una o due<br />
sostituzioni aminoacidiche o per avere delezioni nel dominio N-terminale<br />
compreso il dominio GSG.<br />
Il termine “ dominio GSG” si riferisce a una regione altamente conservata<br />
(GRP33/Sam68/GLD1) che è richiesta per la omodimerizzazione e per il<br />
legame all’RNA.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68 ” si riferisce alla proteina della SEQ<br />
ID NO:1.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68V229F” si riferisce alla proteina della<br />
SEQ ID NO:2.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68NLS-KO” si riferisce alla proteina<br />
della SEQ ID NO:3.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68351-443 ” si riferisce alla proteina<br />
della SEQ ID NO:4.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68-DNA” si riferisce al DNA della SEQ<br />
ID NO:5.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68V229F-DNA” si riferisce al DNA della<br />
SEQ ID NO:6.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68NLS-KO-DNA” si riferisce al DNA<br />
della SEQ ID NO:7.<br />
Come qui usato, il termine “ Sam68351-443-DNA” si riferisce al DNA della<br />
SEQ ID NO:8.<br />
Breve descrizione delle figure<br />
La presente invenzione sarà ora descritta con riferimento alle figure che<br />
la accompagnano, dove:<br />
– La Figura 1 mostra i risultati dell’induzione da parte di Sam68 dell’esclusione<br />
dell’esone 7 dal pre-mRNA di SMN2.<br />
(A) Le sequenze dell’esone 7 di SMN1 e SMN2 sono rappresentate schematicamente<br />
e la transizione da C a T è evidenziata in grassetto. I putativi siti<br />
di legame per Sam68 e hnRNP A1 nell’esone 7 di SMN2 sono indicati. (B-E). I<br />
saggi di splicing sono stati condotti cotrasfettando 0,5 mg del minigene pCI-<br />
SMN2 e quantità crescenti di GFP-Sam68 (B), GFP-hnRNP A1 (C), pCDNA3-<br />
Tra2b (D), Flag-ASF/SF2 (E) o si-Sam68 dsRNAs o si-Scrambled dsRNAs (F)<br />
in cellule HEK293T. Le cellule sono state raccolte 24 ore dopo la trasfezione e<br />
2009 273
Sezione II<br />
1 mg di RNA totale è stato utilizzato negli esperimenti di RT-PCR. È stata effettuata<br />
l’analisi mediante Western blot di ciascun esperimento. È stata eseguita<br />
l’analisi densitometrica del rapporto tra Dexon7/full length SMN2 utilizzando<br />
il programma ImageQuant5.<br />
– La Figura 2 mostra i risultati relativi alla necessità dell’attività di<br />
legame di Sam68 all’RNA di SMN2 per l’esclusione dell’esone 7.<br />
(A) Diagramma schematico che rappresenta la proteina STAR (signal<br />
transduction and activation of RNA) Sam68 e le mutazioni introdotte nel<br />
dominio di legame all’RNA (V229F) e nel segnale di localizzazione nucleare<br />
(NLS; R436/442A). (B) Saggio di splicing del minigene SMN2 in cellule<br />
HEK293 co-trasfettate con i costrutti indicati. Le cellule sono state raccolte<br />
dopo 24 ore dalla trasfezione e processate per gli esperimenti di RT-PCR (pannello<br />
in alto). Gli estratti cellulari degli stessi campioni sono stati analizzati<br />
mediante Western blot (pannello in basso) per la GFP (in alto) e la tubulina<br />
(in basso) come controllo di caricamento. L’analisi densitometrica degli esperimenti<br />
di RT-PCR è mostrata sotto. (C) Diagramma schematico dell’esone 7<br />
di SMN2 che mostra le mutazioni introdotte nei putativi siti di legame per<br />
Sam68 e hNRNP A1. Sono mostrate le analisi di RT-PCR del saggio di splicing<br />
condotto in presenza o assenza di GFP-Sam68 (pannello in alto) o<br />
GFPhnRNP A1 (pannello in basso) trasfettate. L’analisi densitometrica è<br />
mostrata dai grafici a barre.<br />
– La Figura 3 mostra la cooperazione tra Sam68 e hnNRP A1 nell’esclusione<br />
dell’esone 7 di SMN2.<br />
(A) Cellule HEK293T sono state trasfettate con siRNA di controllo, per<br />
Sam68 o per hnRNP A1 da soli o in combinazione. Dopo 24 ore, le cellule<br />
sono state trasfettate con il minigene pCI-SMN2 e analizzate mediante RT-<br />
PCR per lo splicing alternativo. L’analisi densitometrica del saggio di splicing<br />
è mostrata sotto. L’analisi mediante Western blot per Sam68 e hnRNP<br />
A1 è mostrata sopra l’analisi di PCR. (B) Cellule HEK293T sono state trasfettate<br />
con pCI-SMN2 e plasmidi codificanti per TRA2b, Sam68 o hnRNP A1,<br />
utilizzati da soli o in combinazione. Dopo 24 ore, le cellule sono state analizzate<br />
mediante RT-PCR per lo splicing alternativo. L’analisi densitometrica<br />
del saggio di splicing è mostrato sotto. L’analisi mediante Western blot per<br />
TRA2b, Sam68 e hnRNP A1 è mostrata sopra l’analisi per PCR.<br />
– La Figura 4 mostra il ripristino dell’inclusione dell’esone 7 in SMN2 in<br />
cellule trasfettate con Sam68 wild-type o con hnRNP A1.<br />
(A) Cellule HEK293T sono state trasfettate con pCI-SMN2 e con un plasmide<br />
codificante per GFP-Sam68 da solo o in combinazione con plasmidi<br />
codificanti per TRA2b, GFP-Sam68V229F o GFP-Sam68351-443. Dopo 24 ore,<br />
le cellule sono state analizzate mediante RT-PCR per lo splicing alternativo.<br />
L’analisi densitometrica del saggio di splicing è mostrata sotto. (B) Cellule<br />
HEK293T sono state trasfettate con pCISMN2 e un plasmide codificante<br />
GFP-hnRNP A1 da solo o con plasmidi codificanti per TRA2b, GFP-<br />
Sam68V229F o GFP-Sam68351-443. Dopo 24 ore le cellule sono state analizzate<br />
mediante RT-PCR per lo splicing alternativo. L’analisi densitometrica del<br />
saggio di splicing è mostrata sotto.<br />
274 2009
– La Figura 5 mostra l’accumulo della proteina SMN2 e le gemme di<br />
SMN in cellule SMA causate da Sam68 Sam68V229F or GFP-Sam68351-<br />
443.<br />
(A) Fibroblasti derivati da pazienti SMA (GM00232) sono stati infettati<br />
con retrovirus codificanti GFP, GFP-Sam68V229F o GFP-Sam68351-443.<br />
Dopo selezione mediante sorting per il segnale GFP, le cellule sono state analizzate<br />
mediante RT-PCR per i trascritti endogeni di SMN2. L’analisi densitometrica<br />
è riportata sotto il pannello. (B) Analisi mediante Western blot per<br />
SMN, le proteine di fusione con la GFP e la tubulina dei campioni analizzati<br />
in (A). Fibroblasti GM03814 wild-type sono mostrati come controllo (C). Analisi<br />
mediante immunofluorescenza di SMN in cellule analizzate in (B). La<br />
posizione delle gemme nucleari formate da SMN è indicata dalle frecce.<br />
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE<br />
Brevetti<br />
Secondo la presente invenzione, un mutante dominante negativo di<br />
Sam68 è utilizzato per la produzione di un medicamento, in particolare per il<br />
trattamento della SMA, così che è ripristinata l’espressione della proteina<br />
SMN nelle cellule di un individuo affetto da SMA.<br />
In una forma di realizzazione, il mutante dominante negativo di Sam68<br />
comprende almeno una sostituzione amminoacidica nella regione corrispondente<br />
agli amminoacidi 81 a 276. Più preferibilmente, detta almeno una sostituzione<br />
amminoacidica è da valina a fenilalanina in corrispondenza della<br />
posizione 229.<br />
In un’altra forma di realizzazione, il mutante dominante negativo di<br />
Sam68 comprende almeno una sostituzione amminoacidica nella regione corrispondente<br />
agli amminoacidi 419 a 443, preferibilmente il mutante dominante<br />
negativo ha una sostituzione amminoacidica da arginina ad alanina in<br />
corrispondenza della posizione 436 e/o una sostituzione amminoacidica da<br />
arginina ad alanina in corrispondenza della posizione 442.<br />
In un’altra forma di realizzazione, il mutante dominante negativo di<br />
Sam68 consiste degli amminoacidi 351-443.<br />
In un’altra forma di realizzazione, il mutante dominante negativo di<br />
Sam68 è codificato da un acido nucleico.<br />
In un’altra forma di realizzazione l’acido nucleico codificante per il<br />
mutante dominante negativo di Sam68 è incluso in un vettore per terapia<br />
genica.<br />
Infine, secondo la presente invenzione un metodo per ripristinare l’espressione<br />
della proteina SMN nelle cellule di un individuo affetto da atrofia<br />
muscolare spinale per il trattamento della SMA comprende somministrare un<br />
polipeptide e/o acido nucleico mutante dominante negativo di Sam68 a dette<br />
cellule.<br />
L’analisi della sequenza dell’esone 7 di SMN2 ha messo in evidenza la<br />
presenza di un putativo sito di legame per la proteina STAR (signal transduction<br />
and activation of RNA) Sam68 subito a monte della sequenza consenso<br />
per hnRNP A1. È stato recentemente dimostrato che Sam68 è in<br />
grado di regolare lo splicing alternativo di geni bersaglio come CD44 e<br />
2009 275
Sezione II<br />
BCL2L1 (Matter et al. 2002; Paronetto et al. 2007). Inoltre, è stato dimostrato<br />
che Sam68 e hnRNP A1 associano fisicamente e cooperano nella<br />
regolazione dello splicing alternativo di BCL2L1 (Paronetto et al. 2007).<br />
Qui, è stato investigato se Sam68 gioca un ruolo nella regolazione dello splicing<br />
alternativo di SMN2 e se la sua funzione richiede un’associazione con<br />
hnRNP A1. I risultati indicano che Sam68 causa l’esclusione dell’esone 7 di<br />
SMN2 e che interferire con la sua capacità di legare l’RNA o di associare<br />
con hnRNP A1 in cellule vive ripristina l’inclusione dell’esone 7 e promuove<br />
l’accumulazione di una proteina SMN funzionale in cellule di pazienti SMA.<br />
Quindi, Sam68 è un nuovo regolatore dello splicing alternativo di SMN2 che<br />
può modificare la severità della malattia e rappresenta un potenziale bersaglio<br />
per un approccio terapeutico della SMA.<br />
Sam68 altera lo splicing alternativo dell’esone 7 di SMN2 – La transizione da C<br />
a T in posizione +6 nell’esone 7 (sottolineata) crea un potenziale sito di<br />
legame per Sam68 (UUUUA) subito a monte del sito di legame per hnRNP A1<br />
(UAGACA) nel pre-mRNA di SMN2 (Fig. 1A). Per determinare se effettivamente<br />
Sam68 sia in grado di modulare lo splicing alternativo dell’esone 7 di<br />
SMN2, sono stati condotti saggi di splicing in vivo, utilizzando un minigene<br />
che comprende l’intera sequenza interessata dallo splicing alternativo, dall’esone<br />
6 all’esone 8, del gene SMN2 umano (Stoss et al. 2004). La co-trasfezione<br />
del minigene di SMN2 insieme a dosi crescenti di GFPSam68 determinano<br />
l’esclusione dell’esone 7 in maniera dose-dipendente (Fig. 1B). L’effetto esercitato<br />
da Sam68 è stato simile a quello ottenuto con simili quantità crescenti di<br />
GFP-hnRNP A1 (Fig. 1C), un noto induttore dell’esclusione dell’esone 7 di<br />
SMN2 (Kashima, Manley 2003). D’altro canto, la up regolazione di TRA2b<br />
esplica l’effetto opposto ed incrementa l’inclusione dell’esone 7 (Fig. 1D) mentre<br />
ASF/SF2 non ha avuto effetto sullo splicing alternativo di SMN2 (Fig. 1E).<br />
Per confermare il ruolo di Sam68 sullo splicing alternativo di SMN2, le<br />
HEK293 sono state trasfettate con RNA a doppio filamento siSam68 per<br />
depletare la proteina endogena o con un RNA a doppio filamento si-Scrambled<br />
come controllo. La trasfezione del minigene di SMN2 ha indicato che la<br />
down regolazione di Sam68 causa un incremento nell’inclusione dell’esone 7<br />
rispetto alle cellule di controllo (Fig. 1F). Questi risultati indicano che Sam68<br />
è un fattore di splicing che modifica in maniera specifica lo splicing alternativo<br />
dell’esone 7 di SMN2.<br />
L’attività di legame all’RNA di Sam68 è richiesta per l’esclusione dell’esone 7<br />
di SMN2 – Poiché è presente un sito consenso per Sam68 nel pre-mRNA di<br />
SMN2, sono stati condotti esperimenti per valutare se l’attività di legame<br />
all’RNA di Sam68 sia richiesta per l’esclusione dell’esone 7.<br />
Sono stati utilizzati due differenti mutanti di Sam68 (Fig. 2A):<br />
– l’allele V229F, che porta una mutazione puntiforme nel dominio GSG<br />
di legame all’RNA, e l’allele NLS-KO, che contiene mutazioni nel segnale di<br />
localizzazione nucleare (NLS) e inficia fisicamente l’abilità di Sam68 di<br />
modulare lo splicing nel nucleo (Paronetto et al. 2007).<br />
Come mostrato nella Fig. 2B, entrambe le mutazioni sopprimono completamente<br />
la capacità di Sam68 di indurre l’esclusione dell’esone 7, dimo-<br />
276 2009
Brevetti<br />
strando che il legame all’RNA e la localizzazione nucleare di Sam68 sono<br />
richieste per questo evento. Per determinare se Sam68 esercita il suo effetto<br />
attraverso il legame alla sequenza consenso UUUUA creata dalla transizione<br />
da C a T nell’esone 7, le T in posizione +4 e + 5 sono state sostituite con G<br />
(mutante TT- GG) per distruggere questo potenziale sito di legame. Inoltre, la<br />
A in posizione +7 è stata sostituita con una C per distruggere i siti consenso<br />
sia di Sam68 che di hnNRP A1 (mutante A-C) oppure la A e la C in posizione<br />
+9 e +10 sono state sostituite con una T e una G rispettivamente (mutante AC-<br />
TG), che dovrebbe avere effetto solo sul legame di hnRNP A1. Le mutazioni<br />
sono state introdotte nel minigene di SMN2 e testate per la loro attività in<br />
esperimenti di co-trasfezione.<br />
Come mostrato in Fig. 2C, la mutazione del putativo sito di legame di<br />
Sam68 indebolisce fortemente l’esclusione dell’esone 7 e sopprime completamente<br />
l’effetto di Sam68 sullo splicing alternativo di SMN2, indicando che<br />
questa sequenza è richiesta per l’esclusione dell’esone 7 indotta da Sam68.<br />
Una soppressione ancora più forte dell’esclusione dell’esone 7 è stata ottenuta<br />
mutando la A in posizione +7, che distrugge la sequenza consenso sia per<br />
Sam68 che per hnRNP A1. Anche in questo caso, la up-regolazione di Sam68<br />
non ha avuto effetto sullo splicing alternativo dell’esone, ha soppresso l’eliminazione<br />
dell’esone 7 e ha abolito l’effetto della up-regolazione di entrambi i<br />
fattori di splicing. D’altro canto, quando sono state introdotte mutazioni nella<br />
regione contenente il sito di legame per hnRNP A1, Sam68 può ancora<br />
indurre l’esclusione dell’esone 7 (Fig. 2C). Saggi di splicing simili sono stati<br />
condotti con hnRNP A1. È importante sottolineare l’osservazione di un comportamento<br />
complementare di questo fattore di splicing. La up-regolazione di<br />
hnRNP A1 è in grado di indurre l’esclusione dell’esone 7 quando il sito di<br />
legame per Sam68 viene mutato, mentre il suo effetto viene fortemente indebolito<br />
dal mutante AC-TG. Tuttavia, una completa inibizione dell’esclusione<br />
dell’esone anche in cellule che sovraesprimono Sam68 o hnRNP A1 è stata<br />
ottenuta solo quando entrambi i siti consenso sono stati mutati sostituendo la<br />
A in posizione 7 con una C (Fig. 2C). Questi risultati indicano fortemente che<br />
Sam68 e hnRNP A1 legano siti strettamente vicini ma distinti e che entrambe<br />
le proteine sono richieste per una eliminazione efficiente dell’esone dal premRNA.<br />
Sam68 e hnRNP A1 cooperano nell’eliminazione dell’esone 7 di SMN2 – Gli<br />
esperimenti sopra riportati dimostrano che il legame di Sam68 è richiesto per<br />
l’esclusione dell’esone 7 e suggeriscono che un’azione concertata di Sam68 e<br />
hnRNP A1 è richiesta per questo evento. Per studiare ulteriormente la possibile<br />
cooperazione tra Sam68 e hnRNP A1 nello splicing alternativo di SMN2,<br />
le proteine endogene sono state depletate mediante RNAi. Quando le cellule<br />
HEK293 sono state trasfettate con siRNA per Sam68 o hnRNP A1, è stata<br />
osservata una piccola ma riproducibile diminuzione nell’eliminazione dell’esone<br />
7 in SMN2 (Fig. 3A). È da notare che quando entrambe le proteine sono<br />
state silenziate contemporaneamente, è stato osservato un effetto sinergico<br />
sull’inclusione dell’esone 7 (Fig. 3A), suggerendo che Sam68 e hnRNP A1 cooperano<br />
nel promuovere l’esclusione dell’esone 7.<br />
2009 277
Sezione II<br />
Come approccio alternativo per vagliare la cooperazione tra questi due<br />
regolatori dello splicing, è stata testata la loro capacità di contrapporsi all’azione<br />
di TRA2b, un regolatore positivo dell’inclusione dell’esone 7 di SMN2. È<br />
stato osservato che la coespressione di Sam68 o hnRNP A1 sono in grado di<br />
inibire l’inclusione dell’esone 7 indotta da TRA2b. Tuttavia, co-esprimendo<br />
Sam68 e hnRNP A1 insieme, è stato osservato un effetto più che additivo e<br />
l’inclusione dell’esone 7 è stata quasi completamente soppressa anche in presenza<br />
di un eccesso di TRA2b (Fig. 3B). Questi risultati indicano ulteriormente<br />
che Sam68 e hnRNP A1 cooperano nell’indurre l’esclusione dell’esone 7<br />
di SMN2.<br />
Mutazioni che interferiscono con l’attività di Sam68 ripristinano l’inclusione<br />
dell’esone 7 nel pre-mRNA di SMN2 – Sam68 funziona come dimero in vivo<br />
(Richard 1999) e interagisce con hnRNP A1 con i suoi 93 aminoacidi carbossiterminali<br />
(Paronetto et al. 2007). Se Sam68 e hnRNP A1 cooperano nel<br />
promuovere l’esclusione dell’esone 7, interferire con questa funzione di<br />
Sam68 potrebbe limitare o invertire questo effetto sullo splicing alternativo<br />
di SMN2. In linea con questa ipotesi, è stato osservato che Sam68 V229F<br />
, che è<br />
difettivo nell’attività di legame all’RNA ma omodimerizza con la Sam68<br />
endogena, sopprime completamente l’esclusione dell’esone 7 quando overespresso<br />
in cellule HEK293 (Fig. 2B), suggerendo che agisca da dominante<br />
negativo di Sam68, i.e. interagisce con la Sam68 endogena sequestrandola<br />
in domini non funzionali. Un risultato simile sull’inclusione dell’esone 7 è<br />
stato ottenuto overesprimendo Sam68 351-443<br />
, una forma nucleare tronca di<br />
Sam68 che contiene il sito di legame per hnRNP A1 ma manca del dominio<br />
di omodimerizzazione e di legame all’RNA. Per determinare se questi alleli<br />
dominanti negativi di Sam68 possono attenuare o inibire l’eliminazione dell’esone<br />
7 in cellule vive, essi sono stati co-espressi in cellule HEK293<br />
insieme con Sam68 wild-type o con hnRNP A1. È stata co-espressa anche<br />
TRA2b per paragonare l’attività delle proteine mutate di Sam68 con quella<br />
di un induttore fisiologico dell’inclusione dell’esone 7 di SMN2.<br />
Sorprendentemente, è stato osservato che GFP-Sam68 V229F<br />
e GFP-<br />
Sam68 351-443<br />
sopprimono l’eliminazione dell’esone 7 indotta dall’overespressione<br />
di Sam68 o, anche se con minore efficienza, di hnRNP A1. Inoltre, l’effetto<br />
di GFP-Sam68V229F è stato anche più forte di quello ottenuto dall’upregolazione<br />
di Tra2b, causando una completa inversione dello splicing alternativo<br />
ed un accumulo della forma di intera (indicato anche come full-lenght)<br />
di SMN2 oltre il livello basale anche in presenza di un eccesso di Sam68 o di<br />
hnRNP A1. Questi esperimenti suggeriscono che GFP-Sam68 V229F<br />
e GFP-<br />
Sam68 351-443<br />
sono efficienti competitori dell’esclusione dell’esone 7 di SMN2,<br />
indicando che inibendo la formazione di un complesso funzionale tra Sam68<br />
(interferendo con la sua capacità di legare l’RNA) e hnRNP A1 (competendo<br />
con la sua interazione con la Sam68 endogena) inibisce l’esclusione dell’esone<br />
7 dal pre-mRMA di SMN2.<br />
GFP-Sam68 V229F<br />
e GFP-Sam68 351-443<br />
ripristinano l’inclusione dell’esone 7 e permettono<br />
l’accumulo della proteina SMN in cellule SMA – Per determinare se<br />
GFP-Sam68 V229F<br />
e GFP-Sam68 351-443<br />
possono avere effetto sullo splicing alterna-<br />
278 2009
Brevetti<br />
tivo di SMN2 in condizioni fisiologiche, fibroblasti ottenuti da pazienti affetti<br />
da SMA sono stati infettati con costrutti retrovirali codificanti questi mutanti<br />
di GFP-Sam68 o GFP come controllo. Le cellule infettate sono state isolate<br />
attraverso cell sorter utilizzando il segnale fluorescente della GFP e sono state<br />
estratte le proteine e l’RNA dalle cellule isolate. L’espressione di GFP-<br />
Sam68 V229F<br />
e GFP-Sam68 351-443<br />
aumenta l’inclusione dell’esone 7 nel pre-mRNA<br />
endogeno di SMN2 nelle cellule dei pazienti rispetto alle cellule infettate con<br />
la sola GFP (Fig. 5A). Questo effetto sullo splicing alternativo risulta in un<br />
aumento nella produzione della proteina SMN (Fig. 5B). Va sottolineato che<br />
la quantità di proteina SMN prodotta dopo espressione di GFP-Sam68 V229F<br />
e<br />
GFP-Sam68 351-443<br />
è paragonabile a quella osservata in fibroblasti di controllo<br />
provenienti da un donatore asintomatico (GM03814). Inoltre, l’espressione di<br />
GFP-Sam68 V229F<br />
(Fig. 5C) e GFP-Sam68 351-443<br />
(dati non mostrati) potrebbero<br />
anche essere in grado di ripristinare una proteina SMN funzionale, come<br />
dimostrato dalla formazione delle gemme nei nuclei come nei fibroblasti di<br />
controllo. Questi esperimenti dimostrano che la distruzione di un complesso<br />
funzionale tra Sam68 e hnRNP A1 mediante l’overespressione di proteine<br />
mutanti dominanti negativi di Sam68 ripristina l’attività di SMN in cellule<br />
SMA.<br />
È evidente per un esperto nella tecnica che possono essere apportate<br />
modifiche ai metodi e alle procedure senza allontanarsi dall’ambito dell’invenzione<br />
come esposto nelle rivendicazioni allegate.<br />
Vantaggiosamente, l’invenzione intende includere mutanti dominanti<br />
negativi di Sam68 nella forma di peptidi cellula-permeabili per interferire con<br />
l’omodimerizzazione o con il legame di hnRNP A1.<br />
Per permettere la penetrazione della cellula, i peptidi sono modificati<br />
all’N-terminale come riportato in Morris et al. 2008, in particolare fondendo<br />
11 residui di arginina seguiti da tre glicine. I peptidi avranno una lunghezza<br />
di 10 aminoacidi che comprenderà parte o tutta la regione dall’aminoacido<br />
163 all’aminoacido 171, dall’aminoacido 198 all’aminoacido 227, o dall’aminoacido<br />
351 all’aminoacido 443.<br />
SPERIMENTALE<br />
Costrutti plasmidici – I minigeni pCI-SMN2 e pCI-SMN1 wild-type (Lorson<br />
CL et al. 1999) e i minigeni pCDNA3-SMN2 wild-type e mutanti (Kashima,<br />
Manley 2003) sono stati descritti precedentemente. pCDNA3-Tra2b è stato fornito<br />
da James L Manley (Columbia University, NY).<br />
I plasmidi codificanti GFP-Sam68, GFP-Sam68V229F, GFP-hnRNP A1 e<br />
Flag-ASF/SF2 sono stati precedentemente descritti (Paronetto et al. 2007).<br />
Sam68 351-443<br />
è stato amplificato mediante PCR usando la polimerasi Pfu<br />
(Stratagene) e pEGFP-C1-Sam68 come templato. Il cDNA amplificato è stato<br />
subclonato nei siti EcoRI e SalI di pEGFP-C1 (Clontech).<br />
Colture cellulari e trasfezioni – HEK293 (acquistate dalla ATCC) e le linee<br />
umane di cellule SMA GM03814, GM03813, GM00232 (acquistate dalla<br />
Coriell Repositories) sono state mantenute in Dulbecco’s modified Eagle’s<br />
medium (DMEM; Gibco BRL) supplementato con siero bovino fetale 10%<br />
2009 279
Sezione II<br />
(FBS) (BioWhittaker Cambrex Bioscience), penicillina e streptomicina. Per le<br />
trasfezioni, le cellule HEK293 sono state seminate in piastre da 35mm un<br />
giorno prima e trasfettate con 1 mg di DNA (minigene di pCI-SMN2, pEGF-<br />
PSam68wt, pEGFPSam68 V229F<br />
, pEGFP Sam68 351-443<br />
, pEGFP-Sam68 NLSKO,<br />
pEGFPhnRNP A1, Flag-ASF/SF2, pCDNA3-Tra2b, minigeni di pCDNA3-SMN2<br />
wild type o mutati, pEGFP-C1), utilizzando la Lipofectamine 2000 (Invitrogen)<br />
secondo le istruzioni. 24 ore dopo la trasfezione, le cellule sono state collezionate<br />
per le analisi biochimiche o dell’RNA (vedi sotto). Per l’RNAi, le cellule<br />
a circa il 50/60 % di confluenza sono state trasfettate con piccoli RNA<br />
interferenti (siRNAs) (MWG Biotech) usando la Lipofectamine RNAi MAX e il<br />
mezzo Opti-MEM (Invitrogen) secondo le istruzioni riportate. Le trasfezioni<br />
sono state eseguite per due giorni consecutivi. Le sequenze per i siRNA di<br />
Sam68 e hnRNP A1 sono (filamento senso): 5’-GGAUCUGCAUGUCUUCAUU-<br />
3’ (siSam68), 5’-AGCAAGAGAUGGCUAGUGC-3’ (sihnRNP A1). La sequenza<br />
usata come controllo è: 5’-GUGCUCAAUUGGAUUCUCU-3’.<br />
Estrazione dell’RNA e delle proteine dalle cellule coltivate L’RNA totale è<br />
stato estratto dalle cellule HEK293 e dalle linee cellulari umane SMA<br />
GM00232, GM03813, GM03814 usando il reagente TRIzol (Invitrogen) a<br />
freddo, seguendo le istruzioni riportate dalla casa produttrice. L’RNA ottenuto<br />
è stato disciolto in acqua priva di RNAsi (Sigma-Aldrich) e congelato immediatamente<br />
a -80°C per ulteriori analisi. Per l’estrazione delle proteine, le cellule<br />
HEK293 o i fibroblasti SMA sono stati risospesi nel tampone di lisi (100<br />
mM NaCl, 10 mM MgCl2, 30 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM ditiotreitolo, 10<br />
mM b-glicerofosfato, 0.5 mM NaVO4, cocktail di inibitori di proteasi), con<br />
aggiunta di 0,5 % Triton-X-100 e gli estratti cellulari dei fibroblasti SMA sono<br />
stati anche sonicati. Gli estratti sono stati centrifugati per 10 minuti a<br />
12,000xg a 4°C e i supernatanti sono stati collezionati e usati per gli esperimenti<br />
di Western blot.<br />
Analisi mediante RT-PCR – L’RNA (1 mg) dalle cellule HEK293 trasfettate e<br />
dalle linee umane di cellule SMAa è stato usato per RT-PCR usando la trascrittasi<br />
inversa M-MLV (Invitrogen) secondo le indicazioni riportate dalla<br />
casa. Il 10% della reazione di RT è stata usata come templato insieme ai<br />
seguenti primers: pCI (forward) 5’-GGTGTCCACTCCCAGTTCAA-3’, T7 5’-<br />
TAATACGACTCACTATAGGG-3’, SMN2 Ex6 (forward) 5’-ATAATTCCCCCAC-<br />
CACCTCC-3’ e SMN2 Ex8 (reverse) 5’-GCCTCACCACCGTGCTGG-3’. Sono<br />
stati effettuati 25 cicli di amplificazione.<br />
Analisi mediante Western blot – Gli estratti cellulari sono stati diluiti in un<br />
tampone contenente SDS e bolliti per 5 minuti. Le proteine sono state separate<br />
mediante SDS-PAGE su gels al 10% o al 12% e trasferite su membrane<br />
Hybond-P (Amersham) come descritto in precedenza (Paronetto et al. 2007).<br />
Sono stati utilizzati i seguenti anticorpi (diluizione 1:1000): rabbit anti-Sam68<br />
(<strong>Santa</strong> Cruz Biotechnology), rabbit anti-GFP (Molecular Probe, Invitrogen),<br />
mouse anti-hnRNPA1, mouse anti-tubulin (Sigma-Aldrich), mouse anti-SMN<br />
(Beckton and Dickinson). IgGs secondary anti-mouse or anti-rabbit coniugate<br />
con la perossidasi di rafano (Amersham) sono stati incubati con le membrane<br />
per un’ora a temperatura ambiente alla diluizione di 1:10000 in PBS o TBS<br />
280 2009
Brevetti<br />
contenenti 0.1% Tween 20. le bande immunomarcate sono state rilevate<br />
mediante il metodo chemioluminescente (<strong>Santa</strong> Cruz Biotechnology).<br />
Analisi mediante immunofluorescenza – Linee cellulari umane SMA<br />
GM03814, GM00232 and GM03813 cresciute su un vetrino copri-oggetto sono<br />
state lavate in PBS e fissate con una soluzione contenente 50% metanolo e<br />
50% acetone per 10 minuti a -20°C. Le cellule sono state lavate a temperatura<br />
ambiente con PBS contenente 3% BSA e 0,1% Triton-100X per 30 minuti.<br />
L’anticorpo primario diretto contro la proteina SMN (Beckton and Dickinson)<br />
(diluito 1:150) è stato aggiunto al vetrino per tutta la notte a 4°C. Dopo tre<br />
lavaggi in PBS, le cellule sono state incubate per un’ora al buio e a temperatura<br />
ambiente con un anticorpo secondario anti-topo (Alexa fluo) (diluito<br />
1:400) e con l’Hoechst 3332 (diluito 1:1000) per marcare i nuclei. I campioni<br />
sono stati montati con la soluzione MOWIOL e la fluorescenza è stata osservata<br />
con un obiettivo 100X.<br />
Espressione retrovirale – Per l’espressione retrovirale, 15 mg dei vettori retrovirali<br />
(pCLPCX-GFP o –GFP-Sam68(V229F) o –GFP-Sam68(351-443) sono stati<br />
cotrasfettati con 5mg con un vettore di espressione della proteina G del virus<br />
della stomatite vescicolare gp/bsr nelle linee cellulari SMA GM00232 o<br />
GM03813 usando il metodo calcio-fosfato. 48 ore dopo, il supernatante contenente<br />
le particelle retrovirali è stato raccolto e addizionato con il polibrene (4 mg<br />
/mL). Le cellule GM00232 o GM03813 (5×105) sono state infettate mediante<br />
incubazione con i retrovirus. Brevemente, l’infezione è stata condotta in tre<br />
passi: 1) le cellule sono state incubate con i retrovirus per 4 ore; 2) il supernatante<br />
è stato rimosso e l’infezione è stata ripetuta con i virus freschi per altre 4<br />
ore; 3) il supernatante è stato rimosso ed è stata aggiunta una nuova preparazione<br />
virale e l’infezione è stata portata avanti per tutta la notte. Alla fine le cellule<br />
sono state lavate e 24-48 ore dopo selezionate per l’espressione della GFP<br />
mediante cell sorting.<br />
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RIVENDICAZIONI<br />
1. Uso di un mutante dominante negativo della SEQ ID NO:1 per la produzione<br />
di un medicamento per il trattamento della SMA.<br />
2. Uso di un mutante dominante negativo secondo la rivendicazione 1<br />
così che è ripristinata l’espressione della proteina SMN (survival motor neuron<br />
protein) nelle cellule di un individuo affetto da SMA.<br />
3. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal<br />
fatto che detto mutante dominante negativo della SEQ. ID. NO:1 comprende<br />
almeno una sostituzione amminoacidica nella regione corrispondente agli<br />
amminoacidi 81 a 276.<br />
4. Uso secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta<br />
almeno una sostituzione amminoacidica è da valina a fenilalanina in corrispondenza<br />
della posizione 229.<br />
5. Uso secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto<br />
mutante dominante negativo della SEQ. ID. NO:1 comprende almeno una<br />
sostituzione amminoacidica nella regione corrispondente agli amminoacidi<br />
419 a 443.<br />
6. Uso secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto<br />
mutante dominante negativo della SEQ. ID. NO:1 ha una sostituzione<br />
2009 283
Sezione II<br />
amminoacidica da arginina ad alanina in corrispondenza della posizione<br />
436.<br />
7. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 o 6, caratterizzato<br />
dal fatto che detto mutante dominante negativo della SEQ. ID. NO:1 ha una<br />
sostituzione amminoacidica da arginina ad alanina in corrispondenza della<br />
posizione 442.<br />
8. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, in cui detto<br />
mutante dominante negativo è un polipeptide di SEQ ID NO:4.<br />
9. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui detto<br />
mutante dominante negativo della SEQ. ID. NO:1 è codificato da un acido<br />
nucleico.<br />
10. Vettore per terapia genica comprendente un acido nucleico codificante<br />
per un mutante dominante negativo della SEQ ID NO:1.<br />
11. Mutante dominante negativo della SEQ. ID. NO:1 per uso nel trattamento<br />
della SMA.<br />
12. Metodo per ripristinare l’espressione della proteina SMN nelle cellule<br />
di un individuo affetto da atrofia muscolare spinale per il trattamento della<br />
SMA comprendente somministrare un polipeptide e/o un acido nucleico<br />
mutante dominante negativo di Sam68 a dette cellule.<br />
13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui detto mutante dominante<br />
negativo della SEQ ID NO:1 è un mutante dominante negativo secondo<br />
una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 8.<br />
Fig. 1a<br />
Fig. 1b<br />
284 2009
Brevetti<br />
Fig. 1c<br />
Fig. 1d<br />
Fig. 1e<br />
Fig. 1f<br />
2009 285
Sezione II<br />
Fig. 2a<br />
Fig. 2b<br />
286 2009
Brevetti<br />
Fig. 2c<br />
2009 287
Sezione II<br />
Fig. 3a<br />
Fig. 3b<br />
288 2009
Brevetti<br />
Fig. 4a<br />
Fig. 4b<br />
2009 289
Sezione II<br />
Fig. 5a<br />
Fig. 5b<br />
Fig. 5c<br />
290 2009
SEZIONE III
Settori<br />
di ricerca
Sezione III: Settori di ricerca<br />
L’IRCCS S. <strong>Lucia</strong> durante l’anno 2009 ha proseguito e sviluppato la propria<br />
attività, operando per linee di ricerca, per singoli progetti o come partner<br />
in progetti di altri enti, entro tematiche inerenti ai settori sotto riportati.<br />
– Valutazione clinica, prognostica e riabilitativa delle Malattie del<br />
Sistema Nervoso Centrale.<br />
– Neurofisiologia della locomozione e sue interazioni con la postura. Tali<br />
studi si avvalgono anche di informazioni ottenute durante missioni spaziali<br />
in situazioni di assenza di gravità.<br />
– Meccanismi d’azione di farmaci neuroprotettivi del Sistema Nervoso<br />
Centrale e Periferico. Patologie corticali e sottocorticali (in particolare<br />
dello striato) di origine cerebrovascolare. Studi di modelli animali di<br />
Sclerosi Laterale Amiotrofica, di malattie autoimmuni (Sclerosi Multipla)<br />
e di fattori di protezione dall’apoptosi.<br />
– Neuropsicologia e riabilitazione dei disturbi del linguaggio e delle abilità<br />
visuospaziali nei pazienti cerebrolesi ed in portatori di dislessia<br />
evolutiva.<br />
– Neurofisiologia con varie tecniche (EEG, potenziali evocati, stimolazione<br />
magnetica transcranica) in pazienti con stroke, Parkinson e<br />
manifestazioni epilettiche.<br />
– Neuroimmagini funzionali del sistema sensorimotorio e di attività<br />
cognitive in soggetti normali e cerebrolesi.<br />
– Sperimentazione gestionale in ambito sanitario, con particolare riferimento<br />
a verifica e revisione della qualità, a efficacia ed efficienza delle<br />
prestazioni riabilitative ed all’analisi dei costi delle stesse, al controllo<br />
di qualità delle schede di dimissione ospedaliera, alla gestione del<br />
rischio in ambito ospedaliero.<br />
– Ruolo della nutrizione nella prevenzione e nella riabilitazione della<br />
patologia ictale ed in quella neurodegenerativa.<br />
– Stesura e validazione di protocolli tesi al miglioramento della gestione<br />
clinica del paziente attraverso l’ottimizzazione degli iter diagnosticoterapeutici<br />
e riabilitativi.<br />
294 2009
Attività<br />
per linea<br />
di ricerca<br />
corrente
LINEE DI RICERCA<br />
A. Neurologia clinica e comportamentale<br />
Responsabile: Prof. Carlo Caltagirone<br />
B. Metodologie innovative in riabilitazione<br />
Responsabile: Prof. Francesco Lacquaniti<br />
C. Neuroscienze sperimentali<br />
Responsabile: Prof. Giorgio Bernardi<br />
D. Neuropsicologia<br />
Responsabile: Prof. Luigi Pizzamiglio<br />
E. Neurofisiopatologia clinica<br />
Responsabile: Prof.ssa Maria Grazia Marciani<br />
F. Neuroimmagini funzionali<br />
Responsabile: Dr. Emiliano Macaluso<br />
G. Ricerca clinica traslazionale<br />
Responsabile: Dr. Stefano Paolucci
A–NEUROLOGIA CLINICA<br />
E COMPORTAMENTALE<br />
CARLO CALTAGIRONE<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.1 –DIAGNOSI FUNZIONALE DEI DEFICIT NEUROLOGICI E LORO RIABILITAZIONE<br />
A.1.1 – Storia naturale e determinanti prognostici delle demenze<br />
(Massimo Musicco)<br />
A.1.2 – Studio della relazione tra riconoscimento delle espressioni facciali<br />
di emozioni, apatia ed empatia nella malattia di Parkinson<br />
(Gianfranco Spalletta)<br />
A.1.3 – Studio osservazionale sulla mortalità di soggetti anziani trattati<br />
con farmaci antipsicotici convenzionali e non convenzionali<br />
(Massimo Musicco)<br />
A.1.4 – Valutazione della memoria prospettica in pazienti con esiti di trauma<br />
cranio-encefalico (Giovanni Augusto Carlesimo)<br />
A.1.5 – Valutazione multidimensionale neuropsicologica, comportamentale,<br />
e neuroradiologica di soggetti con Mild Cognitive Impairment<br />
e demenza di Alzheimer: analisi trasversale e longitudinale<br />
dell’anosognosia come predittore di decorso clinico<br />
(Gianfranco Spalletta)<br />
A.2 –INDICI PREDITTIVI DI EFFICACIA RIABILITATIVA DEL DEFICIT COGNITIVO<br />
NEI PAZIENTI NEUROLOGICI<br />
A.2.1 – Electronic health record in day hospital neuromotorio<br />
(Roberta Annicchiarico)<br />
A.2.2 – iWalker: un nuovo supporto per la deambulazione<br />
(Roberta Annicchiarico)<br />
A.2.3 – Studio clinico e strumentale in una popolazione di soggetti affetti<br />
da Mild Cognitive Impairment per la ricerca di fattori di rischio<br />
vascolari predittivi di uno sviluppo di un quadro di demenza<br />
(Elio Troisi)<br />
A.2.4 – Studio dei processi di memoria prospettica nei pazienti con mild<br />
cognitive impairment (Roberta Perri, Alberto Costa)<br />
A.2.5 – Studio sull’effetto della terapia dopaminergica sui processi<br />
di memoria dichiarativa nei pazienti con malattia di Parkinson<br />
(Alberto Costa)<br />
A.2.6 – Un progetto di sorveglianza telefonica e di rilevazione degli incidenti<br />
domestici in pazienti con Sclerosi Multipla (Ugo Nocentini)<br />
A.3 – METODICHE INNOVATIVE PER LA DIAGNOSI DEL DEFICIT NEUROLOGICO<br />
A FINI RIABILITATIVI<br />
A.3.1 – Analisi di parametri infiammatori, cellulari e molecolari, in corso<br />
di malattia cerebrovascolare (Paola Bossù)<br />
A.3.2 – Analisi di parametri infiammatori, cellulari e molecolari, in corso<br />
di malattia neurodegenerativa (Paola Bossù)<br />
A.3.3 – Il ruolo delle regioni dorso-laterali e mediali dell’area 10<br />
di Brodman nei processi di memoria prospettica: uno studio<br />
di fRMI (Giovanni Augusto Carlesimo)<br />
A.3.4 – Il substrato neurale della rappresentazione strutturale visiva e degli<br />
effetti categoria specifici: studio di fMRI (Gian Daniele Zannino)<br />
298 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
A.3.5 – Neuroriabilitazione dei pazienti con eminegligenza spaziale mediante<br />
metodiche di stimolazione magnetica transcranica ripetitiva<br />
(Giacomo Koch)<br />
A.3.6 – Ruolo delle cortecce motorie nell’analisi del tempo passato e futuro:<br />
studio con stimolazione magnetica transcranica in soggetti sani<br />
giovani e anziani e in pazienti con Mild Cognitive Impairment (MCI)<br />
(Massimiliano Oliveri)<br />
A.3.7 – Studio della connettività funzionale parietale-motoria mediante<br />
metodiche di stimolazione magnetica transcranica e Risonanza<br />
Magnetica con Trattografia (Giacomo Koch)<br />
2009 299
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.1 – DIAGNOSI FUNZIONALE DEI DEFICIT NEUROLOGICI<br />
E LORO RIABILITAZIONE<br />
A.1.1 – Storia naturale e determinanti prognostici delle demenze<br />
(Massimo Musicco)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Demenze, storia naturale, determinanti prognostici.<br />
Altri Enti coinvolti: Consiglio Nazionale delle Ricerche (Istituto di Tecnologie<br />
Biomediche).<br />
Descrizione<br />
La storia naturale delle demenze è scarsamente conosciuta. Con ogni probabilità<br />
questa scarsa conoscenza è conseguenza della grande variabilità che si<br />
osserva tra i pazienti. Una migliore conoscenza della storia naturale di queste<br />
malattie sarebbe di grande utilità per i clinici, pazienti e famigliari. L’individuazione<br />
poi di specifici fattori prognostici potrebbe dare indicazioni di<br />
grande utilità per una migliore conoscenza della patogenesi di queste malattie.<br />
Il progetto si caratterizzerà come uno studio di coorte multicentrico su<br />
pazienti con demenza e Mild Cognitive Impairment di nuova diagnosi. All’arruolamento<br />
i pazienti saranno valutati dal punto di vista clinico generale, cognitivo<br />
e con indagini di neuroimaging. Ogni soggetto incluso sarà rivalutato<br />
ogni sei mesi per un periodo di almento tre anni.<br />
Attività previste<br />
Inizierà il reclutamento dei pazienti in 23 centri neurologici che hanno<br />
aderito allo studio.<br />
A.1.2 – Studio della relazione tra riconoscimento delle espressioni<br />
facciali di emozioni, apatia ed empatia nella malattia<br />
di Parkinson (Gianfranco Spalletta)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, comportamento, empatia.<br />
Altri Enti coinvolti: Ospedale Sant’Andrea di Roma; Policlinico Tor Vergata<br />
di Roma.<br />
Descrizione<br />
Introduzione<br />
L’apatia è definita come la diminuzione o la mancanza di motivazione,<br />
interesse ed emozioni che non possono essere attribuite ad una qualsiasi com-<br />
300 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
promissione della consapevolezza o ad un disturbo emotivo o cognitivo [1] . La<br />
neuroanatomia funzionale dell’apatia è stata studiata principalmente in<br />
pazienti affetti da demenza, nei quali l’apatia rappresenta uno dei sintomi frequentemente<br />
presenti all’esordio di malattia [2] . Precedenti studi hanno identificato<br />
nell’apatia il coinvolgimento della corteccia frontale inferiore [3] , del circuito<br />
cingolato anteriore con le sue proiezioni ad altre regioni limbiche [4] e<br />
dei gangli della base [4,5] . Sulla base di tali conoscenze neuroanatomiche, che<br />
evidenziano il coinvolgimento di strutture cerebrali tipicamente compromesse<br />
nella malattia di Parkinson (MP) [6] , non sorprende l’alta prevalenza di<br />
apatia nei soggetti affetti da tale patologia (dal 16 al 42%) [7,8] .<br />
Ci sono evidenze che l’apatia nella MP non è correlata alla gravità dei sintomi<br />
motori mentre sembra essere collegata alle abilità esecutive del soggetto<br />
[9] . Inoltre, alcuni sintomi apatici, come l’appiattimento affettivo, possono<br />
dare origine alla perdita di empatia, ovvero all’incapacità di riconoscere<br />
ed esperire le emozioni provate da altre persone. A tale proposito, studi precedenti<br />
suggeriscono che una riduzione della capacità empatica possa influire<br />
negativamente sul processo di riconoscimento facciale delle emozioni [10,11] . Ci<br />
sono prove, infatti, che le strutture del cervello rispondenti alle emozioni sono<br />
attivate anche durante il processo di identificazione delle stesse emozioni<br />
espresse da altri [10,12] . Tali prove suggeriscono che il danno anatomico o funzionale<br />
di diversi circuiti neurali possa condurre all’incapacità di sperimentare<br />
emozioni così come alla compromissione del riconoscimento delle emozioni<br />
espresse da altri individui.<br />
Negli ultimi anni numerosi studi si sono focalizzati sulla compromissione<br />
del riconoscimento di emozioni facciali in pazienti con MP, con risultati<br />
piuttosto contraddittori [13] anche se la maggior parte di questi studi concorda<br />
nell’identificare una compromissione nel riconoscimento dell’espressione<br />
facciale del disgusto. La possibile correlazione tra apatia e deficit nel<br />
riconoscimento di emozioni facciali nella MP, tuttavia, ha ricevuto poca<br />
attenzione, con evidenze limitate solo all’osservazione che sia l’apatia che il<br />
riconoscimento di emozioni possono essere compromessi dalla stimolazione<br />
profonda del cervello ad alta frequenza a livello dei nuclei subtalamici<br />
(DBS) [14] .<br />
Obiettivi dello studio<br />
Nel nostro studio ci proponiamo di:<br />
1) Indagare, con scale specifiche e validate per valutare i disturbi comportamentali<br />
nelle malattie neurologiche, la relazione tra compromissione del<br />
riconoscimento delle espressioni facciali di emozioni e severità dell’apatia in<br />
un gruppo di pazienti con MP in terapia dopaminergica stabile.<br />
2) Studiare la prevalenza dei disturbi comportamentali, in particolare<br />
dell’apatia, associati a tale disturbo del movimento.<br />
3) Valutare la relazione tra i sintomi psicopatologici e quelli neuropsicologici<br />
nei pazienti con MP.<br />
4) Indagare le differenze nel riconoscimento di espressioni facciali di<br />
emozioni tra pazienti con MP idiopatico e soggetti sani di controllo (HC).<br />
2009 301
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
Attività previste<br />
Soggetti<br />
In questo studio saranno inclusi 70 pazienti affetti da malattia di Parkinson<br />
idiopatico reclutati ambulatorialmente. Saranno, inoltre, reclutati 70 soggetti<br />
sani di controllo di pari età, sesso, scolarità ed appartenenti alla stessa<br />
area geografica dei pazienti con MP.<br />
Criteri di inclusione<br />
• Diagnosi di disturbo del movimento effettuata sulla base di criteri clinico-diagnostici<br />
internazionali [15] .<br />
• Età compresa tra 35 e 85 anni.<br />
• Sottoscrizione di un consenso informato scritto.<br />
Criteri di esclusione<br />
• Presenza di malattie mediche principali gravi (gravi patologie cardiache,<br />
epatiche, renali, del sistema endocrino o metabolico).<br />
• Dipendenza ed abuso di droghe, trauma cranico e disturbi psichiatrici<br />
importanti.<br />
• Comorbilità per altra patologia neurologica.<br />
• Gravi disturbi sensoriali (deficit di vista e di udito) che non permettano<br />
la valutazione.<br />
• Saranno reclutati soggetti di controllo che risulteranno sani ad una<br />
valutazione neurologica e psichiatrica accurata.<br />
Procedure di valutazione<br />
Tutti i pazienti e tutti i soggetti di controllo saranno valutati con una batteria<br />
psicopatologica ed una batteria neuropsicologica.<br />
La batteria psicopatologica comprenderà: Hamilton Depression Rating<br />
Scale [16] , Beck Depression Inventory [17] , Hamilton Anxiety Rating Scale [18] ,<br />
Toronto Alexithymia Scale [19] , Penn Emotional Recognition Test [20] , Snaith-<br />
Hamilton Pleasure Scale [21] , Parkinson Psychosis Rating Scale [22] , Apathy<br />
Rating Scale [8] , Euroquol Rating Scale [23] , criteri diagnostici per apatia [1] ,<br />
depressione, disturbo di panico e disturbo d’ansia generalizzato nella malattia<br />
di Parkinson [24] .<br />
La batteria neuropsicologica comprenderà: Mini Mental State Examination<br />
[25] , Test delle 15 parole di Rey [26] , Wisconsin Card Sorting Test forma<br />
ridotta [27] , Stroop Color-Word Test forma ridotta [28] , Fluidità Verbale Semantica<br />
[26] , Fluidità Verbale Fonologica [26] , Costruzione Frasi [26] , Copia Immediata<br />
e Differita della Figura di Rey [26] .<br />
Solo i pazienti affetti da disturbo del movimento saranno valutati con<br />
una batteria neurologica che comprenderà: anamnesi sociodemografica e<br />
clinica, Unified Parkinson’s Disease Rating Scale parte 1,2,3 [29] , Scala Hoehn<br />
& Yahr [30] .<br />
302 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
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27. Greve KW (2001) Clin Neuropsychol 15: 228-234.<br />
28. Stroop J (1935) J Exper Psychol 18: 643-662.<br />
29. Langston JW, Widner H, Goetz CG et al. (1992) Mov Disord 7: 2-13.<br />
30. Hoehn MM, Yahr MD (1967) Neurology 17: 165-181.<br />
2009 303
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.1.3 – Studio osservazionale sulla mortalità di soggetti anziani<br />
trattati con farmaci antipsicotici<br />
convenzionali e non convenzionali<br />
(Massimo Musicco)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Antipsicotici, anziano, mortalità.<br />
Altri Enti coinvolti: Consiglio Nazionale delle Ricerche (Istituto di Tecnologie<br />
Biomediche); Osservatorio Epidemiologico ASL di Milano.<br />
Descrizione<br />
Gli antipsicotici sono frequentemente utilizzati nelle persone anziane. La<br />
principale indicazione è lo stato confusionale che può essere causato da<br />
numerose malattie e condizioni. Tra le malattie le demenze, quando si accompagnanano<br />
a disturbi psicologici e comportamentali, richiedono spesso l’utilizzo<br />
di questi farmaci. Attualmente sono disponibili antipsicotici di tipo convenzionale<br />
e di tipo non convenzionale. Questi ultimi di più recente immissione<br />
nel mercato sono ritenuti altrettanto efficaci dei farmaci tradizionali ma<br />
gravati di minori effetti indesiderati. È per questo motivo che gli antipsicotici<br />
non convenzionali vengono preferiti nel caso delle persone anziane e più in<br />
generale fragili.<br />
Alcuni studi randomizzati e controllati su soggetti anziani hanno però<br />
evidenziato un eccesso di rischio di eventi cerebrovascolari in pazienti con<br />
demenza assegnati al trattamento con antipsicotici non convenzionali. In conseguenza<br />
di questa segnalazione le autorità sanitarie di tutto il mondo hanno<br />
limitato l’uso di questi farmaci. Anche se nell’anziano con disturbi comportamentali<br />
e spicologici sono innanzitutto consigliati interventi di carattere non<br />
farmacologico l’utilizzo degli antispicotici risulta spesso inevitabile. La limitazione<br />
all’uso degli antipsicotici non convenzionali ha quindi indirettamente<br />
favorito l’uso dei farmaci convenzionali. Non è però oggi noto se gli antipsicotici<br />
convenzionali abbiano un profilo di tollerabilità migliore rispetto ai non<br />
convenzionali.<br />
Obiettivo di questo studio è pertanto quello di valutare e confrontare la<br />
mortalità in anziani esposti al trattamento con antipsicotici convenzionali e<br />
non-convenzionali.<br />
Attività previste<br />
Saranno interrogate le fonti informative sanitarie della città di Milano e<br />
di altre quattro regioni italiane al fine di costruire una coorte di anziani che<br />
utilizzano farmaci antipsicotici. Di questa coorte verrà studiata la mortalità<br />
tramite appropriate tecniche di linkage con gli archivi di mortalità. La mortalità<br />
degli utilizzatori di farmaci tipici verrà confrontata con quella dei farmaci<br />
non convenzionali.<br />
304 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
A.1.4 – Valutazione della memoria prospettica in pazienti con esiti<br />
di trauma cranio-encefalico (Giovanni Augusto Carlesimo)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Trauma cranico, memoria prospettica, funzioni esecutive.<br />
Descrizione<br />
Introduzione<br />
Nella vita quotidiana ciascun individuo è impegnato nella realizzazione di<br />
un insieme di attività o intenzioni tra loro in competizione che, in alcuni casi,<br />
è necessario posticipare nel tempo. Lo studio dei processi cognitivi implicati<br />
in tali funzioni, formalmente comprese nel costrutto teorico di Memoria Prospettica<br />
(MP), rappresenta una tematica emergente per le neuroscienze. L’interesse<br />
scientifico è in parte motivato dalla rilevanza clinica che riveste l’impatto<br />
di un deficit di MP sulla qualità della vita [Burgess 2000; Einstein et al.<br />
1992; Kliegel e Martin 2003]. Dare seguito ad un progetto, assumere una terapia<br />
medica o rispettare un appuntamento sono, infatti, solo alcune delle attività<br />
la cui esecuzione può risultare seriamente compromessa. A tale riguardo,<br />
è stato documentato come i disturbi della MP siano tra i maggiori predittori<br />
di disabilità funzionale in pazienti con patologie neurologiche [Burgess 2000].<br />
Assume particolare rilievo, dunque, la possibilità sia di allestire strumenti psicometrici<br />
che consentano una valutazione puntuale della MP che di raggiungere<br />
una migliore comprensione dei meccanismi neurali implicati, al fine di<br />
acquisire indicazioni utili sulle abilità funzionali dei pazienti e sull’opportunità<br />
di predisporre mirati interventi terapeutici o di assistenza.<br />
Gli studi neuropsicologici finora eseguiti indicano sostanzialmente che: (a)<br />
la MP è precocemente compromessa nelle fasi precliniche della demenza<br />
[Huppert, Beardsall 1993; Jones et al. 2006; Troyer, Murphy 2007]; (b) le<br />
lesioni corticali prefrontali hanno un’alta probabilità di produrre deficit di MP<br />
[Burgess 2000; Burgess, Shallice 1997]; (c) la MP è particolarmente vulnerabile<br />
in quei soggetti in cui è presente una disregolazione dei circuiti dopaminergici<br />
fronto-striatali [Costa et al. 2008a; Costa et al. 2008b; Kliegel et al. 2005].<br />
Uno spazio particolare in questo ambito di ricerca è stato dedicato allo<br />
studio della MP in persone colpite da trauma cranio-encefalico (TCE). È noto<br />
che in questi pazienti il deficit cognitivo è caratterizzato prevalentemente da<br />
un coinvolgimento dell’attenzione, delle funzioni esecutive e della memoria<br />
dichiarativa in relazione ad una sofferenza delle strutture fronto-temporali<br />
dell’encefalo [De Luca et al. 2000; Levin 1995; Levin e Kraus 1994]. I dati sull’efficienza<br />
della MP in questi pazienti sono sostanzialmente coerenti con<br />
quanto appena riportato, evidenziandone una significativa riduzione [Carlesimo<br />
et al. 2004; Henry et al. 2007].<br />
Secondo alcune ipotesi, il deficit di MP che colpisce i pazienti con TCE<br />
potrebbe dipendere da: (a) una riduzione delle capacità di memoria retrospettiva;<br />
(b) una difficoltà ad utilizzare strategie di monitoraggio e organizzazione<br />
dell’informazione; (c) un’alterazione della capacità di avviare spontaneamente<br />
2009 305
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
comportamenti finalizzati. Inoltre, in una prospettiva neurobiologica, è stata<br />
alternativamente ipotizzata un’associazione tra deficit di MP e una sofferenza<br />
delle strutture temporo-mesiali ovvero frontali dell’encefalo [Carlesimo et al.<br />
2004; Henry et al. 2007]. Se, da un lato, dunque, la MP appare compromessa<br />
nei pazienti con TCE, dall’altro lato, non è chiara quale sia la natura del deficit.<br />
L’obiettivo dello studio è quello di valutare i deficit di MP in persone che<br />
hanno subito un trauma cranico e di esaminarne la relazione con i processi di<br />
memoria dichiarativa ed esecutivi. Un ulteriore obiettivo è di indagare l’associazione<br />
tra deficit di MP e la localizzazione e l’estensione di specifiche lesioni<br />
cerebrali.<br />
Soggetti e metodi<br />
Parteciperanno allo studio 20 pazienti con esiti stabilizzati di grave TCE e<br />
20 soggetti di controllo sani (HCs) dopo avere dato il proprio consenso informato.<br />
In base ai risultati di una batteria di test neuropsicologici, saranno<br />
inclusi nello studio 10 pazienti TCE con un profilo neuropsicologico di tipo<br />
amnesico ed un secondo gruppo di 10 soggetti con un profilo disesecutivo.<br />
Per la valutazione della MP sarà allestita una procedura event-based. In<br />
generale, i paradigmi event-based richiedono che il soggetto si ricordi spontaneamente<br />
l’intenzione di eseguire una determinata azione alla presentazione<br />
di uno stimolo target mentre lo stesso è impegnato in una attività intercorrente<br />
o ongoing task. Nel nostro caso, l’ongoing task consiste nella riproduzione<br />
verbale di sequenze di 4 parole nell’ordine di presentazione ovvero nell’ordine<br />
inverso. Il compito propriamente di MP consiste nel fatto che all’apparire<br />
tra le parole della sequenza di una parola precedentemente definita<br />
come target (le parole target potranno essere una ovvero quattro in blocchi<br />
diversi), il soggetto dovrà attivarsi premendo un tasto sulla tastiera. Saranno<br />
calcolati due punteggi separati per l’accuratezza del compito MP e dell’ongoing<br />
task. Inoltre, relativamente al compito di MP saranno anche registrati i<br />
falsi allarmi ed i tempi di risposta. Alla conclusione di ciascun blocco sperimentale,<br />
la memoria per le parole target sarà valutata tramite una prova di<br />
recall ed un prova di riconoscimento.<br />
La batteria neuropsicologica e la valutazione della MP saranno somministrate<br />
in due sessioni diverse in giorni consecutivi.<br />
Analisi dati<br />
Saranno eseguiti confronti principali relativamente alla prestazione nel<br />
compito di MP tra il gruppo dei pazienti con TCE e quello degli HCs. Nei<br />
pazienti con TCE, saranno inoltre valutate le possibili correlazioni tra le prestazioni<br />
al test di MP e le prestazioni ai test di memoria e di funzioni esecutive<br />
e l’estensione e la localizzazione delle lesioni cerebrali.<br />
Risultati attesi<br />
Il principale risultato atteso è che i pazienti con TCE siano compromessi<br />
rispetto agli HCs nella componente di MP del compito sperimentale. Ci si<br />
attende inoltre che i due sottogruppi con TCE abbiano prestazioni deficitarie<br />
306 2009
nel compito di MP per ragioni diverse: (a) il gruppo con profilo disesecutivo<br />
per una difficoltà ad attivare l’esecuzione del compito al presentarsi dell’evento<br />
target senza presentare difficoltà nel ricordo dell’evento stesso; (b) il<br />
gruppo con profilo amnesico per una difficoltà specifica a ricordare lo stimolo<br />
target associato all’intenzione. Una ulteriore prediction è relativa alla localizzazione<br />
delle lesioni cerebrali nei due sottogruppi. In particolare, ci si attende<br />
che nel gruppo con profilo cognitivo amnesico risultino prevalentemente<br />
coinvolte le strutture temporali mentre, differentemente, nel gruppo con profilo<br />
disesecutivo dovrebbero essere maggiormente interessate le regioni frontali<br />
dell’encefalo.<br />
– Burgess PW (2000) Psychological Research 63: 279-288.<br />
– Burgess PW, Shallice T (1997) In: Conway MA (eds) Cognitive models of memory.<br />
Hove: Psychology Press.<br />
– Carlesimo GA, Casadio P, Caltagirone C (2004) Journal of the International Neuropsychological<br />
Society 10: 679-688.<br />
– Costa A, Peppe A, Brusa L, Caltagirone C, Gatto I, Carlesimo GA (2008a) Journal of<br />
the International Neuropsychological Society 14: 601-610.<br />
– Costa A, Peppe A, Caltagirone C, Carlesimo GA (2008b) Neuropsychology 22: 283-<br />
292.<br />
– De Luca J, Schultheis MT, Madigan NK, Christodoulou C, Averill A (2000) Archives<br />
of Physical Medicine and Rehabilitation 81: 1327-1333.<br />
– Einstein GO, Holland LJ, McDaniel MA, Guynn MJ (1992) Psychology and aging<br />
1: 471-478.<br />
– Henry JD, Phillips LH, Crawford JR, Kliegel M, Theodorou G, Summers F (2007)<br />
Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology 29: 457-466.<br />
– Huppert FA, Beardsall L (1993) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology<br />
15: 805-821.<br />
– Jones S, Livner A, Backman L (2006) Neuropsychology 20: 144-152.<br />
– Kliegel M, Martin M (2003) International Journal of Psychology 38: 193-194.<br />
– Kliegel M, Phillips LH, Lemke U, Kopp UA (2005) Journal of Neurology, Neurosurgery<br />
and Psychiatry 76: 1501-1505.<br />
– Levin H (1995) Journal of Neurotrauma 12: 601-610.<br />
– Levin H, Kraus MF (1994) The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences<br />
6: 443-454.<br />
– Troyer AM, Murphy KJ (2007) Journal of the International Neuropsychological<br />
Society 13: 365-369.<br />
Attività previste<br />
• Selezione campione di studio.<br />
• Raccolta dati demografici e cognitivi.<br />
• Raccolta dati di neuroimaging.<br />
• Analisi ed elaborazione statistica dei dati preliminari.<br />
Neurologia clinica e comportamentale<br />
2009 307
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.1.5 – Valutazione multidimensionale neuropsicologica,<br />
comportamentale, e neuroradiologica di soggetti<br />
con Mild Cognitive Impairment e demenza di Alzheimer:<br />
analisi trasversale e longitudinale dell’anosognosia<br />
come predittore di decorso clinico (Gianfranco Spalletta)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Demenza di Alzheimer, consapevolezza di malattia, comportamento.<br />
Altri Enti coinvolti: Ospedale Sant’Andrea di Roma; Policlinico di Roma Tor<br />
Vergata.<br />
Descrizione<br />
Introduzione<br />
Col termine “ demenza ” si intende un grave disturbo neurodegenerativo<br />
che colpisce il Sistema Nervoso Centrale, caratterizzato da una complessa e<br />
multivariata fenomenologia, costituita da modificazioni cognitive, funzionali<br />
e psichiatriche. Tra le demenze primarie più diffuse la malattia di Alzheimer<br />
(AD) ha una prevalenza nettamente superiore alle altre forme (80-90% a<br />
seconda degli studi). Il tasso di prevalenza varia da meno dell’1% per le persone<br />
al di sotto dei 60 anni a più del 40% per gli anziani al di sopra di 85 anni.<br />
Per porre la diagnosi di AD, secondo i criteri diagnostici pubblicati (DSM-IV,<br />
ICD-10, NINCDS-ADRDA), deve essere documentata la presenza di un deterioramento<br />
cognitivo caratterizzato da compromissione della memoria e altri<br />
ambiti cognitivi (es. prassia, linguaggio, funzioni esecutive) di gravità tale da<br />
interferire con l’autonomia funzionale del paziente. Tali disturbi non devono<br />
essere accompagnati da alterazioni dello stato di coscienza e devono essere<br />
presenti per un periodo minimo di 6 mesi.<br />
In fase iniziale, il deterioramento è tipicamente a carico della memoria<br />
episodica, mentre con l’avanzare del processo dementigeno, la compromissione<br />
si estende sia ad altri settori della memoria che ad altri domini cognitivi<br />
come abilità visuospaziali e funzioni esecutive. I disturbi comportamentali<br />
più frequenti sono: depressione, apatia, ansia, comportamento motorio aberrante,<br />
irritabilità, ritiro sociale.<br />
La consapevolezza di malattia appare generalmente intatta in fase iniziale<br />
e spesso correlata alla presenza di depressione, mentre negli stadi più avanzati<br />
si assiste a una progressiva perdita di insight (anosognosia) [1] . La sottovalutazione<br />
dei deficit induce i pazienti con AD a non sviluppare alcuna strategia<br />
compensatoria, aumenta il rischio di comportamenti pericolosi e aggrava<br />
lo stress a carico del caregiver [2-4] . La fenomenologia dell’anosognosia appare<br />
ben descritta in letteratura, in particolare alcuni studi suggeriscono che i<br />
pazienti con AD mostrano una ridotta consapevolezza per i deficit cognitivi ed<br />
affettivi, mentre la consapevolezza dei problemi di area psichiatrica e comportamentale<br />
sarebbe preservata più a lungo [1] . Alcune ricerche hanno messo<br />
308 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
in evidenza delle correlazioni positive tra anosognosia nell’AD ed alcune variabili<br />
demografiche e cliniche, in particolare l’età d’esordio della malattia, la<br />
durata della malattia, cambiamenti di personalità e/o d’umore significativi,<br />
tratti di personalità antecedenti alla malattia, e strategie di coping verso la<br />
malattia [5-7] , il livello d’istruzione e la condizione lavorativa antecedente all’esordio<br />
di malattia [8] . Al contrario, i correlati neuroanatomici non sono ancora<br />
stati identificati chiaramente. Infatti, il coinvolgimento delle aree cerebrali<br />
frontali e parieto-temporali e dell’ippocampo [9-14] è stato descritto in numerosi<br />
studi, tuttavia, lo specifico ruolo di queste aree nell’anosognosia non è stato<br />
ancora spiegato.<br />
Un altro filone di ricerca si è concentrato sui correlati neuropsicologici<br />
dell’anosognosia nell’AD. Numerosi studi hanno evidenziato un’elevata associazione<br />
tra anosognosia e funzioni esecutive [15-17] ,memoria verbale, comprensione<br />
verbale, fluenza semantica verbale e memoria visiva [3,13] .<br />
Recentemente, il tema della consapevolezza di malattia è stato indagato<br />
anche nel Mild Cognitive Impairment (MCI). In effetti, benché le lamentele<br />
soggettive rispetto ai disturbi di memoria rappresentino un criterio diagnostico<br />
dell’MCI, è stato ipotizzato che una riduzione della consapevolezza dell’entità<br />
dei disturbi possa rappresentare un indice predittivo di conversione in AD [18-21] .<br />
Obiettivi<br />
In questo studio ci proponiamo di:<br />
1) Indagare con scale specifiche, validate per indagare i disturbi di consapevolezza<br />
di malattia, la frequenza dell’anosognosia nei soggetti con malattia<br />
di Alzheimer e con MCI ed evidenziare possibili differenze nella consapevolezza<br />
di malattia nei due gruppi di pazienti.<br />
2) Approfondire le conoscenze sui disturbi cognitivi correlati all’anosognosia.<br />
3) Indagare i correlati neuroanatomici cerebrali dell’anosognosia nell’AD<br />
e nell’MCI.<br />
Attività previste<br />
Soggetti<br />
Nello studio saranno inclusi 50 soggetti con demenza di Alzheimer probabile<br />
(AD) di grado lieve-moderato, 50 soggetti con diagnosi di Mild Cognitive<br />
Impairment (MCI) e 50 soggetti sani di controllo.<br />
Criteri di inclusione<br />
• Età superiore ai 50 anni.<br />
• Diagnosi di probabile AD secondo i criteri NINCDS-ADRDA [22] o diagnosi<br />
di MCI secondo i criteri proposti da Petersen et al. [23] .<br />
Criteri di esclusione<br />
• Presenza in anamnesi di stroke o traumi cerebrali pregressi.<br />
• Comorbidità con altre patologie neurologiche.<br />
2009 309
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
• Gravi malattie internistiche, comorbidità con disturbi psichiatrici (es.:<br />
schizofrenia).<br />
• Presenza in anamnesi di abuso di alcol e/o sostanze stupefacenti.<br />
Procedure di valutazione di Risonanza Magnetica Strutturale<br />
Tutti i pazienti e tutti i soggetti di controllo saranno sottoposti ad una<br />
risonanza magnetica 3 Tesla con metodica T1 pesata ad alta risoluzione e<br />
metodica di Diffusion Tensor Imaging.<br />
Batteria Neuropsicologica<br />
I pazienti con AD e MCI saranno valutati al baseline (giorno 0), a 6 mesi e<br />
a 12 mesi dalla prima valutazione.<br />
A tutti i soggetti sarà anche somministrata una batteria completa di test<br />
neuropsicologici quali: test di memoria verbale a breve e a lungo termine<br />
(Test delle 15 parole di Rey a richiamo immediato e differito) test di memoria<br />
visuo-spaziale a breve e a lungo termine (Memoria visiva immediata, Rievocazione<br />
della figura complessa di Rey-Osterrieth); test di shifting dell’attenzione<br />
e pianificazione frontale (test di Stroop, Modified Wisconsin Card Sorting<br />
Test); prove di prassia costruttiva elementare (Copia di figure a mano libera e<br />
con elementi di programmazione) e complessa (Copia della figura di Rey-<br />
Osterrieth); test di attenzione semplice e divisa (Barrage doppio); test di<br />
livello intellettivo (Matrici Progressive Colorate di Raven ‘47); test per lo screening<br />
cognitivo (Mini Mental State Examination); test di linguaggio (Fluenza<br />
verbale fonologica e semantica, Costruzione di frasi).<br />
I soggetti di controllo effettueranno la valutazione completa una sola<br />
volta.<br />
Valutazione dell’anosognosia<br />
A tutti i pazienti con AD e MCI saranno somministrati i seguenti test:<br />
Awareness Questionnaire for Dementia (AQ-D) [24] e Memory Insight Questionnaire<br />
[2] .<br />
1. Rankin KP, Baldwin E, Pace-Savitsky C, Kramer JH, Miller BL (2005) J Neurol<br />
Neurosurg Psychiatry 76: 632-639.<br />
2. Marková IS, Berrios GE, Hodges JR (2004) Neurol Psychiatry Brain Res 11: 115-<br />
126.<br />
3. Starkstein SE, Jorge R, Mizrahi R, Robinson RG (2006) J Neurol Neurosurg Psychiatry<br />
77: 719-725.<br />
4. Starkstein SE, Jorge R, Mizzahi R, Adrian J, Robinson RG (2007) Eur J Neurol<br />
14: 455-460.<br />
5. Gainotti G (1975) Psychiatr Clin (Basel) 8: 99-108.<br />
6. Ownsworth T, Clare L, Morris R (2006) Neuropsychol Rehabil 16: 415-438.<br />
7. Trouillet R, Gely-Nargeot MC, Derouesne C (2003) Psychol Neuropsychiatr Vieil 1:<br />
99-110.<br />
8. Spitznagel MB, Tremont G (2005) Arch Clin Neuropsychol 20: 505-515.<br />
9. Reed BR, Jagust WJ, Coulter L (1993) J Clin Exp Neuropsychol 15: 231-244.<br />
310 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
10. Antoine C, Antoine P, Guermonprez P, Frigard B (2004) Encephale 30: 570-577.<br />
11. Derousné C, Thibault S, Lagha-Pierucci S, Bandouin-Madec V, Ancri D, Lacomblez<br />
L (1999) Int J Geriatr Psychiatry 14: 1019-1030.<br />
12. Harwood DG, Sultzer DL, Feil D, Monserratt L, Freedman E, Mandelkern MA<br />
(2005) Am J Geriatr Psychiatry 13: 934-941.<br />
13. Salmon E, Perani D, Herholz K, Marique P, Kalbe E, Holthoff V, Delbeuck X,<br />
Beuthien-Baumann B, Pelati O, Lespagnard S, Collette F, Garraux G (2006) Hum<br />
Brain Mapp 27: 588-597.<br />
14. Salmon E, Ruby P, Perani D, Kalbe E, Laureys S, Adam S, Collette F (2005) Prog<br />
Brain Res 150: 287-298.<br />
15. Gil R, Arroyo-Anllo EM, Ingrand P, Gil M, Neau JP, Ornon C, Bonnaud V (2001)<br />
Acta Neurol Scand 104: 296-300.<br />
16. Michon A, Deweer B, Pillon B, Agid Y, Dubois B (1994) J Neurol, Neurosurg<br />
Psychiatry 57: 805-809.<br />
17. Kashiwa Y, Kitabayashi Y, Narumoto J, Nakamura K, Ueda H, Fukui K (2005)<br />
Psychiatry and Clinical Neuroscience 59: 697-704.<br />
18. Clement F, Belleville S, Gauthier S (2008) J Int Neuropsychol Soc 14: 222-232.<br />
19. Ries ML, Jabbar BM, Schmitz TW, Trivedi MA, Gleason CE, Carlsson CM, Rowley<br />
HA, Asthana S, Johnson SC (2007) J Int Neuropsychol Soc 13: 450-461.<br />
20. Tabert MH, Albert SM, Borukhova-Milov L, Camacho Y, Pelton G, Liu X, Stern<br />
Y, Devanand DP (2002) Neurology 58: 758-764.<br />
21. Vogel A, Hasselbalch SG, Gade A, Ziebell M, Waldemar G (2005) Int J Geriatr<br />
Psychiatry 20: 238-246.<br />
22. McKhann G, Drachman D, Folstein M, Katzman R, Price D, Stadlan EM (1984)<br />
Neurology 34: 939-944.<br />
23. Petersen RC, Smith GE, Waring SC, Ivnik RJ, Tangalos EG, Kokmen E (1999)<br />
Arch Neurol 56: 303-308.<br />
24. Migliorelli R, Teson A, Sabe L, Petracca G, Petracchi M, Leiguarda R, Starkstein<br />
SE (1995) J Neuropsychiatry Clin Neurosci 7: 338-344.<br />
2009 311
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.2 – INDICI PREDITTIVI DI EFFICACIA RIABILITATIVA DEL DEFICIT COGNITIVO<br />
NEI PAZIENTI NEUROLOGICI<br />
A.2.1 – Electronic health record in day hospital neuromotorio<br />
(Roberta Annicchiarico)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Cartella clinica, database, riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
ll complesso ambiente dell’assistenza sanitaria è uno degli argomenti centrali<br />
della politica e dell’attività di governo, in Italia e in tutte le nazioni avanzate.<br />
Le sfide che occorre affrontare vanno dal controllo dei costi ad un servizio<br />
ai pazienti sempre più personalizzato ed evoluto. Le tecnologie informatiche<br />
e delle telecomunicazioni possono avere un ruolo fondamentale nel processo<br />
di trasformazione in atto. Ciò presuppone un cambiamento tecnologico<br />
e organizzativo rilevante se si vuole colmare il divario tra le soluzioni che<br />
sono oggi presenti in Sanità e le aspettative che hanno i cittadini e gli operatori<br />
della salute. A tale proposito viene utilizzato il termine eHealth per indicare<br />
la pratica dell’healthcare attraverso il supporto di strumenti informatici,<br />
personale specializzato e tecniche di comunicazione medico-paziente.<br />
L’eHealth è quindi il complesso delle risorse, soluzioni e tecnologie informatiche<br />
di rete applicate alla salute ed alla sanità.<br />
La domanda in ambito sanitario si sta indirizzando verso soluzioni sempre<br />
più sofisticate nelle quali l’integrazione, l’interoperabilità e la condivisione<br />
dei dati diventano sempre più importanti, insieme alla richiesta di soluzioni<br />
fruibili non soltanto nei tradizionali ambiti operativi ma anche in un contesto<br />
allargato nel quale rientrano i medici di famiglia, le farmacie, gli operatori<br />
socio-sanitari e i pazienti stessi. È necessario pertanto accelerare il passaggio<br />
dalla carta ai moduli elettronici per tutti quei processi, ancora oggi tanti, che<br />
sono basati su supporti tradizionali (carta, fax, telefono, ecc.), nonché creare<br />
degli strumenti interni a ciascuna azienda per archiviare, reperire e condividere<br />
i documenti, creando dei “ ponti ” per collegare le isole che oggi formano<br />
l’arcipelago all’interno delle aziende dalla sanità.<br />
Occorre poi creare delle infrastrutture per collegare i processi sanitari<br />
interni al mondo esterno, così da supportare la continuità di cura con adeguati<br />
strumenti informatici. Non si tratta soltanto di inviare e ricevere documenti<br />
in formati standard e aperti, ma di rendere accessibili dall’esterno<br />
alcuni processi aziendali con un’architettura orientata ai servizi (SOA – Service<br />
Oriented Architecture), così da consentire, per esempio, non solo la<br />
prenotazione via Web, ma anche la condivisione e l’impegno delle risorse in<br />
ambiti locali o regionali, come è il caso dei SovraCUP o CUP di area vasta,<br />
oppure l’accesso alla cartella clinica del paziente da parte del medico di<br />
famiglia.<br />
312 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
Si tratta dunque di un cambiamento sostanziale nel modo di concepire<br />
l’informatica sanitaria che deve, in risposta ai nuovi scenari, ampliare il<br />
punto di vista dalle applicazioni alle infrastrutture, dalle funzioni ai servizi,<br />
ed essere basata su architetture coerenti con i nuovi modelli della sanità.<br />
Occorre quindi una visione integrata e un approccio sistematico alle nuove<br />
esigenze, che non può limitarsi all’adattamento o all’implementazione di<br />
nuove funzioni nelle tradizionali applicazioni sanitarie, ma deve poggiare su<br />
tecnologie, infrastrutture e strumenti di nuova generazione progettati in<br />
questa chiave.<br />
Obiettivo<br />
Il progetto da noi proposto prevede la realizzazione di un Electronic<br />
Health Record (EHR)integrato all’interno di una piattaforma informatica<br />
completa, sicura ed efficiente per connettere informazioni, persone, sistemi e<br />
dispositivi. Tale EHR verrà creato per rispondere alle esigenze di una struttura<br />
di Day Hospital, dovrà pertanto garantire la possibilità di ricevere le<br />
informazioni dagli ospedali e possibilmente essere pensata per poter scambiare<br />
informazioni con il domicilio del paziente ed il suo care-giver.<br />
Obiettivi principali del nostro progetto sono:<br />
– creare un database;<br />
– migliorare la qualità dell’informazione;<br />
– migliorare lo scambio di informazione con il care-giver;<br />
– migliorare la qualità dell’assistenza;<br />
– migliorare la pianificazione delle attività quotidiane del paziente.<br />
La creazione di una banca dati rappresenta ormai un requisito fondamentale<br />
per garantire all’utente un servizio di qualità; infatti è solo attraverso<br />
la conoscenza e l’elaborazione dei dati raccolti nel tempo che è possibile<br />
migliorare i servizi e sviluppare ricerca scientifica. Naturalmente le informazioni<br />
che vengono trasmesse devono essere di buona qualità e devono essere<br />
sicure. Un canale efficiente e sicuro attraverso cui far fluire le informazioni è<br />
in grado di snellire pratiche abiltualmente indaginose risultando in una ottimizzazione<br />
delle risorse e in una migliore organizzazione delle attività che il<br />
paziente deve svolgere quotidianamente.<br />
– American College of Physicians. ACP Revitalization Summit, 1-2 November 2003.<br />
Revitalization theme 2. Accessed at www.acponline.org/revitalization/summit.htm<br />
on 12 April 2005.<br />
– Doctors’ office quality-information technology. Accessed at www.doqit.org<br />
/dcs/ContentServer?pagename=DOQIT/DOQITPage/PageTemplate on 12 April<br />
2005.<br />
– Poon EG, Jha AK, Christino M et al. (2006) BMC Medical Informatics and Decision<br />
Making 6(1):1.<br />
– The Center for Information Technology Leadership. The value of healthcare information<br />
exchange and interoperability. Washington, DC: Healthcare Information<br />
and Management Systems Society. Accessed at www.citl.org on 12 April 2005.<br />
2009 313
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
Attività previste<br />
Il sistema sarà in grado di gestire e pianificare la programmazione delle<br />
diverse attività del paziente grazie ad un collegamento con i diversi laboratori<br />
e servizi (radiologia, laboratorio analisi, neuropsicologia, ambulatori, ecc.)<br />
attraverso cui invia e riceve richieste e risposte di esami; inoltre, avendo tutte<br />
queste informazioni è in grado di pianificare punto per punto la giornata del<br />
singolo paziente.<br />
Nei primi 12 mesi si lavorerà alla realizzazione di:<br />
• sistema multi-user;<br />
• sistema sicuro;<br />
• sistema aperto e facilmente adattabile alle nuove necessità;<br />
• interazione con i programmi pre-esistenti;<br />
• definizione delle esigenze proprie di un Day-Hospital Neuromotorio.<br />
A.2.2 – iWALKER: un nuovo supporto per la deambulazione<br />
(Roberta Annicchiarico)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Disabilità, intelligenza artificiale, riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
La transizione demografica che ha portato all’invecchiamento della popolazione,<br />
verificatasi prima in Europa e più recentemente nei Paesi in via di<br />
sviluppo, rappresenta un fenomeno, tuttora in espansione, che ha determinato<br />
radicali mutamenti delle strategie sanitarie con una spinta verso la<br />
ricerca di nuovi modelli assistenziali. Questo progressivo invecchiamento<br />
della popolazione e l’aumento del numero di persone che sopravvivono alle<br />
condizioni di acuzie delle malattie hanno determinato non solo un aumento<br />
del numero di anziani ma anche un aumentato numero di soggetti disabili.<br />
Nel tentativo di cercare le soluzioni più appropriate per soddisfare i bisogni di<br />
questa fascia di popolazione, vogliamo proporre un progetto che sia fondato<br />
sull’integrazione di alcune fra le “ nuove tecnologie ”, specificamente studiate<br />
per individui anziani e disabili, e sulle loro possibilità di applicazione partendo<br />
dall’impiego degli agenti intelligenti (software agents) e della robotica,<br />
fino alle reti informatiche integrate nell’ambiente, che rendono facile l’accesso<br />
ad una serie di servizi grazie all’uso di semplici interfacce “ easy-to-use ”.<br />
Scopo principale del progetto da noi proposto è quello di offrire una supporto<br />
robotico per la mobilità – iWALKER – che integrato all’interno di un<br />
ambiente intelligente darà la possibilità agli anziani e disabili di vivere in<br />
maniera autonoma al proprio domicilio svolgendo le attività della vita quotidiana<br />
e svolgendo in maniera autonoma le cure necessarie alla propria salute<br />
diminuendo il carico di lavoro sui care-giver. Gli utenti avranno anche la<br />
opportunità di proseguire le loro relazioni sociali e potranno continuare a<br />
314 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
spostarsi all’interno del proprio quartiere in maniera autonoma e sicura. Una<br />
caratteristica molto cruciale del iWALKER da noi proposto è costituita dalla<br />
sua personalizzazione che gli permette di interagire con l’utente in maniera<br />
direttamente proporzionale al grado di disabilità senza mai eccedere con<br />
l’aiuto. In questo modo viene garantito il massimo utilizzo delle capacità dell’utente.<br />
Il nostro progetto non si limita ad offrire supporti che gli utenti potranno<br />
utilizzare in maniera passiva ma prevede la realizzazione di un programma<br />
più complesso, ad ampio spettro, che prevede la valutazione dell’ambiente in<br />
cui gli utenti vivono con una riduzione dei potenziali fattori di rischio (compatibilmente<br />
con gli impedimenti strutturali) ed una valutazione dell’utente<br />
per valutare la sua performance fisica.<br />
La nostra target population è rappresentata da soggetti anziani, da<br />
anziani fragili e da soggetti affetti da disabilità motoria ma anche cognitiva di<br />
grado lieve. Infatti, bisogna considerare che molte delle attività diarie sia di<br />
gestione all’interno della casa sia al di fuori prevedono il coinvolgimento della<br />
mobilità, tuttavia le stesse prevedono anche un uguale coinvolgimento delle<br />
capacità cognitive per poter essere compiute in maniera adeguata.<br />
Obiettivo della nostra ricerca è quello di prospettare una nuova soluzione<br />
per aumentare l’autonomia e per migliorare la qualità della vita degli anziani<br />
fragili e da soggetti affetti da disabilità motoria ma anche cognitiva di grado<br />
lieve attraverso l’uso di un iWALKER<br />
Grazie al iWALKER da noi progettato saranno offerti agli utenti una serie<br />
di servizi, in particolare:<br />
1. Daily living activity at home:<br />
– Mobilità:<br />
• Assistenza negli spostamenti in spazi interni (Navigazione indoor);<br />
• Trasferimenti;<br />
• Assistenza nella preparazione dei pasti;<br />
• Assistenza nel vestirsi;<br />
• Agenda;<br />
• Allarme.<br />
2. Daily living activity outdoor:<br />
– Mobilità:<br />
• Assistenza negli spostamenti in spazi esterni (Navigazione outdoor);<br />
• Fare la spesa;<br />
• Andare in luoghi pubblici;<br />
• Allarme.<br />
3. Daily care:<br />
• Assistenza nella assunzione della terapia farmacologica;<br />
• Monitorizzazione dei parametri vitali.<br />
Per lo svolgimento del nostro progetto il campione sarà selezionato tra<br />
pazienti volontari afferenti alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
Per la valutazione funzionale dei soggetti esaminati nella nostra ricerca<br />
gli strumenti che utilizzeremo sono i seguenti:<br />
2009 315
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
– valutazione funzionale (Barthel Index – Mahoney 1965);<br />
– valutazione cognitiva (MMSE – Folstein 1975, Letter cancellation task –<br />
Vallar 1994; Trail Making Test – Giovagnoli 1996);<br />
– valutazione del tono dell’umore (Hamilton – 1969);<br />
– valutazione da parte dell’utente dell’impatto di uso del prototipo:<br />
PIADS (Psychosocial Impact of Assistive Devices Scale).<br />
– Camarinha-Matos LM, Afasarmanesh H (2001) WSES 279-284.<br />
– Folstein MF, Folstein SE, McHugh PR (1975) Journal of Psychiatric Research 12:<br />
189-198.<br />
– Mahoney FI, Barthel D (1965) Maryland State Medical Journal 14: 56-61.<br />
– Giovagnoli AR, Del Pesce M, Mascheroni S, Simoncelli M, Laiacona M, Capitani E<br />
(1996) Italian Journal of Neurological Sciences 17: 305-309.<br />
– Vallar G, Rusconi ML, Fontana M, Musicco S (1994) Archivio di Psicologia, Neurologia<br />
e Psichiatria 55: 827-841.<br />
– Hamilton M (1960) J Neurol Neurosurg Psychiatry 23: 56-62.<br />
– Hamilton M (1969) Br J Psychiatry 3(special publication): 76-79.<br />
– Day H, Jutai J (1996) Canadian Journal of Rehabilitation 9: 159-168.<br />
Attività previste<br />
Durante il primo anno si lavorerà contemporaneamente su due fronti:<br />
tecnico (in collaborazione con la Università Politecnica di Catalunya) e<br />
medico.<br />
Tecnico<br />
• Disegno del iWALKER.<br />
• Adattamento di un tradizionale deambulatore.<br />
• Disegno delle tecnologie necessarie per la implementazione.<br />
• I fase di implementazione della tecnologia.<br />
Medico<br />
• Definizione della target population.<br />
• Definizione dei requisiti fondamentali del iWALKER.<br />
• Definizione delle caratteristiche ergonomiche.<br />
A.2.3 – Studio clinico e strumentale in una popolazione di soggetti<br />
affetti da Mild Cognitive Impairment per la ricerca di fattori<br />
di rischio vascolari predittivi di uno sviluppo di un quadro<br />
di demenza (Elio Troisi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Mild Cognitive Impairment, neurosonologia, outcome.<br />
316 2009
Descrizione<br />
Un miglioramento dell’aspettativa di vita ha portato un aumento del<br />
numero di persone con deficit cognitivi nell’età avanzata. Il trattamento precoce<br />
di questi disturbi è ora diventato un obiettivo prioritario. Il quadro dei<br />
pazienti con un iniziale e moderato deterioramento cognitivo [Mild Cognitive<br />
Impairment (MCI)] è uno stadio in cui le persone hanno precoci segni<br />
neuropatologici di demenza ma che ancora non soddisfano completamente<br />
i criteri clinici per tale diagnosi [1,2] In questi pazienti con MCI la transizione<br />
verso la demenza è frequente [3] , ma comunque permane una significativa<br />
percentuale di persone con MCI che rimangono stabili e non sviluppano<br />
demenza.<br />
Molti fattori contribuiscono ad una cascata di eventi non solo a livello<br />
molecolare che conducono a processi degenerativi cerebrali. L’invecchiamento<br />
è sicuramente il fattore predominante. La produzione di radicali liberi,<br />
lo stress ossidativo e le alterazioni nell’omeostasi del calcio coincidono in<br />
diversi stadi alla ridotta efficacia della clearance dell’amiloide ed alle malattie<br />
cerebrovascolari. Questo causa il danno sinaptico, la perdita dei neurotrasmettitori<br />
e dei recettori e l’infiammazione che comportano la morte neuronale<br />
e il conseguente sviluppo della sindrome clinica del deterioramento<br />
cognitivo. Fattori di rischio vascolari in una popolazione adulta sono stati<br />
associati con lo sviluppo nell’età avanzata di MCI [4] . Il contributo delle lesioni<br />
vascolari al deficit cognitivo può anche spiegare alcune eterogeneità nel MCI,<br />
e il loro riconoscimento e trattamento può avere una notevole influenza sull’evoluzione<br />
clinica della demenza [5] . Questo è stato ben dimostrato dalla ridotta<br />
frequenza a sviluppare un decadimento cognitivo nei pazienti ipertesi, senza<br />
deficit cognitivi, a cui veniva somministrato uno specifico trattamento antiipertensivo<br />
[6] .<br />
L’obiettivo del nostro studio sarà quello di provare ad identificare per<br />
mezzo dell’analisi di specifici fattori di rischio vascolari, sia clinici che strumentali,<br />
un sottotipo di pazienti con MCI che abbia una aumentata possibilità<br />
di sviluppare una sindrome clinica di demenza.<br />
Attività previste<br />
Neurologia clinica e comportamentale<br />
Tutti i pazienti con sospetto deterioramento cognitivo afferenti alla <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, al momento dell’inclusione nello studio, saranno sottoposti<br />
a valutazione neurologica, fisiatrica, cardiologica, ad ECG, Ecocardiografia e<br />
RMN encefalo. In aggiunta, in ogni paziente sarà eseguita una analisi ematochimica<br />
completa ed una raccolta anamnestica con particolare attenzione ai<br />
maggiori fattori di rischio vascolari. Infine tutti i pazienti eseguiranno una<br />
attenta valutazione neuropsicologica per una corretta definizione del quadro<br />
delle funzioni cognitive superiori [7] . Saranno esclusi soggetti con significative<br />
stenosi carotidee o intracraniche/stenosi (> 70%) e/o storia di pregresse malattie<br />
cerebrovascolari o segni neurologici focali.<br />
I pazienti inclusi nello studio, oltre ad una valutazione neuro sonografica<br />
standard dei vasi intra ed extra cranici con particolare attenzione allo studio<br />
dello spessore intima-media, svolgeranno uno studio dell’emodinamica cere-<br />
2009 317
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
brale per mezzo del Doppler transcranico [8] . Utilizzando un sistema di registrazione<br />
bilaterale e continuo, le velocità di flusso delle due arterie cerebrali<br />
medie, ogni paziente sarà sottoposto a monitoraggio per un periodo sufficiente<br />
ad assicurare valori costanti in condizioni di riposo. La capacità di<br />
adattamento a stimolo ipercapnico sarà valutata con il test di apnea [9] che<br />
consiste in dettaglio nella valutazione delle modificazioni velocitometriche al<br />
passaggio da una condizione di respirazione normale alla fine di una apnea<br />
di 30 secondi (indice di apnea BHI: [velocità di flusso alla fine dell’apnea -<br />
velocità di flusso in normocapnia] / velocità di flusso in normocapnia x 100/<br />
secondi di apnea). Inoltre allo scopo di rilevare un possibile deficit nella<br />
capacità dei soggetti ad attivare entrambi gli emisferi in risposta a compiti<br />
cognitivi e motori, il protocollo dello studio includerà la rilevazione continua<br />
dei cambiamenti della velocità di flusso delle arterie cerebrali medie per<br />
mezzo del doppler transcranico durante l’esecuzione di due prove di stimolazione<br />
cognitiva (test di fluidità verbale e discriminazione visuo-spaziale) ed<br />
una prova motoria (movimenti con opposizione indice-dita di entrambi le<br />
mani).<br />
Lo studio prevede un follow-up che include, oltre ad una valutazione neurosonologica<br />
intra ed extracranica, una valutazione sia della condizione neurologica<br />
e fisiatrica che neuropsicologica a 3, 6, 12 e 24 mesi.<br />
1. Petersen RC, Smith GE, Waring SC et al. (1999) Arch Neurol 56: 303-308.<br />
2. Ritchie K, Artero S, Touchon J (2001) Neurology 56: 37-42.<br />
3. Grundman M, Sencakova D, Jack C R et al. (2002) J Mol Neurosci 19: 23-27.<br />
4. Kivipelto M, Helkala EL, Laakso MP et al. (2001) BMJ 322: 1447-1451.<br />
5. Levey A, James L, Goldstein F, Steenland K, Bliwise D (2006) Clin Ther 28: 991-<br />
1001.<br />
6. Forette F, Seux ML, Staessen JA et al. (2002) Arch Intern Med 162: 2046-2052.<br />
7. Carlesimo GA, Caltagirone C, Gainotti G (1996) Eur Neurol 36: 378-384.<br />
8. Aaslid R, Markwalder TM, Nornes H (1982) J Neurosurg 57: 769-774.<br />
9. Markus HS, Harrison MJ (1992) Stroke 23: 668-673.<br />
A.2.4 – Studio dei processi di memoria prospettica nei pazienti<br />
con Mild Cognitive Impairment (Roberta Perri, Alberto Costa)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Mild Cognitive Impairment, Memoria Prospettica, processi<br />
attentivi.<br />
Descrizione<br />
Obiettivo del presente studio è quello di esaminare la prestazione di un<br />
gruppo di pazienti con Mild Cognitive Impairment (MCI) in compiti di<br />
Memoria Prospettica (MP) investigando in particolare la relazione fra processi<br />
di MP e processi attentivi.<br />
318 2009
Materiale e metodi<br />
Allo stato attuale sono stati reclutati 10 pazienti affetti da MCI e 17 soggetti<br />
di controllo (NC) confrontabili per età e scolarità. Ai pazienti con MCI è<br />
stata somministrata un’ampia batteria neuropsicologica volta a studiare<br />
diversi ambiti cognitivi sulla base della quale sono stati classificati come<br />
affetti da MCI di tipo amnesico [1] .<br />
Per la valutazione della memoria prospettica, tutti i soggetti MCI e di<br />
controllo sono stati sottoposti ad una procedura sperimentale di tipo eventbased<br />
[2] tramite l’utilizzo di un software per PC. Il materiale è costituito da<br />
un insieme di parole omogenee per frequenza d’uso e lunghezza. Le parole<br />
vengono presentate singolarmente al centro dello schermo di un computer<br />
per la durata di 1,5 secondi, ciascun trial è costituito da quattro parole. Il<br />
compito prospettico richiede al soggetto di attivarsi spontaneamente per<br />
premere un tasto indicato sulla tastiera del computer al presentarsi di una<br />
determinata parola (stimolo target). Gli stimoli target sono il 20% del totale<br />
degli stimoli. Durante tutta la durata del test, al soggetto è, inoltre, richiesto<br />
di riprodurre verbalmente la sequenza delle parole immediatamente dopo la<br />
presentazione di ciascuna quadripletta (ongoing task). Più specificamente, a<br />
ciascun soggetto vengono somministrati quattro blocchi sperimentali che<br />
variano per il grado di difficoltà sia del compito prospettico che dell’ongoing<br />
task, in un disegno sperimentale 2×2: nel compito prospettico le parole target<br />
possono essere una o quattro; nell’ongoing task al soggetto viene richiesto<br />
di riprodurre la sequenza delle quattro parole nell’ordine di presentazione<br />
(forward) o nell’ordine inverso (backward). L’ordine di presentazione<br />
dei blocchi e, all’interno di ciascun blocco l’ordine di presentazione dello stimolo<br />
target, sono stati randomizzati tra i soggetti e tra i blocchi, rispettivamente.<br />
Vengono calcolati due punteggi separati per l’accuratezza nel compito<br />
prospettico e nell’ongoing task di ciascun blocco, così definiti: per il<br />
compito prospettico un punteggio di 1 viene assegnato a ciascuna risposta<br />
corretta (i.e. il soggetto si attiva autonomamente premendo il tasto sulla<br />
tastiera al presentarsi dello stimolo target) ed un punteggio di 0 all’assenza<br />
della risposta; relativamente all’ongoing task, un punteggio di 1 è assegnato<br />
a ciascuna sequenza correttamente riprodotta ed un punteggio di 0 alle<br />
sequenze scorrette. Un terzo punteggio infine viene assegnato all’accuratezza<br />
della rievocazione delle parole target valutata alla conclusione di ciascun<br />
blocco.<br />
Risultati<br />
Neurologia clinica e comportamentale<br />
Compito prospettico. Le medie dei punteggi del compito prospettico ottenuti<br />
nei 4 blocchi dai due gruppi sperimentali sono state analizzate mediante<br />
MANOVA con il Gruppo (MCI vs NC) come fattore between e tipo di ongoing<br />
task (forward vs backward) e numero di parole target (1 vs 4) come fattori<br />
within. Il fattore gruppo risulta significativo con una prestazione dei soggetti<br />
MCI inferiore a quelle dei NC (p =.001). L’assenza di interazioni fra il fattore<br />
gruppo e i fattori within documenta che i soggetti affetti da MCI hanno prestazioni<br />
ridotte in tutte le condizioni esaminate.<br />
2009 319
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
Ongoing task. Un’ analisi simile alla precedente applicata alle prestazioni<br />
ottenute dai due gruppi nell’ongoing task evidenzia che i pazienti con<br />
MCI ottengono prestazioni peggiori in tutte le condizioni esaminate come<br />
documenta l’effetto Gruppo (p=.003) e l’assenza di interazioni significative.<br />
Recall parole target. In questo caso le analisi rivelano che i pazienti affetti<br />
da MCI sono meno accurati rispetto ai soggetti di controllo nella rievocazione<br />
delle parole target nelle condizioni forward 4 e backward 4 (p=.01) ma non<br />
nelle condizioni forward 1 (p=.20) e backward 1 (p=.09).<br />
Conclusioni preliminari<br />
I risultati hanno finora confermato un importante deficit di memoria prospettica<br />
nei soggetti affetti da MCI [3] . Tale deficit non sembra essere completamente<br />
spiegato dal deficit di memoria episodica in quanto anche nella condizione<br />
in cui sono in grado di ricordare la parola target presentano una ridotta<br />
efficienza della memoria prospettica.<br />
1. Einstein GO, McDaniel MA (1990) J Exp Psychol Learn Mem Cogn 16: 717-726.<br />
2. Einstein GO, McDaniel MA (1996) In: Brandimonte M, Einstein GO, McDaniel<br />
MA (eds) Prospective Memory: Theory and applications. Mahwah: Erlbaum, 115-<br />
141.<br />
3. Einstein GO, McDaniel MA, Richardson SL, Guynn MJ, Cunfer AR (1995) J Exp<br />
Psychol Learn Mem Cogn 21: 996-1007.<br />
4. Carlesimo GA, Casadio P, Caltagirone C (2004) J Int Neuropsycol Society 10: 679-<br />
688.<br />
5. Lezak MD (1995) Neuropsychological assessment (3 rd edn). New York: Oxford University<br />
Press, 33.<br />
6. Maylor EA, Smith G, Della Sala S, Logie RH (2002) Mem Cognit 30: 817-884.<br />
7. Burgess PW, Shallice T (1997) In: Conway MA (eds) Cognitive models of memory.<br />
Hove, UK: Psychology Press, 247-272.<br />
8. Burgess PW (2000) Psychol Res 63: 279-288.<br />
9. Petersen RC, Doody R, Kurtz A, Mohs RC, Morris JC, Rabins PV, Ritchie K, Rossor<br />
R, Thal L, Winblad B (2001) Arch Neurol 58: 1985-1992.<br />
10. Troyer AM, Murphy KJ (2007) J Int Neuropsychol Soc 13: 365-369.<br />
Attività previste<br />
Attualmente si sta procedendo al reclutamento di un più ampio campione<br />
di soggetti affetti da MCI al fine di verificare i risultati finora ottenuti.<br />
A.2.5 – Studio sull’effetto della terapia dopaminergica sui processi<br />
di memoria dichiarativa nei pazienti con malattia di Parkinson<br />
(Alberto Costa)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Dopamina, memoria dichiarativa, malattia di Parkinson.<br />
320 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
Descrizione<br />
Introduzione<br />
I disturbi della memoria dichiarativa sono un reperto neuropsicologico<br />
frequente nella Malattia di Parkinson (MP). I deficit in questo ambito sono<br />
generalmente evidenziati dalle prestazioni offerte dai pazienti in test di free<br />
recall (richiamo libero dell’informazione studiata) [Dubois e Pillon 1997;<br />
Dujardin e Laurent 2003] ed in test che richiedono l’implementazione di strategie<br />
attive di organizzazione dell’informazione che deve essere successivamente<br />
richiamata [Taylor et al. 1990; Sprengelmeyer et al. 1995; Vriezen e Moscovitch<br />
1990], mentre, in linea di massima, le prestazioni tendono a migliorare significativamente<br />
quando le capacità mnesiche dei pazienti sono valutate attraverso<br />
la somministrazione di prove di riconoscimento in cui l’informazione studiata<br />
è presentata all’interno di una matrice di distrattori [Dujardin e Laurent 2003].<br />
Inoltre, alcuni studi hanno anche mostrato che la significatività (statistica) del<br />
disturbo di memoria nei pazienti con MP può essere ridotta se le prestazioni ai<br />
test esecutivi e di working memory sono inserite come covariate all’interno<br />
delle relative analisi statistiche [Bondi et al. 1993; Blanchet et al. 2000]. Considerati<br />
nel loro insieme, i dati su esposti hanno fornito sostegno all’ipotesi<br />
secondo cui il deficit di memoria dichiarativa nei pazienti con MP senza<br />
demenza potrebbe essere dovuto ad un’alterazione dei processi di recupero<br />
dell’informazione immagazzinata in funzione di un disturbo delle funzioni esecutive<br />
[Dubois e Pillon 1997; Dujardin e Laurent 2003].<br />
I dati di studi recenti hanno però destato l’interesse scientifico sulla<br />
possibilità che il deficit di memoria nei pazienti con MP possa essere spiegato,<br />
in realtà, dalla perdita di informazione ovvero da un degrado delle<br />
caratteristiche qualitative dell’informazione stessa. Sono in questa direzione<br />
i risultati sia dello studio di Higginson et al. [2005] che del lavoro di Whittington<br />
et al. [2006], i quali dimostrano che le prestazioni dei pazienti con<br />
MP in prove di riconoscimento sono significativamente peggiori rispetto a<br />
quelle dei soggetti di controllo. Il secondo dei due studi menzionati mette<br />
anche in rilievo l’esistenza di una relazione lineare tra i deficit di riconoscimento<br />
e la fase di progressione della malattia [Whittington et al. 2006]. Un<br />
terzo studio fornisce una prospettiva relativamente nuova per lo studio e<br />
l’interpretazione dei disturbi di memoria nei pazienti con MP senza<br />
demenza [Davidson et al. 2006].<br />
I risultati dello studio documentano, infatti, un’alterazione dei processi<br />
di familiarity ma non di recollection in pazienti con MP valutati attraverso<br />
la somministrazione di diverse prove di riconoscimento [Davidson et al.<br />
2006]. Gli stessi dati evidenziano, inoltre, l’assenza di una relazione significativa<br />
tra l’alterazione dei processi di familiarity e i deficit delle funzioni<br />
esecutive nei pazienti esaminati. Questi dati, dunque, documentano come<br />
nei pazienti con MP, i disturbi di memoria dichiarativa non possano essere<br />
considerati tout-court secondari ai deficit esecutivi, che influirebbero sui<br />
processi di recupero dell’informazione. Viceversa, i dati su esposti sono in<br />
accordo con l’ipotesi che il deficit di memoria possa essere indipendente dal<br />
deficit esecutivo [Stefanova et al. 2001], e suggeriscono anche che tali<br />
2009 321
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
disturbi possano essere spiegati da un’alterazione a livello di quei processi<br />
di elaborazione dell’informazione che precedono la fase di recupero (codifica,<br />
storage, mantenimento).<br />
In termini neurobiologici, nell’interpretazione di Davidson et al. [2006] il<br />
pattern del deficit di memoria da loro osservato sarebbe conseguente ad un’alterazione<br />
della trasmissione dopaminergica a livello dei gangli della base, alterazione<br />
che sappiamo essere una caratteristica specifica della malattia [Cools<br />
2006]. In particolare, secondo gli autori, la de-focalizzazione dell’attività dei<br />
gangli della base conseguente alla deplezione dopaminergica [Bar-Gad e Bergman<br />
2001] produrrebbe una difficoltà in fase di codifica dell’informazione<br />
determinandone un livello ambiguo di detezione. Questa ipotesi, sebbene sia<br />
interessante sul piano teorico, è da considerarsi necessariamente speculativa<br />
per due ragioni sostanziali: (a) si tratta del primo studio che evidenzia un simile<br />
pattern di prestazione nei pazienti con MP e richiede, dunque, ulteriore verifica;<br />
(b) lo studio non ha direttamente indagato la relazione tra i deficit di<br />
memoria e la terapia dopaminergica nei pazienti esaminati. Relativamente a<br />
questo ultimo punto, in termini più generali l’ipotesi sull’esistenza di un’interazione<br />
tra trasmissione dopaminergica intracerebrale e funzioni cognitive nella<br />
MP è stata avanzata da diversi autori sulla base di un certo numero di lavori<br />
sperimentali [Cools 2006]. I risultati di questi studi, sebbene in modo non univoco,<br />
sembrano evidenziare che alcuni processi cognitivi, quali, ad esempio, la<br />
working memory [Cools 2006; Costa et al. 2003, 2009] e la memoria prospettica<br />
[Costa et al. 2008] sono particolarmente sensibili alla terapia dopaminergica.<br />
Non ci risulta, comunque, che allo stato attuale siano disponibili dati sulla relazione<br />
tra terapia dopaminergica e processi di familiarity nei pazienti con MP.<br />
L’obiettivo del presente studio è quello di esaminare l’effetto della terapia<br />
farmacologica con agenti dopaminergici sul funzionamento dei processi di<br />
familiarity e recollection nei pazienti con MP senza demenza.<br />
Soggetti e metodi<br />
Parteciperanno allo studio 15 pazienti con diagnosi di MP senza demenza<br />
ed un gruppo di soggetti di controllo sani paragonabili ai pazienti per quanto<br />
riguarda il genere, l’età e gli anni di istruzione scolastica, dopo avere firmato<br />
il proprio consenso informato.<br />
I pazienti con MP saranno valutati in due condizioni sperimentali il cui<br />
ordine sarà randomizzato: (a) una condizione “ Off ”- dopo un wash-out terapeutico<br />
dei farmaci dopaminergici di 12-18 ore; (b) una condizione “ On ”-<br />
dopo circa 60 min. dalla prima somministrazione giornaliera della terapia<br />
dopaminergica. L’intervallo tra le due condizioni sperimentali sarà di almeno<br />
due settimane.<br />
Anche i soggetti del gruppo di controllo saranno esaminati in due sessioni<br />
diverse a distanza di due settimane. In questo caso, però, non sarà somministrato<br />
loro alcun farmaco.<br />
Per la valutazione dei processi di memoria sarà allestita una procedura sperimentale<br />
tramite l’utilizzo di un software per PC. Il materiale sarà costituito da<br />
120 parole metà delle quali ad alta e metà a bassa frequenza d’uso. Per ciascuna<br />
sessione sperimentale saranno utilizzati due blocchi diversi di 60 parole divisi<br />
322 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
in due liste di 30 (15 ad alta e 15 a bassa frequenza). Le due liste saranno utilizzate,<br />
per ciascuna sessione, nella fase di studio ovvero nella fase di test (distrattori).<br />
Nella fase di studio, le parole saranno presentate una alla volta al centro<br />
dello schermo del PC (per 2500ms) con un intervallo interstimolo di 2000ms. Al<br />
soggetto sarà richiesto di leggerle ad alta voce e di esprimere un giudizio di gradimento<br />
(piacevole/spiacevole). Dopo un intervallo di 10min. dalla fase di studio<br />
seguirà la fase di test. In questa fase al soggetto saranno presentate le 60<br />
parole individualmente senza limiti di tempo. Questa lista sarà costituita dalle<br />
30 parole precedentemente studiate e da 30 parole nuove (non presentate nella<br />
fase di studio) di cui il 50% sarà ad alta ed il 50% a bassa frequenza d’uso. Per<br />
ciascuna parola il soggetto dovrà indicare se: (a) la riconosce come parola precedentemente<br />
incontrata ed è in grado di rievocare i dettagli legati alla sua presentazione;<br />
(b) non è in grado di riconoscere la parola ma, nonostante ciò,<br />
ritiene di averla incontrata nella fase di studio; (c) se ritiene che sia una parola<br />
nuova (non incontrata nella fase di studio). Per la valutazione della prestazione<br />
sarà considerata l’accuratezza della risposta; per la stima dei processi di recollection<br />
and familiarity sarà applicata la formula di Yonelinas et al. [1998].<br />
Nell’intervallo tra la fase di studio e la fase di test ai soggetti sarà somministrato<br />
il test di Stroop per la valutazione delle capacità attentive. In una<br />
terza sessione ai pazienti con MP sarà, inoltre, somministrata una batteria di<br />
test neuropsicologici per l’assessment delle funzioni cognitive.<br />
Risultati attesi<br />
In base ai dati presenti in letteratura [Davidson et al. 2006], ci si attende<br />
che i pazienti con MP mostrino maggiori difficoltà rispetto ai soggetti di controlli<br />
ad esprimere un corretto giudizio di familiarità, particolarmente nella<br />
condizione sperimentale che prevede la sospensione della terapia dopaminergica<br />
(condizione “ Off ”).<br />
– Bar-Gad I, Bergman H (2001) Curr Opin Neurobiol 11: 689-695.<br />
– Blanchet S, Marie RM, Dauvillier F, Landeau B, Benali K, Eustache F, Chavoix C<br />
(2000) Eur J Neurol 7: 473-483.<br />
– Bondi MW, Kaszniak AW, Bayles KA, Vance KT (1993) Neuropsychology 7: 89-102.<br />
– Cools R (2006) Neurosci Biobehav Rev 30: 1-23.<br />
– Costa A, Peppe A, Dell’Agnello G, Carlesimo GA, Murri L, Bonuccelli U, Caltagirone<br />
C (2003) Dement Geriatr Cogn Disord 15: 55-66.<br />
– Costa A, Peppe A, Brusa L, Caltagirone C, Gatto I, Carlesimo GA (2008) J Int Neuropsychol<br />
Soc 14: 601-610.<br />
– Costa A, Peppe A, Dell’Agnello G, Caltagirone C, Carlesimo CA (2009) Neuropsychologia<br />
47: 1374-1381.<br />
– Davidson PS, Anaki D, Saint-Cyr JA, Chow TW, Moscovitch M (2006) Brain 129:<br />
1768-1779.<br />
– Dubois B, Pillon B (1997) J Neurol 244: 2-8.<br />
– Dujardin K, Laurent B (2003) Curr Opin Neurol 16 (suppl 2): 11-16.<br />
– Higginson CI, Wheelock VL, Carroll KE, Sigvardt KA (2005) J Clin Exp Neuropsychol<br />
27: 516-528.<br />
2009 323
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
– Whittington CJ, Podd J, Stewart-Williams S (2006) J Clin Exp Neuropsychol 28:<br />
738-754.<br />
– Taylor AE, Saint-Cyr JA, Lang AE (1990) Brain Cogn 13: 211-232.<br />
– Vriezen ER, Moscovitch M (1990) Neuropsychologia 28: 1283-1293.<br />
– Sprengelmeyer R, Canavan AG, Lange HW, Homberg V (1995) Mov Disord 10: 50-<br />
65.<br />
– Stefanova ED, Kostic VS, Ziropadja LJ, Ocic GG, Markovic M (2001) J Clin Exp<br />
Neuropsychol 23: 581-591.<br />
– Yonelinas AP, Kroll NE, Dobbins I, Lazzara M, Knight RT (1998) Neuropsychology<br />
12: 323-339.<br />
Attività previste<br />
• Selezione campione di studio.<br />
• Raccolta dati demografici e cognitivi.<br />
• Somministrazione di test neuropsicologici.<br />
• Analisi ed elaborazione statistica preliminari dei dati.<br />
A.2.6 – Un progetto di sorveglianza telefonica e di rilevazione<br />
degli incidenti domestici in pazienti con Sclerosi Multipla<br />
(Ugo Nocentini)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Sclerosi Multipla, telesorveglianza, incidenti domestici.<br />
Descrizione<br />
Introduzione<br />
Nonostante la sempre più ampia disponibilità di mezzi tecnologici per la<br />
trasmissione di dati e per contatti a distanza, i tentativi di organizzare servizi<br />
di telemedicina per tutte le tipologie di pazienti affetti da patologie croniche<br />
non sono uniformemente numerosi. In particolare, poco è stato posto in<br />
campo per quanto riguarda i pazienti neurologici.<br />
Inoltre, anche per i tentativi finora condotti in altre patologie (ad es., cardiologiche<br />
o oncologiche) non esistono ancora dati definitivi circa la valutazione<br />
dell’efficacia dei servizi di telemedicina [Rapporto ‘Telemedicine for<br />
Medicare Population’, della Agency for Healthcare Research and Quality,<br />
USA, 2006]. In Italia esiste una esperienza positiva portata a termine dall’IRCCS<br />
<strong>Fondazione</strong> S. Maugeri di Pavia: è stato dimostrato come, utilizzando<br />
un’unica infrastruttura tecnologica di un Centro Servizi attivo h. 24 per 365<br />
giorni l’anno, sia possibile realizzare una rete info - telematica tra ospedale e<br />
territorio per la gestione domiciliare del paziente cronico.<br />
I favorevoli risultati ottenuti dall’IRCCS S. Maugeri consentono di ipotizzare<br />
che l’estensione del progetto a nuove tipologie di pazienti, in particolare<br />
a quelli affetti da patologie neurologiche croniche, permetterà non solo<br />
324 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
di migliorare la gestione clinica del paziente, ma anche di ottenere informazioni<br />
sulla sua quotidianità e qualità di vita, dati non sempre facilmente<br />
ottenibili con i normali controlli clinici ambulatoriali od in regime di ricovero.<br />
Obiettivi<br />
– Valutare la fattibilità di un servizio di comunicazione telefonica dedicato<br />
per la comunicazione degli eventi direttamente o indirettamente legati<br />
alla patologia, la richiesta di consigli e prescrizioni, la verifica dello stato funzionale<br />
per pazienti affetti da Sclerosi Multipla (SM).<br />
– La messa in opera di tale servizio con modalità che permettano di valutare<br />
le differenze tra coloro che ne usufruiranno e coloro che seguiranno le<br />
abituali procedure assistenziali.<br />
– La registrazione, secondo modalità standardizzata, dell’occorrenza di<br />
incidenti domestici e l’identificazione delle possibili cause degli stessi.<br />
Materiali e metodi<br />
Pazienti – Verrà presa in considerazione una popolazione di pazienti con<br />
diagnosi definita di SM sulla base di criteri standardizzati. Saranno arruolati<br />
pazienti con forma Recidivante - Remittente, Secondariamente e Primariamente<br />
Progressiva che vivono al proprio domicilio, sia che abbiano effettuato<br />
un ricovero in regime ordinario, di Day Hospital e che siano successivamente<br />
tornati o abbiano continuato a vivere al proprio domicilio sia che non<br />
abbiano effettuato ricoveri. Verranno presi in considerazione tutti i pazienti<br />
con le caratteristiche sopra indicate afferenti alle strutture dell’IRCCS <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> che forniranno il loro consenso scritto, dopo opportuna<br />
informazione, su apposito modulo.<br />
Non verranno effettuate selezioni sulla base della gravità del quadro clinico<br />
e funzionale presentato dai pazienti. Mediante una precisa rilevazione<br />
dei dati demografici, clinici e di quelli relativi ai livelli di compromissione e di<br />
disabilità dei pazienti inseriti nella ricerca verrà successivamente effettuata<br />
una stratificazione della casistica.<br />
Metodologia – Il progetto di tele-sorveglianza medica per pazienti con SM<br />
si articolerà nelle seguenti fasi:<br />
1. rilevamento dei dati su: caratteristiche quantitative e qualitative delle<br />
richieste di intervento e delle necessità assistenziali di pazienti con SM nella<br />
situazione di vita domiciliare; caratteristiche personali, cliniche e funzionali<br />
dei pazienti coinvolti nella ricerca; tipologia delle risposte alle richieste avanzate<br />
dai pazienti e delle soluzioni delle problematiche; efficacia in termini di<br />
variazioni di parametri clinici e di modificazioni dei punteggi delle scale di<br />
valutazione; occorrenza di incidenti in ambiente domestico;<br />
2. inserimento dei dati in un database;<br />
3. elaborazioni statistiche sui dati raccolti;<br />
4. valutazione dei risultati e redazione di report per la diffusione dei<br />
risultati e delle possibili conclusioni.<br />
2009 325
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
Intervento/i – Sarà a disposizione un numero verde chiamando il quale i<br />
pazienti potranno porre ad un medico con specifiche competenze i loro quesiti:<br />
il medico risponderà per quanto di sua diretta competenza o predisporrà<br />
i contatti con altri professionisti in grado di far fronte alle necessità di ambito<br />
non medico. Il medico riporterà i dati relativi ad ogni contatto su una apposita<br />
scheda e curerà che vengano riportati sulla scheda anche i dati relativi<br />
all’azione degli altri operatori. Tale scheda rilevamento dati sarà il riferimento<br />
generale per l’identificazione delle priorità assistenziali del paziente con SM a<br />
domicilio.<br />
Ogni paziente coinvolto nello studio, indipendentemente dalle sue necessità,<br />
verrà contattato ogni 3 mesi per una intervista telefonica mediante la<br />
quale verranno compilate delle scale e dei questionari, alcuni dei quali appositamente<br />
formulati per la ricerca.<br />
Strumenti di valutazione – Barthel Index: scala di autonomia, nella versione<br />
validata per l’intervista telefonica [Korner-Bitensky e Wood-Dauphinee 1995];<br />
– Scala WHO-DAS [World Health Organization – Disability Assessment<br />
Schedule – Rehm et al. 1990], scala di valutazione della disabilità, nella versione<br />
12+24, che prevede la somministrazione di un numero variabile di items<br />
del secondo gruppo di 24 sulla base delle risposte ai primi 12 items (versione<br />
idonea alla intervista telefonica del paziente o della persona maggiormente<br />
informata sulla situazione del paziente – proxy);<br />
– QUestionario per la rilevazione degli Incidenti Domestici (QUID): un<br />
questionario che permette di registrare il numero, le caratteristiche e le conseguenze<br />
degli eventuali incidenti in ambiente domestico; una versione preliminare<br />
di tale questionario è stata utilizzata in una precedente ricerca sugli incidenti<br />
in ambiente domestico, sul luogo di lavoro e in ambiente esterno nei<br />
pazienti con SM.<br />
Per ogni paziente con SM coinvolto nello studio saranno rilevati dati<br />
demografici e clinici. In particolare, in occasione del contatto per la presentazione<br />
al paziente della ricerca e per la firma del consenso informato, verrà<br />
effettuata una visita neurologica che permetterà di stabilire il punteggio EDSS<br />
[Expanded Disability Status Scale – Kurtzke 1983] e il punteggio dei relativi<br />
sistemi funzionali previsti da tale scala. In occasione di altri contatti diretti<br />
con il paziente o nel caso di episodi di recidiva della malattia, verrà effettuata<br />
una ulteriore visita finalizzata alla compilazione dell’EDSS.<br />
Gli operatori professionali (ad es., medico di base, infermieri, fisioterapisti<br />
del servizio domiciliare) che svolgeranno assistenza continuativa nei confronti<br />
del paziente verranno intervistati mediante una apposita versione della<br />
Scala WHO-DAS al fine di poter correlare i diversi punti di vista sulla condizione<br />
del paziente.<br />
Disegno dello studio – Si tratta di uno studio di tipo osservazionale (rilevazione<br />
di dati senza modificazioni della abituale pratica clinica) per cui non<br />
verranno effettuate assegnazioni di pazienti a diversi tipi di trattamento o di<br />
terapie sulla base di una randomizzazione; coloro che rileveranno i dati<br />
(ricercatori), i pazienti e i loro familiari/caregiver saranno consapevoli delle<br />
rilevazioni e degli interventi effettuati.<br />
326 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
– Agency for Healthcare Research and Quality (2006) Telemedicine for the Medicare<br />
Population: Update. AHRQ Publication No. 06-E007.<br />
– Korner-Bitensky N, Wood-Dauphinee S (1995) Am J Phys Med Rehabil 74: 9-18.<br />
– Kurtzke JF (1983) Neurology 33: 1444-1452.<br />
– Rehm J, Ustun TB, Saxena S (1990) Inter J Meth in Psychiatric Research 8: 110-112.<br />
Attività previste<br />
• Nel primo anno di svolgimento della ricerca si provvederà, dopo aver<br />
rapidamente organizzato il materiale necessario, ad un breve attività di training<br />
delle figure professionali (medico specialista in neurologia; psicologo/a<br />
con esperienza nella somministrazione di test e scale di valutazione) che parteciperanno<br />
allo studio.<br />
• Inizierà, successivamente, l’arruolamento progressivo dei pazienti, ai<br />
quali, dopo l’adesione mediante consenso informato, verranno fornite le istruzioni<br />
e il materiale specifico per la rilevazione dei dati. Si provvederà, alle scadenze<br />
previste, ad effettuare le registrazioni dei dati di interesse e al loro inserimento<br />
nel database.<br />
• Si prevede di arruolare nel primo anno circa 50 pazienti.<br />
2009 327
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.3 – METODICHE INNOVATIVE PER LA DIAGNOSI DEL DEFICIT NEUROLOGICO<br />
A FINI RIABILITATIVI<br />
A.3.1 – Analisi di parametri infiammatori, cellulari e molecolari, in corso<br />
di malattia cerebrovascolare (Paola Bossù)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Stroke, infiammazione, cellule dendritiche.<br />
Altri Enti coinvolti: Ospedale Sant’Andrea di Roma (Stroke Unit).<br />
Descrizione<br />
In considerazione del fatto che il danno cerebrale su base vascolare è<br />
caratterizzato da una marcata componente infiammatoria, implicata tanto nell’insorgenza<br />
di ischemia cerebrale quanto nella facilitazione dello sviluppo di<br />
gravi complicazioni post-stroke [Barone et al. 1999], il presente progetto di<br />
ricerca è volto all’analisi di alcuni mediatori dei processi immuno-infiammatori<br />
in pazienti con ictus ischemico nella fase acuta e post-acuta di malattia e<br />
in fase riabilitativa con follow up di 6 giorni, 6, 12 e 24 mesi dall’insorgenza<br />
della sintomatologia. Inoltre, dall’analisi di un modello di stroke sperimentale è<br />
emerso che le cellule dendritiche (DC) sono fortemente implicate nella regolazione<br />
immunitaria post-stroke [Gelderblom et al. 2009].<br />
Pertanto, in questo studio sarà valutata la percentuale di DC circolanti presenti<br />
nel sangue dei soggetti in studio ai diversi tempi di follow up. In aggiunta,<br />
poiché le citochine pro-infiammatorie potrebbero avere un ruolo importante<br />
tanto nel decorso dello stroke [Vila et al. 2000] così come nella depressione poststroke<br />
[Spalletta et al. 2006], un pannello di molecole pro-infiammatorie sarà esaminato<br />
nel siero di questi stessi soggetti in studio. Infine, i risultati ottenuti dalle<br />
precedenti analisi verranno comparati con i risultati derivati dallo studio clinico,<br />
funzionale, neuropsicologico e psicopatologico condotto sui soggetti reclutati.<br />
– Barone FC, Feuerstein GZ (1999) J Cereb Blood Flow Metab 19: 819-834.<br />
– Gelderblom M, Leypoldt F, Steinbach K, Behrens D, Choe CU, Siler DA, Arumugam<br />
TV, Orthey E, Gerloff C, Tolosa E, Magnus T (2009) Temporal and Spatial<br />
Dynamics of Cerebral Immune Cell Accumulation in Stroke. Stroke. Mar 5. [Epub<br />
ahead of print].<br />
– Spalletta G, Bossu P, Ciaramella A, Bria P, Caltagirone C, Robinson RG (2006) Mol<br />
Psychiatry 11(11): 984-991.<br />
– Vila N, Castillo J, Davalos A, Chamorro A (2000) Stroke 31(10): 2325-2329.<br />
Attività previste<br />
Nel primo anno di attività saranno reclutati circa 30 soggetti con ictus<br />
ischemico. In tutti i soggetti in fase acuta di malattia saranno analizzati,<br />
mediante analisi citofluorimetriche e immunoenzimatiche, la percentuale di<br />
DC circolanti e i livelli di citochine pro-infiammatorie.<br />
328 2009
A.3.2 – Analisi di parametri infiammatori, cellulari e molecolari, in corso<br />
di malattia neurodegenerativa (Paola Bossù)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Malattia di Alzheimer, infiammazione, cellule dendritiche.<br />
Descrizione<br />
In considerazione del ruolo rilevante che i processi infiammatori svolgono<br />
nella pato-fisiologia della neurodegenerazione [Akiyama et al. 2000;<br />
Bossù et al. 2004], il presente progetto si propone di analizzare alcune componenti<br />
del sistema immunitario e dell’infiammazione in fase precoce di neurodegenerazione<br />
nei soggetti MCI e, nella fase successiva, in pazienti AD. In particolare,<br />
visto il ruolo chiave delle cellule dendritiche (DC) nella regolazione<br />
dell’immunità e dell’infiammazione [Banchereau et al. 1998] sarà valutata la<br />
percentuale di DC circolanti presenti nel sangue dei soggetti in studio. In<br />
aggiunta, in base anche ai precedenti risultati da noi ottenuti sul ruolo di IL-<br />
18 nell’AD [Bossù et al. 2007; 2008] un pannello completo di molecole proinfiammatorie<br />
e anti-infiammatorie sarà esaminato in termini di modulazione<br />
di espressione genica nelle cellule ematiche ottenute dai due gruppi di<br />
soggetti.<br />
Infine, i risultati ottenuti dalle precedenti analisi verranno comparati con<br />
i risultati derivati dallo studio clinico, funzionale, neuropsicologico e comportamentale<br />
condotto sui soggetti reclutati.<br />
– Akiyama H, Barger S, Barnum S, Bradt B, Bauer J, Cole GM, Cooper NR, Eikelenboom<br />
P, Emmerling M, Fiebich BL, Finch CE, Frautschy S, Griffin WS, Hampel H,<br />
Hull M, Landreth G, Lue L, Mrak R, Mackenzie IR, McGeer PL, O’Banion MK,<br />
Pachter J, Pasinetti G, Plata-Salaman C, Rogers J, Rydel R, Shen Y, Streit W,<br />
Strohmeyer R, Tooyoma I, Van Muiswinkel FL, Veerhuis R, Walker D, Webster S,<br />
Wegrzyniak B, Wenk G, Wyss-Coray T. (2000) Neurobiol Aging 21: 383-421.<br />
– Banchereau J, Steinman RM (1998) Nature 392: 245-252.<br />
– Bossù P, Ciaramella A, Moro ML, Spalletta G, Caltagirone C (2004) Neurosci Res<br />
Commun 35: 193.<br />
– Bossù P, Ciaramella A, Moro ML, Bellincampi L, Bernardini S, Federici<br />
G,Trequattrini A, Macciardi F, Spoletini I, Di Iulio F, Caltagirone C, Spalletta G<br />
(2007) J Neurol Neurosurg Psychiatry 78(8): 807-811.<br />
– Bossù P, Ciaramella A, Salani F, Bizzoni F, Varsi E, Di Iulio F, Giubilei F, Gianni W,<br />
Trequattrini A, Moro ML, Bernardini S, Caltagirone C, Spalletta G (2008) Brain<br />
Behav Immun 22(4): 487-492.<br />
Attività previste<br />
Neurologia clinica e comportamentale<br />
Nel primo anno di attività saranno reclutati circa 20 soggetti con MCI e<br />
20 soggetti con AD. In tutti i soggetti saranno analizzati, mediante analisi citofluorimetriche,<br />
i livelli di DC circolanti e verrà estratto l’RNA dalle cellule<br />
mononucleate del sangue per le successive analisi di espressione.<br />
2009 329
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.3.3 – Il ruolo delle regioni dorso-laterali e mediali dell’area 10<br />
di Brodman nei processi di memoria prospettica:<br />
uno studio di fRMI (Giovanni Augusto Carlesimo)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Memoria prospettica, area 10 di Broadman, neuroimaging.<br />
Descrizione<br />
Introduzione<br />
Nella vita quotidiana ciascun individuo è impegnato nella realizzazione di<br />
un insieme di attività o intenzioni tra loro in competizione che, in alcuni casi,<br />
è necessario posticipare nel tempo. Lo studio dei processi cognitivi implicati<br />
in tali funzioni, formalmente comprese nel costrutto teorico di memoria prospettica<br />
(MP), rappresenta una tematica emergente per le neuroscienze. L’interesse<br />
scientifico in questo ambito di studio è in parte motivato dalla rilevanza<br />
clinica che riveste l’impatto di un deficit di MP sulla qualità della vita<br />
del soggetto che ne è affetto [Kliegel and Martin 2003]. Dare seguito ad un<br />
progetto, assumere una terapia medica o rispettare un appuntamento sono,<br />
infatti, solo alcune delle attività la cui esecuzione può risultare seriamente<br />
compromessa. A tale riguardo, è stato documentato come i disturbi della MP<br />
siano tra i maggiori predittori di disabilità funzionale in pazienti con patologie<br />
neurologiche [Burgess e Shallice 1997; Burgess et al. 2000] e una particolare<br />
vulnerabilità della MP è stata riscontrata in persone affette da Mild<br />
Cognitive Impairment [Costa et al. submitted; Troyer, Murphy 2007], da<br />
malattia di Parkinson [Costa et al. 2008a,b] ed in soggetti con esiti di trauma<br />
cranio-encefalico [Carlesimo et al. 2004; Henry et al. 2007]. Alcuni autori<br />
hanno, infine, mostrato che il deficit di MP può essere un fattore predittivo<br />
sensibile per lo sviluppo di sindromi dementigene [Huppert, Beardsall 1993;<br />
Jones et al. 2006].<br />
In termini neurobiologici, ricerche diverse hanno messo in luce l’implicazione<br />
delle strutture corticali frontali dell’encefalo nelle abilità di MP [Bisiacchi<br />
et al. 2009; Burgess et al. 2000; Umeda et al. 2006]. Burgess e coll. [2000]<br />
hanno inizialmente rilevato come soggetti con lesioni cerebrali a carico delle<br />
regioni anteriori e laterali della corteccia prefrontale presentassero serie difficoltà<br />
nel dare seguito all’intenzione di compiere determinate azioni dopo un<br />
certo intervallo di tempo. Gli studi di neuroimaging funzionale con l’applicazione<br />
della tomografia ad emissione di positroni (PET) e della risonanza<br />
magnetica funzionale (fRMI) hanno fornito probabilmente i dati più interessanti<br />
a sostegno del coinvolgimento di regioni discrete dei lobi frontali nella<br />
mediazione dei processi di MP [Burgess et al. 2001, 2003; Okuda et al. 1998;<br />
2007; Simons et al. 2006]. In breve, nella gran parte di questi studi sono stati<br />
applicati paradigmi di MP event-based in cui, prototipicamente, ai soggetti è<br />
richiesto di eseguire determinate azioni allorquando all’interno di una<br />
sequenza continua di stimoli si presenta uno stimolo predefinito (stimolo target);<br />
nell’intervallo tra il momento in cui viene data l’istruzione dall’esamina-<br />
330 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
tore e il momento in cui si presenta lo stimolo target, il soggetto è impegnato<br />
nell’esecuzione di un’attività intercorrente (ongoing task) in genere costituita<br />
da compiti attentivi.<br />
In un primo studio, Okuda e coll. [1998] hanno confrontato le variazioni di<br />
flusso ematico cerebrale (rCBF) di soggetti sani tra una condizione di baseline<br />
(ripetizione di parole) ed una condizione di MP in cui alla baseline era<br />
aggiunto un compito in cui si richiedeva ai soggetti di eseguire un movimento<br />
(finger tapping) al presentarsi di una specifica parola target. I risultati<br />
mostrano variazioni di rCBF in diverse regioni frontali che includono le aree<br />
ventrali, dorsolaterali e anteriori (Broadman Area; BA 10) nella condizione di<br />
MP rispetto alla baseline. Uno studio PET successivo di Burgess e coll. [2001],<br />
da un lato, conferma il coinvolgimento dell’area 10 nei processi di MP e, dall’altro<br />
lato, introduce alcuni elementi nuovi che consentono di iniziare a comprendere<br />
in che modo questa area della corteccia prefrontale moduli i processi<br />
di MP. In particolare, i soggetti dello studio di Burgess e coll. [2001] erano<br />
valutati in tre condizioni sperimentali: una baseline e due condizioni di MP.<br />
La prima condizione di MP consisteva nella baseline più un compito di<br />
MP in cui ai soggetti era data l’istruzione di eseguire una determinata azione al<br />
presentarsi di stimoli con caratteristiche predefinite. In questa condizione,<br />
però, gli stimoli target non venivano mai presentati. La seconda condizione di<br />
MP differiva dalla prima per il fatto che, in questo caso, gli stimoli target erano<br />
effettivamente presentati. Relativamente alla condizione di baseline, le registrazioni<br />
eseguite nella prima condizione di MP (target atteso ma non presentato)<br />
hanno rilevato un incremento di rCBF bilateralmente nel polo frontale<br />
(BA10), nella corteccia prefrontale dorsolaterale destra ed in regioni posteriori<br />
(a livello del lobo parietale inferiore destro e del precuneo). Nella seconda condizione<br />
di MP (target presente) ulteriori modificazioni del rCBF sono state<br />
riscontrate solamente nel talamo. Nell’interpretazione degli autori, le variazioni<br />
di rCBF osservate nel confronto tra la prima condizione di MP e la baseline<br />
riflettono il reclutamento delle aree coinvolte nei processi di mantenimento<br />
dell’intenzione.<br />
Un limite dello studio è rappresentato dalla considerazione che i compiti<br />
di MP intrinsecamente impegnano in misura maggiore il sistema attentivo<br />
rispetto alle condizioni di baseline, fattore, questo, non controllato nello studio<br />
ed a cui potrebbero essere attribuite le variazioni di rCBF osservate. La questione<br />
è stata affrontata in un successivo lavoro da Burgess e coll. [2003] i quali<br />
hanno dimostrato, con l’applicazione, anche in questo caso, della PET, un’assenza<br />
di relazione lineare tra le variazioni di rCBF a carico dell’area 10 ed il<br />
livello di complessità del compito. Questi dati indicano, dunque, che le variazioni<br />
di rCBF osservate a livello del polo frontale non sono completamente<br />
spiegate dal più elevato reclutamento delle risorse attenzionali richieste dalla<br />
condizione sperimentale di MP. È inoltre interessante evidenziare un altro dato<br />
dello studio che rileva una disomogenea variazione di rCBF nelle porzioni laterali<br />
e mediali dell’area 10 in funzione delle diverse fasi richieste dal compito<br />
sperimentale (individuazione del target – attivazione dell’intenzione).<br />
Sostanzialmente in linea con questi dati sono i risultati di un più recente<br />
studio di fRMI di Simons e coll. [2006]. In particolare, gli autori trovano che<br />
2009 331
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
dal confronto tra le attivazioni cerebrali registrate durante il compito MP e<br />
quelle relative all’ongoing task emerge una significativa attivazione bilaterale<br />
della porzione laterale dell’area 10, nel contesto di una deattivazione della porzione<br />
mediale della stessa area. Nell’interpretazione degli autori [Simons et al.<br />
2006], i risultati dello studio sarebbero coerenti con l’ipotesi che l’attività dei<br />
neuroni all’interno dell’area 10 agisca come una sorta di “ gateway ” con funzione<br />
di dirigere l’attenzione del sistema da stimoli percettivi provenienti dall’ambiente<br />
esterno al soggetto – analizzati ed utilizzati al fine di individuare la<br />
presenza di un evento target in base al quale attivare l’intenzione di agire -<br />
verso processi di pensiero interni relativi alla rappresentazione dell’intenzione<br />
stessa di agire. Nei fatti, secondo gli autori, la deattivazione della porzione<br />
mediale dell’area rifletterebbe il disimpegno dell’attenzione dall’ongoing task<br />
(evento esterno al soggetto) mentre l’attivazione della porzione ventrale<br />
sarebbe associata alla necessità di porre l’attenzione verso la rappresentazione<br />
interna dell’intenzione prospettica al fine di recuperare l’informazione su ciò<br />
che deve essere svolto.<br />
In sintesi, dalla breve esposizione dei dati presenti in letteratura sui correlati<br />
neurali della MP emerge piuttosto chiaramente come l’area 10 sia coinvolta<br />
in modo critico nella mediazione dei processi di MP. L’ipotesi avanzata da<br />
alcuni autori è, inoltre, che possa esistere una dissociazione funzionale tra le<br />
regioni laterali e mesiali dell’area, dissociazione che sarebbe da porsi in relazione<br />
con i processi cognitivi richiesti per lo svolgimento dei compiti di MP.<br />
Questa ipotesi, sebbene sia affascinante, poggia in realtà allo stato attuale su<br />
una scarsa quantità di dati e necessita, dunque, di ulteriore approfondimento.<br />
L’obiettivo del presente studio è quello di esaminare il possibile ruolo differenziale<br />
delle regioni laterali e mesiali dell’area 10 di Broadman nei processi<br />
di MP in soggetti sani tramite l’applicazione della fRMI. In particolare, lo studio<br />
si propone di verificare l’ipotesi su menzionata [Simons et al. 2006]<br />
secondo la quale le due sub-regioni dell’area 10 svolgerebbero una diversa<br />
funzione nei processi cognitivi implicati nella capacità di passare dall’analisi<br />
degli stimoli presenti nell’ambiente esterno al soggetto, al recupero delle<br />
informazioni presenti in memoria relative all’attivazione dell’intenzionalità su<br />
un determinato atto (rappresentazioni mentali interne).<br />
A questo fine saranno manipolate due variabili sperimentali, la salienza<br />
dell’evento prospettico, attraverso la quale sarà possibile modulare il grado di<br />
analisi degli stimoli presenti nell’ambiente esterno ed il carico di memoria,<br />
mediante il quale sarà possibile modulare il recupero di informazioni depositate<br />
in memoria dal soggetto. Verrà eseguito un compito preliminare come<br />
‘localizer’ sulla base di un disegno sperimentale già applicato in letteratura<br />
[vedi Simons et al. 2006] al fine di localizzare la porzione di area di Brodmann<br />
10 implicata nei processi di MP.<br />
Soggetti e metodi<br />
Parteciperanno allo studio 16 soggetti giovani (età: 20-40 anni), destrimani,<br />
senza storia di patologie neurologiche e/o psichiatriche, dopo essere<br />
stati opportunamente informati circa la natura e i rischi della ricerca sperimentale<br />
ed aver dato il proprio consenso informato per iscritto.<br />
332 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
Lo studio prevedrà due fasi: (a) una prima fase di training psicofisico<br />
fuori dallo scanner, della durata di circa 10 min; (b) una seconda fase nello<br />
scanner in cui saranno acquisite le immagini fMRI (Siemens Allegra a 3T),<br />
della durata di circa 60 min. Questa seconda fase sarà composta da: un compito<br />
utilizzato come ‘localizer’ del circuito cerebrale che media la MP della<br />
durata di 10 min, la fase propriamente sperimentale della durata di 30 min ed<br />
una fase in cui saranno acquisite immagini cliniche della durata di 20 min.<br />
Il compito utilizzato per il ‘localizer’ sarà eseguito durante un’unica run di<br />
fMRI. Durante questo compito sarà modulata un’unica variabile, la presenza/assenza<br />
di un compito di MP. Sarà allestita una procedura sperimentale<br />
di tipo block-design, tramite l’utilizzo di un software per PC (Matlab 6.5/7.1,<br />
Cogent Toolbox), costituita da due tipi di blocchi, l’ongoing block e il prospective<br />
block. Tipicamente nei paradigmi di MP event-based del genere che sarà<br />
impiegato in questo studio, ai soggetti è richiesto di eseguire determinate<br />
azioni allorquando all’interno di una sequenza continua di stimoli si presenta<br />
uno stimolo predefinito (compito di MP); nell’intervallo tra la presentazione<br />
degli stimoli MP e il successivo, il soggetto è impegnato nell’esecuzione di<br />
un’attività intercorrente (ongoing task). Durante l’ongoing block il soggetto<br />
dovrà eseguire solo l’ongoing task mentre durante il prospective block il soggetto<br />
dovrà svolgere, oltre all’ongoing task, anche un compito di MP eventbased.<br />
I due tipi di blocchi saranno inoltre intervallati da un control task. Il<br />
control task avrà la funzione di annullare eventuali effetti continui dell’istruzione<br />
prospettica in modo che i successivi ongoing blocks non ne siano ‘contaminati’.<br />
Il materiale utilizzato nel localizer saranno le 16 consonanti dell’alfabeto<br />
italiano presentate in stampatello maiuscolo in bianco su sfondo nero.<br />
L’ongoing block avrà la durata di 35 sec e sarà costituito da una successione<br />
di 10 trials (3 sec) intervallati da un inter trial interval (ITI) (500 msec)<br />
costituito da una croce centrale di fissazione. Il trial consisterà di una fase di<br />
studio in cui sarà presentata al centro dello schermo una lettera ‘target’<br />
(1000ms), che indicherà al soggetto lo stimolo da considerare per svolgere<br />
l’ongoing task, e la fase di test in cui sarà presentata una stringa di 4 lettere<br />
per 2000 ms durante la quale il compito del soggetto sarà quello di indicare<br />
all’interno della stringa la posizione della lettera target. Il soggetto risponderà<br />
premendo sulla response box con il dito indice della mano destra il tasto di<br />
destra se la lettera target apparirà nelle due posizioni di destra, viceversa,<br />
dovrà premere con l’indice della mano sinistra sul tasto di sinistra della<br />
response box se la lettera target apparirà in una delle due posizioni di sinistra.<br />
Il prospective block avrà la durata di 37 sec, e sarà costituito dallo stesso<br />
compito ongoing ed un compito di MP di tipo event-based. Prima dell’inizio<br />
della somministrazione del blocco sperimentale al soggetto saranno presentate<br />
due lettere consonanti (2000ms) che costituiranno gli stimoli cue per il compito<br />
di MP. Al soggetto sarà data l’istruzione di attivarsi immediatamente alla presentazione<br />
del cue prospettico per premere un terzo tasto sulla response box<br />
utilizzando, in questa occasione, il dito medio della mano destra. Nei trial in cui<br />
comparirà il cue prospettico il soggetto non dovrà eseguire l’ongoing task.<br />
Il control task, della durata di 10 sec, consisterà nella presentazione laterale<br />
di un triangolo ed il compito del soggetto sarà quello di premere il tasto<br />
2009 333
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
di sinistra se il triangolo comparirà nell’emicampo visivo sinistro, e il tasto di<br />
destra se lo stimolo comparirà nell’emicampo visivo destro.<br />
Ciascun tipo di blocco sarà presentato per 7 volte, l’ordine di presentazione<br />
dei blocchi sarà randomizzata e una croce di fissazione della durata di 1<br />
sec sarà presentata come inter block interval. All’inizio ed alla fine della sessione<br />
del localizer sarà sempre presentato un ongoing block.<br />
La procedura sperimentale per la valutazione della MP consisterà in una<br />
procedura di tipo event-based tramite l’utilizzo di un software per PC (Matlab<br />
6.5/7.1, Cogent Toolbox). Il compito sperimentale consisterà in quattro<br />
sequenze di trial (blocchi) ciascuno in una differente run di fMRI. I trial<br />
saranno uguali a quelli impiegati nel compito di localizer: una prima fase di<br />
studio in cui sarà presentata al centro dello schermo una lettera ‘target’<br />
(1000ms), indicherà al soggetto lo stimolo da considerare per svolgere l’ongoing<br />
task, e la fase di test in cui sarà presentata una stringa di 4 lettere per<br />
2000 ms durante la quale il compito del soggetto sarà quello di indicare all’interno<br />
della stringa la posizione della lettera target. Prima dell’inizio di ogni<br />
blocco saranno presentati i cue prospettici (5000 msec) che compariranno nel<br />
20% del totale dei trials in ordine random tra i trial di ongoing task. Saranno<br />
manipolati due fattori sperimentali: il primo tra i blocchi – il carico di memoria<br />
degli stimoli cue – il secondo entro i blocchi - la salienza del cue. In particolare,<br />
per quanto concerne il carico di memoria, in metà dei blocchi (n=2) il cue<br />
sarà costituito da una consonante (basso carico di memoria), mentre nell’altra<br />
metà (n=2) esso sarà costituito da quattro consonanti (alto carico di memoria).<br />
Relativamente alla salienza del cue, in ciascun blocco metà dei trials in cui<br />
comparirà il cue saranno ad alta salienza – il cue comparirà sempre in posizione<br />
disallineata (spostamento verso il basso di circa 1° di angolo visivo)<br />
rispetto alle altre tre lettere, e metà saranno a bassa salienza – cue allineato<br />
orizzontalmente alla stringa di lettere. Nei trials in cui il cue comparirà allineato<br />
le altre lettere potranno essere tutte allineate ovvero una di esse disallineata<br />
e questa potrà essere la lettera target dell’ongoing task ovvero una lettera<br />
neutra. Per quanto concerne i trials in cui comparirà solo la lettera target dell’ongoing<br />
task il 33% sarà a bassa salienza – target allineato, il 33% ad alta<br />
salienza – target disallineato, e nel restante 33% sarà ad alta salienza uno degli<br />
stimoli non-target. Sia gli stimoli target che i cue compariranno in modo random<br />
nelle quattro posizioni della stringa di lettere. Indici comportamentali di<br />
prestazione saranno l’accuratezza e il tempo di risposta. Durante il trial con<br />
cue prospettico il soggetto non dovrà eseguire anche il compito ongoing.<br />
Risultati attesi<br />
In base ai risultati di studi precedenti, il confronto principale MP<br />
dovrebbe far emergere una significativa associazione tra l’attivazione delle<br />
regioni prefrontali, ed in particolare dell’area 10, e le condizioni MP già nel<br />
compito localizer. Inoltre, i confronti successivi dovrebbero mettere in luce<br />
un effetto di modulazione della manipolazione del cue prospettico sul pattern<br />
di attivazione osservato. In particolare, ci si attende che le aree mediali del<br />
polo frontale siano reclutate in maniera prominente nelle condizioni in cui<br />
l’attenzione del soggetto è particolarmente rivolta all’analisi degli stimoli<br />
334 2009
esterni al fine di individuare il cue prospettico all’interno dell’attività ongoing<br />
(condizione di bassa salienza) indipendentemente dal carico della memoria<br />
(effetto principale salienza). Al contrario, ci si attende una maggiore attivazione<br />
a livello delle aree laterali della stessa regione nelle condizioni in cui il<br />
sistema attentivo è particolarmente rivolto alle rappresentazioni mentali<br />
interne al fine di non perdere informazioni sui cue prospettici (condizione elevato<br />
carico di memoria) indipendentemente dalla salienza del cue.<br />
– Bisiacchi P, Schiff S, Ciccola A, Kliegel M (2009) Neuropsychologia, doi:10.1016/<br />
j.neuropsychologia.2009.01.034.<br />
– Burgess PW (2000) Psychological Research 63: 279-288.<br />
– Burgess PW, Shallice T (1997). In: Conway MA (ed), Cognitive models of memory<br />
Hove: Psychology Press, 247-272.<br />
– Burgess PW, Veitch E, Costello A, Shallice T (2000) Neuropsychologia 38: 848-863.<br />
– Burgess PW, Quayle A, Frith CD (2001) Neuropsychologia 39: 545-555.<br />
– Burgess PW, Scott SK, Frith CD (2003) Neuropsychologia 41: 906-918.<br />
– Carlesimo GA, Casadio P, Caltagirone C (2004) Journal of the International Neuropsychological<br />
Society 10: 679-688.<br />
– Costa A, Peppe A, Brusa L, Caltagirone C, Gatto I, Carlesimo GA (2008a) Journal of<br />
the International Neuropsychological Societies 14: 601-610.<br />
– Costa A, Peppe A, Caltagirone C, Carlesimo GA (2008b) Neuropsychology 22: 283-<br />
292.<br />
– Costa A, Perri R, Serra L, Barban F, Gatto I, Caltagirone C, Carlesimo GA (submitted)<br />
Neuropsychology. Prospective memory functioning in Mild Cognitive Impairment.<br />
– Henry JD, Phillips LH, Crawford JR, Kliegel M, Theodorou G, Summers F (2007)<br />
Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology 29: 457-466.<br />
– Huppert FA, Beardsall L (1993) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology<br />
15: 805-821.<br />
– Jones S, Livner A, Backman L (2006) Neuropsychology 20: 144-152.<br />
– Kliegel M, Martin M (2003) International Journal of Psychology 38: 193-194.<br />
– Okuda J, Fujii T, Ohtake H, Tsukiura T, Yamadori A, Frith CD, Burgess PW (2007)<br />
International Journal of Psychophysiology 64: 233-246.<br />
– Okuda J, Fujii T, Yamadori A, Kawashima R, Tsukiura T, Fukatsu R, Suzuki K, Ito<br />
M, Fukuda H (1998) Neurosci Lett 253(2): 127-130.<br />
– Simons JS, Schölvinck ML, Gilbert SJ, Frith CD, Burgess PW (2006) Neuropsychologia<br />
44: 1388-1397.<br />
– Troyer AM, Murphy KJ (2007) Journal of the International Neuropsychological<br />
Society 13: 365-369.<br />
– Umeda S, Nagumo Y, Kato M (2006) Reviews in the Neurosciences 17: 267-278.<br />
Attività previste<br />
• Selezione campione di studio.<br />
• Raccolta dati demografici e cognitivi.<br />
• Raccolta dati di neuroimaging.<br />
• Analisi ed elaborazione statistica preliminari dei dati.<br />
Neurologia clinica e comportamentale<br />
2009 335
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.3.4 – Il substrato neurale della rappresentazione strutturale visiva<br />
e degli effetti categoria specifici: studio di fMRI<br />
(Gian Daniele Zannino)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Semantica, visione, neuroimmagini funzionali.<br />
Descrizione<br />
Introduzione<br />
Un’abilità fondamentale per un’interazione adattativa con l’ambiente è<br />
la facoltà di riconoscere negli oggetti dell’esperienza visiva, istanze di categorie<br />
già note. La capacità di denominare un qualsiasi oggetto che ci venga<br />
mostrato per la prima volta presuppone questa abilità in quanto il nome che<br />
gli attribuiamo individua la categoria, nota a priori, di cui l’oggetto in questione<br />
viene considerato un esemplare. Questo processo di categorizzazione<br />
riconosce più fasi, e vige un generale accordo sul fatto che esso culmini con<br />
l’accesso a una competenza semantica ed eventualmente ad una competenza<br />
lessicale (nel caso si debba procedere ad una denominazione dell’esemplare<br />
categorizzato). Prima dell’accesso semantico ha luogo un’elaborazione<br />
percettiva che terminerebbe secondo alcuni autori nell’accesso ad un<br />
magazzino di memorie a lungo termine in cui sarebbero specificate le caratteristiche<br />
visive dei membri di ciascuna categoria. Lo status di queste “ rappresentazioni<br />
strutturali ” [nella terminologia di Humphreys Riddoch &<br />
Quinlan 1988] rimane ancora oggi materia di dibattito. In particolare i rapporti<br />
tra rappresentazioni strutturali e rappresentazioni semantiche non<br />
sono stati ancora chiariti e molti autori oggi tendono a negare la necessità<br />
di una stadio intermedio tra percezione visiva e semantica. Questo punto di<br />
vista sta sempre più prendendo piede sulla scorta del moltiplicarsi di studi<br />
di neuroimmagini funzionali che tendono ad identificare i sostrati della percezione<br />
visiva e della semantica nel cosiddetto Visual Ventral Stream [Martin,<br />
Chao 2001].<br />
In un precedente studio [Zannino et al. 2009] abbiamo fornito evidenze<br />
sperimentali “ in controtendenza ” suggerendo invece che la semantica ha rapporti<br />
meno stretti con le fasi gerarchicamente alte del processamento visivo di<br />
quanto di solito non si sia disposti ad ammettere. Con il presente lavoro ci<br />
proponiamo di indagare l’eventuale locus di una rappresentazione strutturale<br />
intesa come funzionalmente e anatomicamente indipendente tanto dalla<br />
semantica che dalla percezione.<br />
È un fatto ormai comunemente accettato che nel Visual Ventral Stream<br />
il processamento degli stimoli visivi si organizzi lungo un asse orientato in<br />
senso postero-anteriore, di modo che, mano a mano che si procede in<br />
avanti, le popolazioni nervose rispondono a caratteristiche sempre più complesse<br />
degli stimoli visivi [Grill-Spector et al. 2001; Lerner et al. 2001; Murray,<br />
Bussey 1999]. Numerosi studi di neuroimmagini funzionali hanno<br />
dimostrato ad esempio che una risposta attenuata dovuta alla ripetizione<br />
336 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
dello stimolo (repetition suppression) si poteva osservare in regioni anteriori<br />
del ventral stream anche se il target variava rispetto al prime per<br />
dimensioni e orientamento [Vuilleumier et al. 2002]. Diversamente, nelle<br />
regioni più precoci/posteriori del ventral stream la repetition suppression<br />
viene elicitata soltanto dalla ripetizione di stimoli percettivamente identici<br />
[Kouttstaal et al. 2001]. Sebbene numerose evidenze sperimentali dimostrino<br />
come le stazioni gerarchicamente alte del Ventral Stream codifichino<br />
per aspetti sempre più astratti degli stimoli visivi, non è stato ancora possibile<br />
individuare con certezza un livello così astratto da coincidere con<br />
quello che dal punto di vista funzionale corrisponde alle rappresentazioni<br />
strutturali. In linea di principio, un sostrato nervoso con queste caratteristiche<br />
dovrebbe rispondere alle immagini di oggetti reali e non ad immagini<br />
chimeriche di oggetti tridimensionali non esistenti. In pratica tuttavia molto<br />
poche e di dubbia interpretazione sono le evidenze sperimentali che confermano<br />
questo stato di cose. Il dato principale è infatti che la maggior parte<br />
del sostrato visivo che risponde selettivamente a stimoli visivi con una<br />
chiara interpretazione tridimensionale (se confrontati con stimoli più elementari<br />
o frammentati) non è sensibile alla differenza tra oggetti esistenti e<br />
oggetti chimerici [Grill-Spector et al. 2001]. Il secondo dato è che nei pochi<br />
studi in cui è stato possibile dimostrare una risposta differenziale per<br />
oggetti reali vs. chimere, per esempio tramite l’osservazione di una regione<br />
dove l’effetto priming fosse differenziale per oggetti vs. chimere [Vuilleumier<br />
et. al. 2002; Kouttstaal et al. 2001], non è possibile escludere che gli<br />
oggetti reali differissero dalle chimere non in quanto dotati di rappresentazioni<br />
strutturali bensì ad un livello gerarchicamente più basso delle rispettive<br />
caratteristiche visive.<br />
Il presente esperimento si propone di ovviare a questi problemi investigando<br />
il locus della rappresentazione strutturale tramite il confronto tra stimoli<br />
visivi perfettamente identici a tutti i livelli dell’analisi visiva (tranne<br />
ovviamente quello della rappresentazione strutturale stessa). Per ottenere questo<br />
utilizzeremo sequenze di immagini in cui il soggetto ritratto (es. un’automobile)<br />
appare progressivamente degradato fino a divenire irriconoscibile. La<br />
variabile critica sarà il verso con cui verranno proposte ai soggetti sperimentali<br />
le stesse sequenze durante l’acquisizione di immagini in fMRI; ovvero dal<br />
degradato al nitido (sequenza aggregante) o dal nitido al degradato (sequenza<br />
disgregante). In tal modo riteniamo di poter modulare la porzione della<br />
sequenza durante la quale la rappresentazione strutturale resterà attiva. Più<br />
lunga nelle sequenze disgreganti e più breve nelle sequenze aggreganti. Per<br />
controllare questa previsione i soggetti avranno il compito di premere un<br />
tasto nel momento in cui rispettivamente avviene (nelle sequenze aggreganti)<br />
o cessa (nelle sequenze disgreganti) il riconoscimento dell’oggetto raffigurato.<br />
La nostra ipotesi che lo stato di riconoscimento (e la conseguente attivazione<br />
della rappresentazione strutturale) duri più lungo nelle sequenze disgreganti<br />
si basa sul dato noto in letteratura per cui la preventiva esposizione ad uno<br />
stimolo integro (ad esempio una parola scritta) ne facilita il riconoscimento in<br />
condizioni degradate. Per controllare che l’effetto comportamentale che ci<br />
aspettiamo di osservare non sia l’espressione di processi più elementari<br />
2009 337
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
rispetto all’attivazione della rappresentazione strutturale, ai soggetti verranno<br />
proposte anche un certo numero di sequenze aggreganti e disgreganti tratte<br />
da forme tridimensionali prive di significato (sculture astratte).<br />
Un secondo fine che intendiamo perseguire è quello di definire a quale<br />
livello del processamento visivo si collochi la doppia dissociazione tra Viventi<br />
e Nonviventi già documentata da Chao e collaboratori [Chao et al. 1999] e da<br />
noi replicata in un precedente studio [Zannino et al. 2009]. A tale scopo le<br />
entità rappresentate saranno equamente distribuite tra il dominio dei viventi<br />
e dei non-viventi.<br />
– Chao L, Haxby JV, Martin A (1999) Nature Neuroscience 2: 913-919.<br />
– Grill-Spector K, Kourtzi Z, Kanwisher N (2001) Vision Research 41: 1409-1422.<br />
– Humphreys GW, Riddoch MJ, Quinlan PT (1988) Cognitive Neuropsychology 5: 67-<br />
103.<br />
– Martin A, Chao LL (2001) Current Opinion in Neurobiology 11: 194-201.<br />
– Lerner Y, Hendler T, Ben-Bashat D, Harel M, Malach R (2001) Cerebral Cortex 11:<br />
287-297.<br />
– Murray EA, Bussey TJ (1999) Trends in Cognitive Sciences 3: 142-151.<br />
– Villeumier P, Henson RN, Driver J, Dolan RJ (2002) Nature Neuroscience 5: 491-<br />
499.<br />
– Zannino GD, Buccione I, Perri R, Macaluso E, Lo Gerfo E, Caltagirone C, Carlesimo<br />
GA (2009) J Cogn Neurosci (Epub ahead of print).<br />
Attività previste<br />
Durante il primo anno di svolgimento si provvederà a selezionare gli stimoli<br />
visivi, bilanciandoli opportunamente secondo le rilevanti variabili psicometriche:<br />
si procederà poi a realizzare lo “ script ” per la somministrazione del<br />
test in risonanza funzionale. Il test verrà quindi somministrato, in psicofisica,<br />
ad un gruppo pilota in modo da escludere eventuali item problematici e da<br />
verificare il funzionamento della procedura dal punto di vista comportamentale<br />
(in termini di accuratezza e tempi di reazione). Si provvederà infine ad<br />
iniziare le acquisizioni dei dati in risonanza funzionale.<br />
A.3.5 -Neuroriabilitazione dei pazienti con eminegligenza spaziale<br />
mediante metodiche di stimolazione magnetica transcranica<br />
ripetitiva (Giacomo Koch)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Eminegligenza spaziale, stimolazione magnetica, trattografia.<br />
Descrizione<br />
La sindrome da eminegligenza spaziale (emineglect) è un problema<br />
comune dopo un ictus che colpisce l’emisfero destro. In questa sindrome<br />
invalidante, i pazienti non sono in grado di prestare attenzione a stimoli pre-<br />
338 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
senti nello spazio sinistro, limitando l’efficacia delle strategie di riabilitazione<br />
volte a migliorare il concomitante deficit motorio.<br />
Questa sindrome dipende da uno squilibrio tra l’eccitabilità degli emisferi<br />
destro e sinistro. I circuiti corticali che originano dalla corteccia parietale<br />
posteriore (PPC) possono diventare iper-eccitabili dopo una lesione dell’emisfero<br />
destro. Studi preliminari hanno dimostrato che tale iper-eccitabilità può<br />
essere contrastata per mezzo della stimolazione magnetica ripetitiva transcranica<br />
(rTMS), uno strumento ampiamente utilizzato in neuroscienze in grado<br />
di modulare l’eccitabilità corticale [Koch et al. 2008a; 2008b].<br />
Nel progetto attuale si propone di indagare in dettaglio se tale metodica<br />
non invasiva di stimolazione corticale possa essere in grado di migliorare il<br />
recupero funzionale nei pazienti con neglect tramite una riduzione della ipereccitabilità<br />
dell’emisfero non lesionato.<br />
A questo scopo applicheremo la rTMS sulla PPC di sinistra, al fine di verificare,<br />
in uno studio clinico controllato randomizzato (RCT), se modifiche di<br />
lunga durata di questi circuiti corticali possono essere in grado di migliorare<br />
il recupero funzionale dei pazienti con ictus ed eminegligenza.<br />
Inoltre, come risultato secondario, utilizzando metodiche combinate di<br />
risonanza magnetica (MRI) e TMS, cercheremo di stabilire quali modelli di<br />
attivazione corticale possano essere predittivi per un migliore outcome clinico.<br />
Il team coinvolto in questo progetto comprende neurologi, neurofisiologi<br />
e neuropsicologi esperti nel campo della stimolazione corticale e del neuroimaging.<br />
– Koch G, Fernandez Del Olmo M, Cheeran B, Schippling S, Caltagirone C, Driver J,<br />
Rothwell JC (2008a) J Neurosci 28(23): 5944-5953.<br />
– Koch G, Oliveri M, Cheeran B, Ruge D, Gerfo EL, Salerno S, Torriero S, Marconi<br />
B, Mori F, Driver J, Rothwell JC, Caltagirone C (2008b) Brain 131(12): 3147-3155.<br />
Attività previste<br />
• Saranno arruolati 30 pazienti. Tutti i pazienti con ictus ischemico emisfero<br />
destro saranno sottoposti a valutazione neuropsicologica per quantificare<br />
eventuali disturbi cognitivi, e la presenza o l’assenza della eminegligenza spaziale.<br />
Tutti i pazienti saranno trattati con una terapia riabilitativa convenzionale.<br />
I pazienti saranno assegnati in modo casuale a gruppi diversi con applicazione<br />
di:<br />
1) rTMS su PPC sinistra (n = 15);<br />
2) placebo rTMS su PPC sinistra (n = 15).<br />
• Dopo essere stato assegnato in modo casuale ad uno dei gruppi, ogni<br />
paziente riceverà 10 sedute di terapia per un periodo di 2 settimane (cinque<br />
giorni a settimana).<br />
• Misure principali di valutazione: utilizzeremo scale cliniche come la<br />
attività della vita quotidiana (ADL) e la Barthel Index (BI).<br />
• Misure secondarie: valuteremo le prestazioni su test standardizzati per<br />
il neglect quali test di cancellazione di lettere e di linee. Inoltre definiremo il<br />
pattern di attivazione delle connessioni cortico-corticali nell’emisfero intatto.<br />
2009 339
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
A.3.6 – Ruolo delle cortecce motorie nell’analisi del tempo passato<br />
e futuro: studio con stimolazione magnetica transcranica<br />
in soggetti sani giovani e anziani e in pazienti<br />
con Mild Cognitive Impairment (MCI) (Massimiliano Oliveri)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: TMS, MCI, futuro.<br />
Descrizione<br />
La letteratura recente ha evidenziato una interazione tra fattori spaziali e<br />
temporali nel sistema cognitivo. Gli intervalli temporali sono sottostimati<br />
nello spazio sinistro e sovrastimati nello spazio destro [Vicario et al. 2007,<br />
2008; Oliveri et al. 2009]. La regione cerebrale critica per questa interazione<br />
tra spazio e tempo sarebbe la corteccia parietale posteriore destra [Oliveri et<br />
al. 2009). Uno studio recente del nostro gruppo [Oliveri et al. Submitted] ha<br />
evidenziato che interazioni tra spazio e tempo sono presenti anche per rappresentazioni<br />
temporali più estese come il passato e il futuro. Soggetti sani<br />
sottoposti ad un compito di giudizio del tempo di un verbo (imperfetto vs.<br />
futuro) presentano tempi di reazione più rapidi per il tempo passato nello<br />
spazio sinistro e per il tempo futuro nello spazio destro. Tale effetto è specifico<br />
per i verbi di azione e suggerisce che le aree motorie potrebbero mediare<br />
questa associazione tra fattori spaziali e rappresentazione del passato e del<br />
futuro. Non è tuttavia chiaro se questi effetti riflettano anche un’asimmetria<br />
emisferica nella elaborazione del passato e del futuro.<br />
Osservazioni preliminari del nostro gruppo di ricerca indicano inoltre che<br />
l’associazione tra spazio destro e rappresentazione del futuro potrebbe essere<br />
diversa a seconda della fascia di età dei soggetti esaminati, con un effetto<br />
massimo nei giovani e ridotto o assente negli anziani.<br />
Obiettivo di questo progetto è quello di dimostrare un coinvolgimento<br />
specifico della corteccia motoria primaria (M1) nel processamento del tempo<br />
del verbo mediante registrazione dei potenziali evocati motori (PEM) da stimolazione<br />
magnetica transcranica (TMS) della M1 destra e sinistra. Una predizione<br />
dello studio è che l’attivazione della M1 sia modulata specificamente<br />
dal tempo del verbo processato, con una facilitazione della M1 di destra per il<br />
processamento del tempo passato e della M1 di sinistra per il processamento<br />
del tempo futuro. Una seconda predizione è che questi effetti fisiologici siano<br />
modulati dall’età dei soggetti esaminati, con una riduzione della attivazione<br />
della M1 di sinistra nei pazienti anziani e nei pazienti affetti da MCI.<br />
Saranno reclutati 10 soggetti sani di età compresa tra 20 e 30 anni, 10<br />
soggetti sani di età compresa tra 60 e 70 anni e 10 pazienti con diagnosi di<br />
MCI documentata da test neuropsicologici e neuroradiologici.<br />
I soggetti saranno sottoposti ad un compito di giudizio del tempo del<br />
verbo. Saranno selezionati 20 verbi di azione, 20 verbi di stato e 20 non-verbi.<br />
Ciascun verbo sarà coniugato al tempo imperfetto e futuro (seconda persona<br />
singolare) e presentato sul monitor di un PC per un tempo di 200 ms (totale<br />
340 2009
120 stimoli). Compito del soggetto sarà quello di indicare il tempo del verbo<br />
presentato attraverso la pressione di un pulsante con il dito indice della mano<br />
destra e sinistra. In metà delle prove la risposta destra sarà associata al tempo<br />
passato e la sinistra al tempo futuro e viceversa nell’altra metà delle prove. La<br />
TMS sarà effettuata con uno stimolatore MagStim 200 a singolo impulso collegato<br />
ad un coil focale di 70 mm posizionato sulla M1 di destra o sinistra in<br />
blocchi sperimentali separati. La TMS sarà applicata ad una intensità pari al<br />
90% della soglia di eccitabilità motoria individuale e con tre intervalli rispetto<br />
alla presentazione dello stimolo verbale: 0, 150, 300 ms.<br />
– Oliveri M, Koch G, Salerno S, Torriero S, Gerfo EL, Caltagirone C (2009 Mar 27)<br />
Neuroimage [Epub ahead of print].<br />
– Vicario CM, Caltagirone C, Oliveri M (2007) Brain Cogn 64(1): 68-73. Epub 2007<br />
Mar 29.<br />
– Vicario CM, Pecoraro P, Turriziani P, Koch G, Caltagirone C, Oliveri M (2008)<br />
PLoS ONE 3(3): e1716.<br />
Attività previste<br />
• Programmazione dell’esperimento.<br />
• Reclutamento soggetti sani e MCI.<br />
Neurologia clinica e comportamentale<br />
A.3.7 – Studio della connettività funzionale parietale-motoria mediante<br />
metodiche di stimolazione magnetica transcranica e Risonanza<br />
Magnetica con Trattografia (Giacomo Koch)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Connettività cortico-corticale, stimolazione magnetica, trattografia.<br />
Descrizione<br />
In un nostro recente studio eseguito su soggetti normali, abbiamo documentato<br />
l’esistenza di specifiche proiezioni originanti dalla corteccia parietale<br />
posteriore (PPC) che modulano l’eccitabilità delle aree motorie ipsilaterali e<br />
controlaterale, tramite proiezioni cortico-corticali a rapida trasmissione<br />
[Koch et al. 2007]. Tali studi sono stati eseguiti con un innovativo approccio<br />
di TMS a doppio impulso caratterizzato dall’utilizzo di due stimolatori connessi<br />
a due coil focali applicati sulle aree parietali e motorie. Tali connessioni<br />
sembrerebbero essere importanti nel guidare la pianificazione di movimenti<br />
di reaching verso lo spazio controlaterale [Koch et al. 2008a]. Inoltre sembrano<br />
essere specificatamente alterate in pazienti con eminegligenza spaziale<br />
unilaterale [Koch et al. 2008b]. Nonostante siano state ben caratterizzate le<br />
proprietà neurofisiologiche di questa connessione cortico-corticale, non è<br />
chiaro quali siano i fascicoli della sostanza bianca che veicolano tali informa-<br />
2009 341
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente A<br />
zioni. La nostra ipotesi, sulla base di precedenti studi, prevede che il fascicolo<br />
longitudinale superiore (SFL) sia particolarmente importante a tale riguardo.<br />
In questo nuovo studio ci proponiamo pertanto di indagare le possibili<br />
correlazioni in un gruppo di soggetti sani tra le proprietà di eccitabilità della<br />
suddetta connessione e la rappresentazione neuroanatomica dei fasci corticocorticali,<br />
tramite metodiche di trattografia con risonanza magnetica. Tale<br />
strumento rende possibile determinare il grado di omogeneità dell’orientamento<br />
delle fibre cortico-corticali individualmente in ogni soggetto attraverso<br />
la misura della frazione di anisotropia (FA), rendendo possibile una correlazione<br />
con i dati ottenuti con la TMS. Tale approccio è stato recentemente utilizzato<br />
dal gruppo di Oxford in uno studio pubblicato su Current Biology<br />
[Boorman et al. 2007] in cui gli autori valutavano le proprietà funzionali e<br />
anatomiche delle connessioni tra l’area premotoria dorsale (PMd) e l’area<br />
motoria controlaterale. La correlazione era significativa quando la connettività<br />
funzionale con TMS era testata durante un compito di choice reaction<br />
time (tempo di reazione in relazione alla presentazione di diversi stimoli<br />
visivi). Nel nostro progetto pertanto ci proponiamo di eseguire negli stessi<br />
soggetti la valutazione neurofisiologica della funzionalità delle connessioni tra<br />
PPC ed area motoria ipsilaterale sia a riposo che nella fase di pianificazione di<br />
un movimento di reaching lateralizzato nello spazio. Tali soggetti saranno<br />
inoltre sottoposti ad un esame di risonanza magnetica per eseguire la trattografia.<br />
– Koch G, Fernandez Del Olmo M, Cheeran B, Ruge D, Schippling S, Caltagirone C,<br />
Rothwell JC (2007) J Neurosci 27(25): 6815-6822.<br />
– Koch G, Fernandez Del Olmo M, Cheeran B, Schippling S, Caltagirone C, Driver J,<br />
Rothwell JC (2008a) J Neurosci 28(23): 5944-5953.<br />
– Koch G, Oliveri M, Cheeran B, Ruge D, Gerfo EL, Salerno S, Torriero S, Marconi<br />
B, Mori F, Driver J, Rothwell JC, Caltagirone C (2008b) Brain 131 (12): 3147-3155.<br />
Attività previste<br />
Venti giovani volontari destrimani in buona salute saranno arruolati in<br />
questo studio. Le registrazioni di elettromiografia (EMG) saranno fatte dal<br />
muscolo primo interosseo dorsale (FDI) tramite elettrodi di superficie a<br />
coppetta AG-AgCl di 9-millimetri di diametro. L’elettrodo attivo sarà disposto<br />
sopra il ventre del muscolo e l’elettrodo di riferimento sopra l’articolazione<br />
metacarpofalangea del dito indice. Le risposte saranno amplificate<br />
con un amplificatore tipo Digitimer D360 (Digitimer srl, Welwyn Garden<br />
City, Hertfordshire, Regno Unito) con i filtri regolati a 20 hertz ed a 2 KHz<br />
con un tasso di campionamento di 5 KHz, quindi registrati tramite un computer<br />
usando il software SIGNAL (CED srl, Cambridge, Regno Unito). Utilizzeremo<br />
una tecnica accoppiata di stimolazione con due macchine Magstim<br />
200 (Magstim Co., Whitland, Dyfed, Regno Unito). Lo stimolo magnetico<br />
ha una configurazione di impulso monofasica con una durata di circa<br />
800 µs. In primo luogo l’intensità dello stimolo test (TS) sull’area motoria<br />
sarà aggiustata per evocare un potenziale evocato motorio (MEP) di circa 1<br />
342 2009
Neurologia clinica e comportamentale<br />
MV. L’hot spot di M1 della mano di destra sarà stata definita come il punto<br />
in cui lo stimolo ha evocato il più grande MEP dal muscolo FDI controlaterale.<br />
Per stimolare M1, la bobina sarà disposta sempre tangenzialmente al<br />
cuoio capelluto ad un angolo di 45 gradi per indurre un flusso di corrente<br />
con direzione posteriore-anteriore (PA) attraverso il solco centrale. La posizione<br />
del coil sulla PPC di destra TMS sarà stata definita sulla posizione P4<br />
del sistema di 10-20 EEG. Secondo le indagini precedenti che adottano la<br />
ricostruzione MRI in 3D questo sito di stimolazione è nel lobulo parietale<br />
inferiore (IPL) vicino alla parte posteriore del solco intraparietale contiguo.<br />
Il centro della bobina sarà posizionato tangenzialmente sopra P4. L’intensità<br />
dello stimolo del CS sarà sia supra- (110% della soglia moria a riposo-<br />
RMT) che sub-liminale (90% RMT). La RMT è definita come l’intensità più<br />
bassa che è in grado di evocare cinque piccole risposte (circa 50 microV)<br />
nel muscolo FDI controlaterale in una serie di dieci stimoli quando il soggetto<br />
mantiene i muscoli FDI rilassate in entrambe le mani, secondo i criteri<br />
internazionali. L’intervallo tra lo stimolo condizionante sulla PPC e lo stimolo<br />
test sull’area motoria ipsilaterale varierà tra ISIs 2 e 20 ms.<br />
2009 343
B–METODOLOGIE INNOVATIVE<br />
IN RIABILITAZIONE<br />
FRANCESCO LACQUANITI<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
B.1 –APPROCCI COMPUTAZIONALI ALLO STUDIO DEI MOVIMENTI<br />
DELL’ARTO SUPERIORE<br />
B.1.1 – Caratteristiche ed adattabilità dei processi predittivi e di controllo<br />
nei movimenti di intercettamento (Andrea d’Avella)<br />
B.2 –BIOMEDICINA SPAZIALE<br />
B.2.1 – Sistemi di riferimento nell’intercettamento di moti verticali<br />
gravitazionali (Myrka Zago)<br />
B.3 –COMPUTER GRAPHICS E REALTÀ VIRTUALI COME METODOLOGIE<br />
PER LA RIABILITAZIONE SENSORIMOTORIA<br />
B.3.1 – Percezione delle durate temporali e moto biologico<br />
(Mauro Carrozzo)<br />
B.4 –CONTROLLO DEI MOVIMENTI LOCOMOTORI: MECCANISMI BASE<br />
DELL’ATTIVITÀ MUSCOLARE<br />
B.4.1 – Adattamento dei movimenti locomotori nell’uomo<br />
(Yury Ivanenko)<br />
B.5 – MOVIMENTO E PROCESSI COGNITIVI: PROSPETTIVE TEORICHE E APPLICATIVE<br />
B.5.1 – Rappresentazione mentale della gravità in soggetti con stroke<br />
(Elena Daprati)<br />
B.5.2 – Studio dei meccanismi di rappresentazione mentale<br />
di moti naturali e non naturali (Francesca Figliozzi)<br />
B.6 – UTILIZZO DI TECNICHE DI INDAGINE NEURO-FUNZIONALE PER LO STUDIO<br />
DEI PROCESSI PREDITTIVI ALLA BASE DELL’INTERCETTAMENTO MANUALE<br />
B.6.1 – Intercettamento manuale di moti balistici in presenza o meno<br />
di occlusione visiva (Gianfranco Bosco)<br />
B.7 – UTILIZZO DI TECNICHE INTEGRATE DI PSICOFISICA E RISONANZA MAGNETICA<br />
FUNZIONALE (FMRI) NELLO STUDIO DELLA RAPPRESENTAZIONE INTERNA<br />
DELLA GRAVITÀ<br />
B.7.1 – Studio sul coinvolgimento della rappresentazione interna<br />
della gravità nel moto biologico e nel moto apparente<br />
(Vincenzo Maffei)<br />
346 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
B.1 – APPROCCI COMPUTAZIONALI ALLO STUDIO DEI MOVIMENTI<br />
DELL’ARTO SUPERIORE<br />
B.1.1 – Caratteristiche ed adattabilità dei processi predittivi<br />
e di controllo nei movimenti di intercettamento<br />
(Andrea d’Avella)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Informazione visiva, processi predittivi, intercettamento.<br />
Descrizione<br />
La capacità di anticipare i cambiamenti nell’ambiente è una caratteristica<br />
fondamentale dei processi cognitivi e sensorimotori del sistema nervoso centrale<br />
(SNC). Nell’ambito dei movimenti del braccio, per intercettare efficacemente un<br />
oggetto in moto, quale ad esempio una palla in volo, a causa del tempo che<br />
intercorre tra quando l’informazione visiva è disponibile e quando il SNC è in<br />
grado di generare o modificare opportunamente una risposta motoria, è necessario<br />
un processo predittivo. Per un oggetto in volo, sul quale agiscono la forza<br />
di gravità e le forze dovute all’attrito con l’aria, la predizione del moto richiede la<br />
conoscenza dell’effetto di tali forze sulla traiettoria dell’oggetto, ovvero un<br />
modello interno della gravità e degli effetti aerodinamici. Per il moto di un<br />
oggetto in caduta verticale, diversi studi hanno mostrato come la temporizzazione<br />
della risposta motoria di intercettamento sia ben spiegata da un processo<br />
predittivo basato su un modello interno della gravità e non sia invece compatibile<br />
con una predizione basata su un’approssimazione al primo ordine, ovvero<br />
assumendo una velocità costante, della traiettoria della palla. Nel caso di un<br />
oggetto in volo non in caduta verticale, l’intercettamento richiede una predizione<br />
sia temporale sia spaziale. La traiettoria dell’oggetto nello spazio tridimensionale<br />
e non solo la sua temporizzazione deve essere predetta a partire dall’informazione<br />
visiva per poter determinare posizione e tempo di intercettamento.<br />
I risultati di recenti esperimenti, condotti nel nostro laboratorio per lo studio<br />
dell’intercettamento di palle lanciate con una componente iniziale della velocità<br />
orizzontale non nulla, hanno mostrato come, anche per questo tipo di moto,<br />
la risposta motoria abbia una componente temporizzata accuratamente rispetto<br />
all’istante dell’impatto tra palla e mano, indicazione dell’esistenza di un processo<br />
predittivo. Come però tali processi predittivi siano implementati nel SNC è tuttora<br />
una questione aperta. È chiaro che il SNC deve combinare l’informazione<br />
visiva circa le caratteristiche di una specifica traiettoria con la conoscenza a<br />
priori dell’effetto della gravità e dell’attrito con l’aria per determinare la risposta<br />
motoria adeguata. Dato che sia il flusso di informazioni sensoriali in ingresso sia<br />
i comandi motori variano nel tempo, tali processi predittivi e di controllo sono<br />
dinamici e possono essere rappresentati come una trasformazione da una serie<br />
temporale di vettori sensoriali (tipicamente ad alta dimensionalità) ad una serie<br />
temporale di vettori motori (ad esempio i profili di attivazione dei muscoli coin-<br />
2009 347
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
volti) che dipende da alcuni parametri internalizzati (quali l’accelerazione di gravità<br />
e le caratteristiche fisiche dell’oggetto che influenzano l’effetto delle forze<br />
aerodinamiche, quali il coefficiente di attrito e la massa).<br />
Obiettivo principale del presente progetto è investigare la natura di tale trasformazione<br />
dinamica. A tal fine, utilizzeremo un approccio sperimentale<br />
basato sulla variazione sistematica dei parametri di lancio di una palla da intercettare,<br />
della durata dell’informazione visiva disponibile sulla sua traiettoria e<br />
dell’effetto della gravità e dell’attrito con l’aria e sull’osservazione delle variazioni<br />
risultanti nel movimento del braccio, della mano e degli occhi e nell’attività<br />
elettromiografica di molti dei muscoli coinvolti.<br />
In particolare, valuteremo: (a) le caratteristiche dell’informazione visiva<br />
disponibile nell’arco temporale del volo della palla mediante la registrazione dei<br />
movimenti oculari e la ricostruzione della direzione di sguardo; (b) l’effetto dell’informazione<br />
visiva a differenti tempi (mediante occlusione della traiettoria in<br />
diversi intervalli temporali) sulle prestazioni nel compito motorio e sulle caratteristiche<br />
spazio-temporali dei comandi motori e del movimento risultante; (c)<br />
la capacità di generalizzazione e di adattamento a nuove e differenti condizioni<br />
di volo della palla (tempo di volo, posizione dell’intersezione della traiettoria<br />
con il piano frontale del soggetto), a nuovi effetti aerodinamici (variando la<br />
massa della palla) e ad alterazioni dell’accelerazioni di gravità apparente (utilizzando<br />
gli effetti aerodinamici legati alla rotazione della palla attorno ad un asse<br />
orizzontale perpendicolare alla direzione di moto).<br />
Attività previste<br />
Nell’anno 2009 prevediamo di mettere a punto l’apparato sperimentale<br />
necessario per lo svolgimento degli esperimenti su volontari adulti sani e di<br />
intraprendere una prima serie di sessioni sperimentali per la valutazione delle<br />
caratteristiche e dell’effetto dell’informazione visiva a differenti tempi durante il<br />
volo della palla. L’apparato sperimentale consisterà in un lanciatore di palle<br />
(disegnato per l’allenamento dei giocatori di cricket) montato su di una struttura<br />
motorizzata che permette di variarne l’assetto dietro uno schermo verticale<br />
con un foro di uscita. Il lanciatore permette di variare la velocità di uscita della<br />
palla e la sua velocità di rotazione e sarà montato in modo che l’asse di rotazione<br />
sia orizzontale (per indurre una forza aerodinamica dovuta alla rotazione<br />
in direzione approssimativamente verticale, simulando così un riduzione o<br />
incremento della forza di gravità). Per controllare precisamente l’occlusione<br />
della traiettoria della palla, il locale sperimentale sarà illuminato da lampade<br />
con un rapido tempo di accensione e spegnimento pilotate da un contatore<br />
digitale attivato dall’uscita della palla dal foro rilevata da un fotodiodo. L’inizio<br />
e la durata di un intervallo di uno o più intervalli di occlusione saranno sistematicamente<br />
variati. Durante le sessioni sperimentali saranno inoltre registrate:<br />
la traiettoria della palla e la posizione di marcatori sulle braccia, tronco<br />
e testa del soggetto mediante sistema di cattura del movimento Vicon, la direzione<br />
di sguardo mediante sistema di video-oculografia EyeLink, la postura del<br />
polso e delle dita mediante guanto instrumentato Cyberglove, l’attività elettromiografica<br />
dei muscoli di spalla e braccio mediante sistema Delsys.<br />
348 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
B.2 – BIOMEDICINA SPAZIALE<br />
B.2.1 – Sistemi di riferimento nell’intercettamento di moti verticali gravitazionali<br />
(Myrka Zago)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Modelli interni, intercettamento, orientamento.<br />
Descrizione<br />
La percezione dell’orientamento del nostro corpo nello spazio è strettamente<br />
interrelata alla percezione dell’orientamento degli oggetti intorno a noi.<br />
Difatti se la percezione dell’orientamento del nostro corpo influenza la nostra<br />
capacità di riconoscere gli oggetti e di individuarne l’orientamento, anche la<br />
percezione degli oggetti nello spazio influenza la percezione dell’orientamento<br />
del nostro corpo nello spazio. Il processo di percezione del nostro orientamento<br />
dipende da informazioni visive derivanti dall’ambiente circostante, da<br />
informazioni provenienti dagli organi otolitici del sistema vestibolare, da gravicettori<br />
nella cute, nei muscoli e nel sistema viscerale e cardiovascolare. Qual<br />
è l’insieme dei riferimenti utilizzati per individuare la posizione di noi stessi e<br />
degli oggetti nello spazio? Ed in particolare quale sistema di riferimento utilizziamo<br />
quando dobbiamo anche interagire con un oggetto in movimento<br />
nello spazio tridimensionale? Sappiamo che il nostro sistema visivo non è in<br />
grado di misurare con esattezza l’accelerazione in finestre temporali brevi e<br />
quindi l’intercettamento di oggetti in moto accelerato dovrebbe risultare particolarmente<br />
complesso. D’altra parte una particolare accelerazione, quella di<br />
gravità, ha uno statuto particolare poiché il moto di tutti i corpi nell’ambiente<br />
terrestre è soggetto alla forza di gravità terrestre.<br />
È stato ipotizzato che la rappresentazione dell’effetto della gravità sia<br />
codificata nel nostro sistema nervoso centrale mediante un modello dinamico<br />
che viene utilizzato per la pianificazione ed esecuzione dei movimenti in congiunzione<br />
alle informazioni visive del primo ordine. Ma quale sistema di riferimento<br />
utilizziamo per l’intercettamento di un moto verticale gravitazionale?<br />
Utilizzando tale rappresentazione interna dovremmo essere perfettamente in<br />
grado di interagire con oggetti in moto accelerato con accelerazione pari a<br />
quella gravitazionale qualunque sia l’orientamento del nostro corpo nello spazio<br />
o qualunque sia lo scenario visivo cui ci troviamo immersi. Come<br />
dovremmo quindi interagire con oggetti che si muovono in una scena visiva<br />
orientata in modo incongruente con la direzione della forza di gravità?<br />
L’obiettivo di questo progetto triennale è verificare il ruolo della gravità<br />
nell’allineare o calibrare diversi sistemi di riferimento per l’integrazione delle<br />
informazioni multisensoriali. In particolare si vuole verificare l’ipotesi che la<br />
stima della gravità è codificata dapprima in un sistema di riferimento centrato<br />
sulla posizione della nostra testa nello spazio e poi trasformata in una<br />
rappresentazione astratta della gravità in coordinate mondo. Questa rappre-<br />
2009 349
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
sentazione viene poi utilizzata dal sistema visivo e cinestesico in modo integrato<br />
per poter interagire con gli oggetti in movimento.<br />
Attività previste<br />
Nel corso del primo anno di attività verrà sviluppato un set-up sperimentale<br />
che consenta di comprendere quale sia il sistema di riferimento utilizzato<br />
per intercettare oggetti in moto gravitazionale, in particolare che consenta di<br />
capire se il sistema di riferimento per il programma di intercettamento è<br />
ancorato alla direzione di moto dell’oggetto o all’orientamento della scena<br />
visiva. Verranno quindi realizzati scenari visivi ad alta risoluzione in cui la<br />
direzione di moto degli oggetti sia disaccoppiata dall’orientamento della scena<br />
visiva. Al sistema di presentazione degli scenari visivi verrà poi integrato un<br />
sistema di misurazione in tempo reale della risposta motoria.<br />
350 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
B.3 – COMPUTER GRAPHICS E REALTÀ VIRTUALI COME METODOLOGIE<br />
PER LA RIABILITAZIONE SENSORIMOTORIA<br />
B.3.1 – Percezione delle durate temporali e moto biologico<br />
(Mauro Carrozzo)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Time perception, moto biologico, realtà virtuali.<br />
Altri Enti coinvolti: Consiglio Nazionale delle Ricerche (Istituto di Neuroscienze).<br />
Descrizione<br />
La stima delle durate temporali relativamente a brevi intervalli (dell’ordine<br />
del secondo) è soggetta a numerosi tipi di distorsioni. Il fenomeno della<br />
subjective time dilation ne è un esempio: la percezione del tempo per stimoli<br />
in rapido movimento è dilatata rispetto a stimoli statici o che si muovono più<br />
lentamente [Brown 1995]. Saccadi compiute durante l’osservazione dello stimolo<br />
ne comprimono notevolmente la durata [Morrone et al. 2005].<br />
Studi recenti hanno dimostrato che le frequenze temporali presenti in<br />
uno stimolo sono tra le cause principali dell’alterazione della percezione delle<br />
durate [Kanai et al. 2006]. Nel mondo reale siamo continuamente esposti a<br />
vari tipi di moto: rispetto al moto di tipo biologico abbiamo una particolare<br />
capacità di elaborazione, legata alla presenza di neuroni con una specifica<br />
sensibilità. Uno stimolo con componenti temporali di frequenza organizzate<br />
secondo un moto di tipo biologico influisce in maniera diversa rispetto ad<br />
uno stimolo con le stesse componenti ma organizzate in maniera differente?<br />
Per valutare se effettivamente la presenza di moto di tipo biologico produca<br />
una distorsione nella percezione delle durate temporali diversa da quella<br />
indotta da altri tipi di moto (non biologico) verrà messo a punto un nuovo<br />
esperimento.<br />
Lo scopo del nuovo esperimento (che continuerà gli esperimenti eseguiti<br />
in progetti precedenti) è quello di verificare, attraverso un protocollo di discriminazione<br />
delle durate temporali, se distrattori dinamici biologici alterino la<br />
percezione del tempo in maniera significativamente diversa dai distrattori<br />
non-biologici.<br />
– Brown SW (1995) Perception & Psychophysics 57:105-116.<br />
– Morrone MC, Ross J, Burr D (2005) Nat Neurosci 8: 950-954.<br />
– Kanai R, Paffen CLE, Hogendoorn H, Verstraten FAJ (2006) J Vision 6: 1421-1430.<br />
Attività previste nell’anno<br />
Il disegno sperimentale seguirà un classico modello di psicofisica simple<br />
forced choice. Ad inizio trial verrà presentata una scena in cui saranno pre-<br />
2009 351
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
senti attori in movimento biologico o non-biologico che resteranno visibili per<br />
9 s. Dopo un breve intervallo comparirà uno stimolo test (una sfera) per 800<br />
ms. Dopo un altro breve intervallo comparirà uno stimolo probe per la durata<br />
variabile scelta in maniera casuale tra 9 valori predefiniti, compresi nel range<br />
500-1100 ms. Successivamente verrà chiesto al soggetto di indicare (premendo<br />
uno di due tasti) se lo stimolo probe sia rimasto visibile per più o<br />
meno tempo rispetto al test.<br />
Durante l’esperimento verranno monitorati i movimenti oculari del soggetto<br />
che dovrà mantenere la fissazione su un punto prestabilito della scena.<br />
Ad ogni soggetto verrà chiesto di partecipare a due sessioni separate, differenziate<br />
dalla presenza di moto biologico o non biologico.<br />
352 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
B.4 – CONTROLLO DEI MOVIMENTI LOCOMOTORI: MECCANISMI BASE<br />
DELL’ATTIVITÀ MUSCOLARE<br />
B.4.1 – Adattamento dei movimenti locomotori nell’uomo<br />
(Yury Ivanenko)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: EMG, cinematica, cammino.<br />
Descrizione<br />
La locomozione costituisce un’attività fondamentale quotidiana e un<br />
esempio rilevante di come i circuiti spinali agevolino il controllo del movimento<br />
e l’adattamento a diverse condizioni. La locomozione, infatti, può<br />
essere adattata a diverse condizioni esterne, velocità, modi di progressione,<br />
diverse tipologie di superfici, ostacoli. Una corretta locomozione nei soggetti<br />
sani e nei soggetti con patologie motorie richiede sia l’abilità di generare e<br />
mantenere i patterns locomotori appropriati per muoversi verso una precisa<br />
destinazione, sia quella di cambiare i suddetti patterns in risposta a perturbazioni<br />
esterne ed interne e a movimenti complessi.<br />
Il movimento non può essere studiato senza tenere conto della percezione.<br />
Per ‘percezione’ si intende l’integrazione dei dati grezzi sensoriali in<br />
informazioni fruibili cognitivamente. In particolare la regolazione del cammino<br />
coinvolge l’integrazione di informazioni visive, propriocettive e vestibolari.<br />
Quando ci muoviamo nell’ambiente circostante, le immagini proiettate<br />
sulla retina sono in movimento e questo flusso di informazioni è stato denominato<br />
Optic Flow (OF). L’OF è la sorgente di informazioni visive che ci fornisce<br />
informazioni sulla direzione e la velocità del cammino che si sta facendo<br />
rispetto all’ambiente circostante ed inoltre può essere usata per controllare la<br />
performance del movimento stesso. Poco si conosce sulla risposta motoria<br />
dell’uomo durante il cammino normale in presenza di manipolazione di più<br />
input sensoriali, in particolare presentando una stimolazione visiva e/o una<br />
sollecitazione meccanica sul tronco che forniscono incongruenza tra le informazioni<br />
che vengono elaborate durante la locomozione.<br />
L’idea alla base di questo progetto di studio è riuscire a determinare ‘la<br />
funzione di trasferimento’ o la relazione esistente tra la perturbazione visiva<br />
d’ingresso che mandiamo al soggetto e l’uscita del sistema cioè la risposta<br />
motoria del soggetto a seguito di questa perturbazione. Questo tipo di studio<br />
ci permetterà di caratterizzare il sistema di controllo e determinare quali sono<br />
i meccanismi alla base del controllo motorio quando si presenta una incongruenza<br />
tra la stimolazione visiva e la propriocezione legata al movimento.<br />
Per poter studiare che tipo di risposta motoria viene indotta nell’uomo<br />
quando si presenta una particolare scena visiva che modifica la normale percezione<br />
di movimento del proprio corpo e come il sistema di controllo interpreta<br />
ed elabora tali informazioni durante il cammino, si registrano cinema-<br />
2009 353
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
tica ed EMG mentre il soggetto cammina normalmente su un treadmill ed<br />
osserva una particolare scena visiva proiettata su uno schermo posizionato a<br />
1m di distanza dal soggetto.<br />
Numerosi studi hanno dimostrato l’efficienza e i vantaggi derivanti dall’utilizzo<br />
di dispositivi per la riabilitazione di pazienti con deficit locomotori. La<br />
riabilitazione locomotoria su un treadmill con lo sgravio del peso corporeo<br />
facilita i movimenti locomotori e fornisce un efficace livello di recupero del<br />
cammino in pazienti affetti da vari disordini neuromuscolari. Un esempio<br />
sono i pazienti spinali che hanno mostrato notevoli miglioramenti nelle funzioni<br />
locomotorie, nella spasticità e nella densità ossea. Abbiamo pensato, a<br />
differenza di altri sistemi di sgravio, ad un ‘dispositivo di sgravio’ che consentisse<br />
una migliore simulazione delle condizioni di ipogravità in modo tale che<br />
la gamba sia nella fase di pendolamento che in quella di appoggio sia esposta<br />
a carichi gravitazionali congruenti. Al fine di evitare l’effetto della gravità, i<br />
segmenti di entrambe le gambe verranno fissati ad un esoscheletro costituito<br />
da profili vincolati tra loro con cuscinetti volventi che permettono il movimento<br />
delle gambe senza attrito nel piano orizzontale. Questo permette una<br />
minima resistenza al moto e facilita significativamente il paziente a compiere<br />
i movimenti ritmici delle gambe sia in aria che sul treadmill ad una velocità<br />
controllata.<br />
L’idea alla base di questo dispositivo è che esso potrà essere usato nei primissimi<br />
stadi della riabilitazione neurologica. Una marcata atrofia dei motoneuroni<br />
è stata riscontrata dopo lesioni alla spina dorsale, che non appare in<br />
animali spinali che sono stati sottoposti a esercizio. Una degradazione dell’attività<br />
dei neuroni spinali può essere prevenuta da un continuo allenamento<br />
intrapreso subito dopo la lesione. Usando questo sistema si puo studiare l’adattamento<br />
della cinematica e dei patterns motori a condizioni di gravità<br />
modificata.<br />
Abbiamo pensato anche di esplorare l’adattamento della locomozione a<br />
differenti superfici e quindi ostacoli, scale, piano inclinato, condizioni di<br />
attrito ridotto. Nel cammino dell’uomo è stato mostrato che le rotazioni dei<br />
segmenti articolari covariano, così che la traiettoria 3D degli angoli di elevazione<br />
plottati l’uno verso l’altro giace totalmente su un piano. Questa legge di<br />
covariazione intersegmentale vale per il cammino a differenti velocità, direzioni<br />
avanti e indietro, postura eretta e ‘groucho’, e per differenti livelli di<br />
sgravio del peso corporeo, e può rappresentare quindi una peculiarità della<br />
locomozione. Questa relazione tra i segmenti articolari nella locomozione può<br />
essere il risultato di più di un meccanismo basilare. In questo studio vogliamo<br />
comprendere come varia la coordinazione intersegmentale aggiungendo ostacoli<br />
al percorso, variando l’inclinazione del terreno oppure salendo e scendendo<br />
le scale negli adulti e nei bambini che compiono i primi passi.<br />
Lo studio dei primi passi senza supporto nei bambini ci permette di<br />
rispondere alle problematiche dei requisiti sia posturali che propulsivi. I<br />
primi passi rappresentano, infatti, un primo adattamento alla gravità che è a<br />
sua volta responsabile del controllo della locomozione.<br />
In aggiunta abbiamo voluto studiare l’adattamento del cammino a condizioni<br />
di attrito ridotto facendo camminare i soggetti su un percorso di lun-<br />
354 2009
ghezza di circa 7 metri ricoperto di olio. Al fine di comprendere la modalità<br />
con cui i circuiti spinali generano i diversi modi di locomozione analizzeremo<br />
anche l’attività muscolare usando sia tecniche di analisi multivariata sia l’architettura<br />
spazio-temporale dell’attività dei motoneuroni.<br />
Attività previste<br />
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
In quest’anno vogliamo analizzare come varia la coordinazione intersegmentale<br />
e motoria aggiungendo ostacoli al percorso, variando l’inclinazione<br />
del terreno oppure salendo e scendendo le scale negli adulti e nei bambini che<br />
compiono i primi passi.<br />
I primi passi senza supporto esterno hanno inizio nei bambini di circa un<br />
anno d’età. Un’estesa comprensione delle regole della gravità e del proprio<br />
comportamento rispetto ad un ambiente esterno avviene intorno al primo<br />
anno. Lo sviluppo della coordinazione dei diversi segmenti e la stabilità<br />
posturale sembrano crescere in parallelo, dal momento che, nell’adulto, sia le<br />
leggi cinematiche relative al controllo degli angoli di elevazione che l’orientamento<br />
del tronco sembrano essere in relazione alla linea di gravità. Lo scopo<br />
che ci proponiamo è studiare le relazioni tra la coordinazione intersegmentale<br />
ed il meccanismo del pendolo unite al ruolo del carico sul piede, a quello della<br />
gravità e alla stabilità aggiungendo ostacoli al percorso, facendo camminare il<br />
bambino anche su un piano inclinato e facendogli superare alcuni scalini.<br />
L’adattamento del cammino a condizioni di attrito ridotto ci può fornire<br />
interessanti nozioni sul ruolo dell’attrito e della gravità sul controllo della<br />
locomozione. A tale scopo faremo camminare i soggetti su un percorso di lunghezza<br />
di circa 7 metri ricoperto di olio. Al fine di comprendere la modalità<br />
con cui i circuiti spinali generano i diversi modi di locomozione analizzeremo<br />
anche l’attività muscolare usando sia tecniche di analisi multivariata sia l’architettura<br />
spazio-temporale dell’attività dei motoneuroni. Si possono visualizzare<br />
le mappe dell’attività dei motoneuroni del midollo spinale dell’uomo<br />
durante la locomozione associando i patterns muscolari all’ubicazione dei<br />
motoneuroni.<br />
Volendo confrontare l’attività muscolare con gli andamenti di energia<br />
cinetica e potenziale del centro di massa abbiamo utilizzato l’attività muscolare<br />
bilaterale. Il moto del centro di massa, infatti, è determinato dall’attività<br />
coordinata di entrambe le gambe. Questo ci potrà fornire un collegamento<br />
interessante tra moto del centro di massa e attività dei motoneuroni del<br />
midollo spinale.<br />
2009 355
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
B.5 – MOVIMENTO E PROCESSI COGNITIVI: PROSPETTIVE TEORICHE<br />
E APPLICATIVE<br />
B.5.1 – Rappresentazione mentale della gravità in soggetti<br />
con stroke (Elena Daprati)<br />
Anno d’inizio: 2006<br />
Durata in mesi: 48<br />
Parole chiave: Corteccia vestibolare, lesione cerebrale, intercettamento.<br />
Descrizione<br />
Negli ultimi anni, la possibilità che il cervello impieghi modelli anticipatori<br />
per compensare i limiti del sistema sensorimotorio è stata ampiamente<br />
dimostrata [Wolpert et al. 1995; Wolpert, Kawato 1998; Kawato 1999; Wolpert,<br />
Flanagan 2001; Davidson, Wolpert 2005]. Sul piano funzionale, un<br />
modello predittivo descrive un ipotetico sistema neurale capace di “ mimare ”<br />
le proprietà funzionali dei nostri apparati sensorimotori e di costruire previsioni<br />
congruenti con le dinamiche ambientali. Rispetto a quest’ultimo aspetto,<br />
i modelli anticipatori sarebbero in grado di integrare automaticamente precise<br />
proprietà fisiche dell’ambiente esterno, come per esempio gli effetti esercitati<br />
dalla forza di gravità sugli oggetti [McIntyre et al. 2001]. In particolare,<br />
le aree vestibolari della giunzione temporo-parietale potrebbero rappresentare<br />
il substrato neurale implicato nel processo di implementazione degli effetti<br />
della gravità terrestre su bersagli esplorati visivamente [Indovina et al. 2005].<br />
Un approccio sperimentale efficace per chiarire il ruolo delle aree vestibolari<br />
è costituito dall’analisi del comportamento di pazienti che abbiano subito<br />
un insulto vascolare in tali regioni cerebrali. Si può infatti ipotizzare che la<br />
compromissione funzionale di aree specifiche possa condurre ad una riduzione<br />
(o alla perdita) della capacità di utilizzare correttamente un modello<br />
interno della gravità. Questa limitazione potrebbe essere messa in luce attraverso<br />
test specifici (i.e. compiti di intercettamento di un bersaglio in caduta),<br />
consentendo inoltre di evidenziare la comparsa di eventuali risposte compensatrici.<br />
Questo studio si propone di valutare direttamente tali aspetti funzionali,<br />
attraverso l’esplorazione del comportamento di pazienti cerebrolesi in compiti<br />
di interazione con stimoli in movimento e la correlazione delle loro prestazioni<br />
con i dati anatomo-funzionali relativi alla lesione.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nelle fasi precedenti di questo studio è stato allestito un test di intercettamento<br />
in ambiente virtuale: un oggetto inanimato muoveva in caduta libera<br />
lungo la verticale, in direzione di un bersaglio. L’osservatore doveva individuare,<br />
premendo un pulsante, l’istante in cui l’oggetto avrebbe raggiunto il<br />
bersaglio. Il compito virtuale riproduceva quindi quanto accadrebbe, in condizioni<br />
realistiche, nel caso in cui l’osservatore dovesse afferrare un oggetto in<br />
356 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
caduta, intercettandolo immediatamente prima dell’urto con il bersaglio.<br />
Sono stati testati moti in accordo o in contrasto con quanto previsto dall’accelerazione<br />
di gravità terrestre (condizione 1g/condizione -1g).<br />
Il compito sperimentale è stato affiancato da due test di controllo, volti ad<br />
escludere problematiche legate alla percezione della direzione di movimento<br />
o alla capacità di reagire ad uno stimolo, e da una valutazione neuropsicologica<br />
di screening, diretta ad escludere la presenza di grave deterioramento<br />
cognitivo nei pazienti.<br />
Nelle fasi precedenti della ricerca sono stati raccolti ed analizzati i dati<br />
comportamentali (accuratezza e latenza di risposta) relativi allo svolgimento<br />
dei compiti e la documentazione neuroanatomica relativa ai singoli casi<br />
(tomografia assiale computerizzata e/o risonanza magnetica nucleare) su un<br />
primo gruppo di diciotto pazienti affetti da ischemia.<br />
Attività previste<br />
La fase attuale di questo studio ha due obiettivi primari. In primo luogo,<br />
incrementare il campione di pazienti inclusi nel gruppo sperimentale e in<br />
quello di controllo al fine di ampliare e confermare i risultati preliminari. In<br />
secondo luogo, svolgere uno studio di correlazione tra dati comportamentali e<br />
dati neuroanatomici per sviluppare una corretta interpretazione dei risultati.<br />
In relazione al primo scopo, ci si propone di individuare un gruppo di<br />
dieci/dodici pazienti che abbiano subito un danno vascolare, principalmente a<br />
carico dell’arteria cerebrale media. Si porrà attenzione a selezionare casi che<br />
presentino aree ischemiche in specifiche strutture corticali (insula, giunzione<br />
temporo-parietale) o sottocorticali (nuclei della base, talamo, capsula<br />
interna). Quando al secondo obiettivo, la possibilità di correlare dati comportamentali<br />
e dati neuroanatomici consentirà di meglio comprendere il ruolo<br />
funzionale delle regioni di interesse (ROIs). A tale scopo, le lesioni dei<br />
pazienti saranno ricostruite in uno spazio stereotassico comune. Le ricostruzioni<br />
così ottenute potranno poi essere sovrapposte al fine di individuare le<br />
aree infartuate comuni ai diversi pazienti. In particolare, saranno applicati<br />
adeguati test statistici per stabilire la presenza/assenza di danno ischemico a<br />
carico di precise aree corticali (insula, giunzione temporo-parietale) e di strutture<br />
sottocorticali selezionate (nuclei della base, talamo, capsula interna).<br />
Questo permetterà di isolare correttamente i soggetti in cui le ROIs sono state<br />
interessate da ischemia (gruppo sperimentale), rispetto a quelli in cui sono<br />
state risparmiate (gruppo controllo).<br />
Il comportamento dei due gruppi di pazienti sarà poi confrontato allo<br />
scopo di identificare le aree cerebrali che contribuiscono in modo critico all’utilizzo<br />
di modelli interni delle leggi di moto coerenti con la gravità naturale.<br />
Sulla base dei dati preliminari raccolti nelle fasi precedenti dello studio,<br />
ci si attende, nel caso di lesioni coinvolgenti le aree di interesse, una modificazione<br />
delle differenze descritte nel soggetto neurologicamente integro, nel<br />
corso di compiti di intercettamento di oggetti, animati da moti gravitazionali<br />
vs. non gravitazionali [Indovina et al. 2005]. È possibile infatti che, in seguito<br />
all’insulto vascolare, i pazienti sviluppino una maggiore dipendenza dall’infor-<br />
2009 357
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
mazione visiva, perdendo la capacità di anticipare correttamente la posizione<br />
dell’oggetto, che sarebbe quindi intercettata costantemente con consistente<br />
ritardo. In alternativa, si può supporre che vengano attivate strategie compensatorie,<br />
basate per esempio sulla temporizzazione del moto, al fine di compensare<br />
per il deficit predittivo.<br />
– Davidson PR, Wolpert DM (2005) J Neural Eng 2: S313-319.<br />
– Indovina I et al. (2005) Science 308:416-419.<br />
– Kawato M (1999) Curr Opin Neurobiol 9: 718-727.<br />
– McIntyre J et al. (2001) Nat Neurosci 4: 693-694.<br />
– Wolpert DM, Flanagan JR (2001) Curr Biol 11: R729-732.<br />
– Wolpert DM, Kawato M (1998) Neural Netw 11: 1317-1329.<br />
– Wolpert DM et al. (1995) Science 269: 1880-1882.<br />
B.5.2 – Studio dei meccanismi di rappresentazione mentale<br />
di moti naturali e non naturali (Francesca Figliozzi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Corteccia vestibolare, moto biologico, percezione.<br />
Descrizione<br />
Durante il processo evolutivo, gli esseri umani si sono adattati ad una<br />
serie di vincoli ambientali, tra cui la legge di gravità. La relazione tra parametri<br />
spaziali e temporali, per eventi soggetti alla legge di gravità, definisce<br />
lo spazio percorso (s) come il prodotto di una costante (k), relativa allo specifico<br />
moto considerato, moltiplicata per il quadrato del tempo (t) (s=k*t²)<br />
[Pittenger 1985; Mc Connell 1998; Watson et al. 1992]. La conoscenza implicita<br />
di tali vincoli viene impiegata in una varietà di condizioni, come valutare<br />
la distanza di un oggetto in caduta libera, considerando la durata del<br />
moto [Watson et al. 1992; Mc Connell 1998] o, in ambito di laboratorio, stimare<br />
la lunghezza di un pendolo, partendo dal periodo di oscillazione [Pittenger<br />
1985; Mc Connell 1998] o la causalità e naturalezza del moto, valutando<br />
il rapporto tra parametri spaziali e temporali [Twardy et al. 2002]. È<br />
possibile, inoltre, estrarre informazioni dal movimento biologico, quali le<br />
dimensioni di un animale, basandosi sulla velocità con cui esso si muove<br />
[Jokisch, Troje 2003].<br />
È ipotizzabile quindi, che il Sistema Nervoso Centrale (SNC) possa utilizzare<br />
informazioni come dimensioni, distanza e proiezione retinica di uno stimolo<br />
in movimento per valutare quali siano i parametri temporali corrispondenti<br />
ad una scena visiva realistica. L’unica evidenza in tal senso proviene da<br />
un resoconto (non dettagliato e non pubblicato) di Johannson e Jansson<br />
[1967, citato in Watson et al. 1992]. In questo compito, i soggetti dovevano<br />
regolare la velocità di filmati, contenenti movimento biologico (tuffi, salti in<br />
358 2009
alto e salti con l’asta) ad un valore che rendesse la scena il più naturale possibile.<br />
I risultati di questo studio suggeriscono che i soggetti sono accurati nel<br />
valutare la temporizzazione della scena visiva.<br />
L’obiettivo di questa ricerca è studiare nel dettaglio se gli esseri umani<br />
sono in grado di considerare l’effetto delle leggi fisiche ed, in particolare, della<br />
legge di gravità, e determinare quale sia la corretta temporizzazione di una<br />
scena visiva.<br />
– Jokisch D, Troje NF (2003) Journal of Vision 3: 252-264.<br />
– Mc Connell DS et al. (1998) Perception & Psychophysics 60: 1175-1187.<br />
– Pittenger JB (1985) Perception 14: 247-256.<br />
– Watson JS et al. (1992) Perception 21: 69-76.<br />
– Twardy CR, Bingham GP (2002) Perception & Psychophysics 64: 956-968.<br />
– Johannson G, Jansson G (1967) The perception of free fall. Unpublished seminar<br />
paper – University of Uppsala, Department of psychology.<br />
Attività previste<br />
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
Per valutare come il cervello impieghi informazioni relative agli stimoli<br />
in movimento per valutare i parametri temporali di una scena visiva realistica,<br />
saranno presentati a osservatori neurologicamente integri diversi filmati,<br />
contenenti movimento, biologico o non biologico, i cui parametri temporali<br />
risulteranno più o meno prevedibili (o vincolati) in base alle leggi<br />
della fisica.<br />
In particolare, saranno utilizzati filmati della durata di circa 2 secondi,<br />
contenenti oggetti o persone in movimento, diversi tra loro per presenza o<br />
tipologia di movimento biologico presentato. I filmati, registrati alla frequenza<br />
di 25 frame per secondo (Hz), saranno presentati, in ordine casuale, a<br />
cinque diverse velocità, ciascuna corrispondente ad una progressiva riduzione<br />
(o incremento) della velocità naturale. Gli osservatori, seduti a circa 6 metri<br />
dallo schermo (5x3 m), giudicheranno la naturalezza di ciascun filmato. Per<br />
questo scopo, sarà impiegata una scala Likert a 5 passi, derivata dal rapporto<br />
proporzionale tra velocità a cui viene presentato il filmato e velocità naturale.<br />
Il programma per la presentazione dei filmati sarà realizzato mediante il<br />
software “ Presentation ” (Neurobehavioral Systems). L’esperimento sarà eseguito<br />
in un’unica sessione della durata di circa 60 minuti.<br />
L’analisi dei dati impiegherà un modello statistico “ Multilogit ordered<br />
mixed model ”, che permetterà di individuare le caratteristiche della relazione<br />
tra velocità del filmato presentato e risposta dei partecipanti, considerando<br />
come fattori: tipologia del filmato, sesso ed età dei partecipanti; e trattando<br />
come prove ripetute tutte le risposte emesse da un unico osservatore.<br />
È ragionevole supporre che i partecipanti impiegheranno le informazioni<br />
relative alle dimensioni degli oggetti/corpo umano e all’effetto esercitato su di<br />
essi dalla gravità terrestre nella scelta della temporizzazione della scena visiva<br />
corrispondente alla velocità naturale. Ipotizziamo inoltre che la tipologia del<br />
movimento contenuta nei vari tipi di filmato possa produrre differenze nel<br />
grado di accuratezza del giudizio degli osservatori.<br />
2009 359
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
B.6 – UTILIZZO DI TECNICHE DI INDAGINE NEURO-FUNZIONALE<br />
PER LO STUDIO DEI PROCESSI PREDITTIVI ALLA BASE<br />
DELL’INTERCETTAMENTO MANUALE<br />
B.6.1 – Intercettamento manuale di moti balistici in presenza<br />
o meno di occlusione visiva (Gianfranco Bosco)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Predizione, area hMT/V5+, TPJ.<br />
Descrizione<br />
L’attività sperimentale condotta nel corso dell’anno 2008 e riferita al programma<br />
di ricerca realizzato nel trienno precedente (2006-08) è consistita<br />
nella realizzazione di una serie sperimentale che ha avuto l’obiettivo di studiare<br />
gli effetti della inattivazione temporanea dell’area hMT/V5+ e di TPJ sull’intercettamento<br />
di bersagli visivi in movimento lungo traiettorie orizzontali.<br />
I risultati di questa serie sperimentale, congiuntamente ai risultati degli esperimenti<br />
con i moti verticali realizzati in precedenza, ci hanno permesso di<br />
concludere che la corteccia della giunzione temporo-parietale contribuisce<br />
selettivamente alla tempistica dei movimenti di intercettamento di oggetti il<br />
cui moto è sottoposto alla legge di gravità, mentre l’area hMT/V5+ contribuisce<br />
alla tempistica dell’intercettamento indipendentemente dalla natura causale<br />
del moto del bersaglio visivo.<br />
Questo programma di ricerca rappresenta il proseguimento ideale del<br />
precedente programma. In particolar modo, l’interesse primario del programma<br />
è diretto allo studio di un comportamento motorio, l’intercettamento<br />
di oggetti in movimento, il cui controllo si basa in modo predominante su dei<br />
meccanismi predittivi. Infatti, esso presuppone l’elaborazione di stime predittive<br />
del tempo di contatto con l’oggetto (TTC) in modo tale da evitare i ritardi<br />
nel circuito visuomotorio.<br />
Studi recenti sembrerebbero indicare che l’elaborazione predittiva dei<br />
TTC, almeno per l’intercettamento di gravi in caduta libera, sarebbe il<br />
risultato della integrazione di informazioni visive riguardanti la posizione<br />
e la velocità del moto visivo e di informazioni precostituite circa caratteristiche<br />
invarianti dell’ambiente, quali ad esempio, l’effetto della forza gravità<br />
sul moto degli oggetti [McIntyre et al. 2003; Zago et al. 2005, 2008;<br />
Senot et al. 2005]. Un ruolo centrale nell’elaborazione di informazioni<br />
visive di moto viene svolto dall’area hV5/MT+ sia per aspetti che riguardano<br />
la percezione del moto visivo [Tootell et al. 1995; Watson et al. 1993],<br />
che relativamente ai processi di trasformazione visuomotoria alla base dell’intercettamento.<br />
Studi di neuro-immagini e di TMS hanno, infatti, dimostrato incrementi<br />
significativi dell’attività di hV5/MT+ durante compiti di intercettamento<br />
manuale [Indovina et al. 2005; Miller et al. 2008] ed effetti sulla cinematica e<br />
360 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
sulla tempistica del movimento di intercettamento in seguito a perturbazioni<br />
indotte dalla TMS [Schenk et al. 2005; Bosco et al. 2008]. Un complesso di<br />
aree corticali, comprendente la corteccia insulare e le aree limitrofe parietotemporali<br />
potrebbe, invece, rappresentare il correlato neurale di una conoscenza<br />
pregressa della forza di gravità. Queste aree vengono infatti attivate in<br />
modo preferenziale da moti gravitazionali [Indovina et al. 2005; Miller et al.<br />
2008] e l’inattivazione della corteccia della giunzione temporoparietale (TPJ)<br />
mediante TMS è in grado di interferire selettivamente con la tempistica dell’intercettamento<br />
di bersagli visivi congruenti con gli effetti della gravità terrestre<br />
[Bosco et al. 2008].<br />
Quest’ultimo studio ha inoltre evidenziato come gli effetti della TMS dell’area<br />
hMT/V5+ e di TPJ fossero compatibili con un coinvolgimento più<br />
diretto da parte di queste aree nei processi che determinano la tempistica del<br />
movimento, piuttosto che un contributo limitato alla elaborazione di informazioni<br />
riguardanti le caratteristiche del moto del bersaglio visivo. Questo risultato<br />
potrebbe implicare un contributo diretto da parte di queste aree ai processi<br />
che consentono di estrapolare la traiettoria del moto visivo e di elaborare<br />
una predizione del TTC.<br />
Un paradigma sperimentale particolarmente adatto allo studio dei meccanismi<br />
di estrapolazione visiva e alla base di processi decisionali di natura<br />
predittiva consiste nella occlusione visiva della traiettoria del bersaglio<br />
visivo. A tal proposito, studi di elettrofisiologia e di fMRI hanno già sottolineato<br />
un ruolo preminente del solco intraparietale (IPS) nel mantenere una<br />
rappresentazione interna della traiettoria del bersaglio visivo durante un<br />
periodo di occlusione visiva, mentre più controversa è la possibilità che<br />
anche aree sensoriali come V5/MT siano direttamente coinvolte nel processo<br />
di estrapolazione [Eskandar e Assad 1999; Olson et al. 2004; Ogawa e<br />
Inuki 2007].<br />
L’obiettivo di questo programma è quello di mettere a punto un paradigma<br />
psicofisico di occlusione visiva e utilizzarlo in combinazione a metodiche<br />
di indagine neuro-funzionale (quali TMS, EEG, fMRI) per far ulteriore<br />
chiarezza sui processi decisionali di natura predittiva, e gli eventuali correlati<br />
neurali, alla base dell’intercettamento manuale.<br />
– Bosco G, Carrozzo M, Lacquaniti F (2008) J Neurosci 28(46): 12071-12084.<br />
– Eskandar EN, Assad JA (1999) Nat Neurosci 2(1): 88-93.<br />
– Indovina I, Maffei V, Bosco G, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (2005) Science<br />
308: 416-419.<br />
– McIntyre J, Senot P, Prévost P, Zago M, Lacquaniti F, Berthoz A (2003) Proceedings<br />
of the First IEEE EMBS Conference on Neural Engineering. Capri, March 20-22; 438-<br />
441.<br />
– Miller WL, Maffei V, Bosco G, Iosa M, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (2008) J<br />
Neurophysiol 99(4): 1969-1968.<br />
– Ogawa K, Inui T (2007) J Cogn Neurosci 19(11): 1827-1835.<br />
– Olson IR, Gatenby JC, Leung HC, Skudlarski P, Gore JC (2004) Neuropsychologia<br />
42(1): 95-104.<br />
2009 361
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
– Senot P, Zago M, Lacquaniti F, McIntyre J (2005) J Neurophysiol 94: 4471-4480.<br />
– Tootell RB, Reppas JB, Kwong KK, Malach R, Born RT, Brady TJ, Rosen BR, Belliveau<br />
JW (1995) J Neurosci 15(4): 3215-3230.<br />
– Watson JD, Myers R, Frackowiak RS, Hajnal JV, Woods RP, Mazziotta JC, Shipp S,<br />
Zeki S (1993) Cereb Cortex 3(2): 79-94.<br />
– Zago M, Lacquaniti F (2005) Neuropsychologia 43: 178-188.<br />
– Zago M, McIntyre J, Senot P, Lacquaniti F (2008) Vision Res 48(14): 1532-1538.<br />
Attività previste<br />
La fase iniziale del programma di ricerca per il prossimo triennio, che<br />
intendiamo svolgere nel corso dell’anno 2009, prevede la realizzazione di un<br />
paradigma psicofisico di intercettamento manuale in presenza di occlusione<br />
visiva e nella analisi delle risposte comportamentali registrate da un campione<br />
di soggetti. Nell’ottica complessiva del programma di ricerca, questa<br />
fase avrebbe la finalità di perfezionare un protocollo sperimentale di psicofisica<br />
da adoperare nelle fasi successive del programma congiuntamente a<br />
metodiche neuro-funzionali.<br />
Il paradigma sperimentale consisterà in un compito di intercettamento<br />
manuale di bersagli visivi in movimento lungo traiettorie paraboliche. A tal<br />
fine, soggetti sani destrimani verranno fatti sedere di fronte lo schermo di un<br />
computer ed osserveranno una scena che riproduce una fase del gioco del<br />
baseball in cui viene lanciata una palla lungo una traiettoria parabolica (la<br />
cosiddetta fly-ball). Azionando il mouse di un computer, il soggetto dovrà spostare<br />
lungo la scena visiva l’immagine di un giocatore per posizionarla in corrispondenza<br />
del punto ottimale dello schermo per intercettare la traiettoria<br />
della palla in caduta e premere il pulsante del mouse per segnalare l’istante<br />
dell’intercettamento. Il punto e l’istante dell’intercettamento saranno resi<br />
imprevedibili variando in modo random le velocità iniziali della palla tra<br />
almeno tre possibili valori. Inoltre, in trial differenti, il moto parabolico della<br />
palla potrà essere interamente congruente con gli effetti della forza di gravità<br />
terrestre ovvero potrà essere perturbato nel tratto discendente in modo tale da<br />
simulare condizioni di iper- (2g) o di ipogravità (0g). Infine, in metà dei trials,<br />
la porzione terminale della traiettoria del bersaglio visivo sarà oscurata per<br />
una durata variabile da trial a trial.<br />
L’occlusione visiva riguarderà circa un terzo della traiettoria totale e sarà<br />
preceduta da un periodo di almeno 500 ms in cui la traiettoria perturbata o<br />
meno del bersaglio visivo sarà visibile al soggetto. A causa, quindi, dell’assenza<br />
di informazioni visive riguardanti la parte finale della traiettoria del<br />
bersaglio, la tempistica del movimento di intercettamento dovrà dipendere<br />
criticamente dalla capacità del SNC di estrapolare la traiettoria del bersaglio<br />
visivo sulla base dell’informazione visiva precedente e/o di una conoscenza<br />
pregressa delle caratteristiche del moto.<br />
I tempi di pressione del pulsante del mouse e la posizione del cursore del<br />
mouse (che rappresenta la posizione del giocatore azionato dal soggetto attraverso<br />
il mouse) verranno acquisite rispettivamente a 1 Khz e a 100 Hz attraverso<br />
una apposita interfaccia di conversione A/D. I tempi di risposta e la<br />
362 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
posizione del cursore al momento della risposta di intercettamento verranno<br />
riferiti rispettivamente all’istante e al punto teorico in cui la palla dovrebbe<br />
essere intercettata. Infine, mediante modelli di ANOVA multivariata cercheremo<br />
di caratterizzare eventuali relazioni esistenti tra le risposte temporali e<br />
spaziali e le diverse condizioni di perturbazione della legge di moto e di occlusione<br />
visiva.<br />
2009 363
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
B.7 – UTILIZZO DI TECNICHE INTEGRATE DI PSICOFISICA E RISONANZA<br />
MAGNETICA FUNZIONALE (FMRI) NELLO STUDIO<br />
DELLA RAPPRESENTAZIONE INTERNA DELLA GRAVITÀ<br />
B.7.1 – Studio sul coinvolgimento della rappresentazione interna<br />
della gravità nel moto biologico e nel moto apparente<br />
(Vincenzo Maffei)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Moto apparente, moto biologico, gravità.<br />
Descrizione<br />
Quando ci troviamo ad interagire con il mondo esterno, ad esempio per<br />
afferrare un oggetto che sta cadendo, potremmo pensare che l’input sensoriale<br />
sia l’unica fonte di informazione utilizzata. Questa visione, che è stata<br />
per molti anni predominante in ambito scientifico [Gibson 1966], è messa<br />
fortemente in discussione. Difatti numerosi lavori supportano una diversa e<br />
molto affascinante idea: le informazioni sensoriali, di per se stesse ambigue,<br />
sono integrate con conoscenze a priori del mondo esterno [Helmholtz<br />
1866].<br />
Il lavoro svolto nel nostro laboratorio ha aggiunto nuove evidenze a questa<br />
ipotesi. Infatti abbiamo mostrato che per intercettare un oggetto in caduta<br />
verticale non si utilizzano solo le informazioni visive disponibili, ma queste<br />
vengono integrate con un’ipotesi a priori sulle cause del moto: il modello<br />
interno della legge di gravità [Mc Intyre et al. 2001; Zago et al. 2004].<br />
Abbiamo poi indagato i possibili substrati neurali di tale modello. In recenti<br />
studi di neuroimmagini funzionali [Indovina et al. 2005; Miller et al. 2007]<br />
confrontando l’intercettamento di moti congruenti con la legge di gravità<br />
(a=9.81m/s^2) verso moti anti-gravitari (a=-9.81m/s^2), abbiamo mostrato<br />
l’attivazione differenziale della rete vestibolare: un complesso di aree corticali<br />
peri-silviane (corteccia insulare e aree limitrofe parieto-temporali) alle quali<br />
viene comunemente attribuita una funzione vestibolare [Dieterich et al. 2003].<br />
In particolare questo network si pensa sia coinvolto nella elaborazione di<br />
informazioni multisensoriali per la percezione dell’orientamento del corpo<br />
rispetto alla verticale gravitaria [Brandt et al. 1994]. Questa rete può quindi<br />
essere legittimamente pensata come la sede di una rappresentazione ‘astratta’<br />
(un modello interno) della legge di gravità.<br />
L’interesse scientifico è ora rivolto ad indagare altri fenomeni in cui il<br />
modello interiorizzato di gravità è coinvolto ed in particolare nei casi dove<br />
può contribuire a risolvere l’ambiguità sensoriale.<br />
In primo luogo siamo interessati a studiare la relazione tra modello<br />
interno e moti apparenti. Immaginiamo che uno stimolo statico sia fatto lampeggiare<br />
in una posizione. Poi un altro stimolo, identico al primo, sia fatto<br />
lampeggiare in una posizione diversa. Se i 2 stimoli si succedono in un oppor-<br />
364 2009
Metodologie innovative in riabilitazione<br />
tuno intervallo spazio-temporale, per l’osservatore questi ‘corrispondono’ ad<br />
un unico stimolo in movimento. Questo tipo di percezione è definita: moto<br />
apparente. Nel riconoscimento dei moti apparenti la salienza dello stimolo<br />
ricopre un ruolo essenziale nel far ‘corrispondere’ a due (o più) stimoli statici<br />
la percezione di un solo oggetto in moto apparente. Un’area chiave di questo<br />
processo è stata individuata nel lobo parietale inferiore (IPL) [Claeys et al.<br />
2003]. Noi ipotizziamo che data la rilevanza (salienza) biologica della gravità,<br />
il modello interno cooperi nel riconoscimento dei moti apparenti. Allora moti<br />
apparenti compatibili con la gravità risulteranno salienti e saranno in grado<br />
di attivare maggiormente IPL.<br />
Una seconda tematica di indagine riguarderà il rapporto tra il moto biologico<br />
ed il modello interno di gravità. Con il termine moto biologico in genere<br />
si definisce la traiettoria spazio-temporale generata dal movimento di un<br />
essere vivente. La sola visione delle articolazioni illuminate di una persona in<br />
movimento è in grado di generare la vivida impressione di una animazione<br />
umana. Queste ridotte informazioni sono sufficienti anche per poter discriminare<br />
diversi dettagli come il sesso, l’azione che sta svolgendo etc. Non appena<br />
il movimento termina la percezione collassa in un insieme di luci sparse senza<br />
significato. La percezione del moto biologico è però drammaticamente compromessa<br />
quando questo è mostrato capovolto [Pavlova, Sokolov 2000] a<br />
causa probabilmente delle alterate informazioni relative ai vettori gravitoinerziali<br />
[Pavlova, Sokolov 2003; Shipley 2003; Troje et al. 2006]. Queste evidenze<br />
mostrano una possibile interazione tra la gravità e la percezione del<br />
moto biologico.<br />
Nostro scopo sarà quindi determinare se e come il modello interno di gravità<br />
interviene nel riconoscere un moto biologico.<br />
– Brandt T, Dieterich M, Danek A (1994) Ann Neurol 35: 403-412.<br />
– Claeys KG, Lindsey DT, De Schutter E, Orban GA (2003) Neuron 40: 631-642.<br />
– Dieterich M, Bense S, Lutz S, Drzezga A, Stephan T, Bartenstein P, Brandt T (2003)<br />
Cereb Cortex 13: 994-1007.<br />
– Gibson JJ (1966) The Senses Considered as Perceptual Systems. London: Allen &<br />
Unwin, 335.<br />
– Helmholtz H (1866) Handbuch der Physiologischen Optik, Vol III, Sec 32. Hamburg:<br />
Voss.<br />
– Indovina I, Maffei V, Bosco G, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (2005) Science<br />
308: 416-419.<br />
– McIntyre J, Zago M, Berthoz A, Lacquaniti F (2001) Nature Neurosci 4: 693-694.<br />
– Miller WL, Maffei V, Bosco G, Iosa M, Zago M, Macaluso E, Lacquaniti F (2008)<br />
J Neurophysiol 1969-1982.<br />
– Pavlova M, Sokolov A (2000) Perception & Psychophysics 62: 888-899.<br />
– Pavlova M, Sokolov A (2003) Perception 32: 937-946.<br />
– Shipley TF (2003) Psychological Science 14: 377-380.<br />
– Troje NF, Westhoff C (2006) Curr Biol 16: 821-824.<br />
– Zago M, Bosco G, Maffei V, Iosa M, Ivanenko YP, Lacquaniti F (2004) J Neurophysiol<br />
91: 1620-1634.<br />
2009 365
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente B<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nel primo anno abbiamo eseguito uno studio sul coinvolgimento del<br />
modello interno di gravità durante moti apparenti attraverso tecniche di psicofisica<br />
e di neuroimmagini funzionali su 19 soggetti giovani. Abbiamo<br />
mostrato a questi soggetti una scena visiva composta da una persona ed un<br />
edificio in pieno giorno, così da dare i necessari riferimenti metrici. Lo stimolo<br />
vero e proprio consisteva in una palla da calcio in moto verticale<br />
secondo 3 leggi di moto (1g, 0g o -1g) e due tipi di moto: reale (RM) oppure<br />
apparente (AM). Gli stimoli erano presentati in blocchi di 12 trial consecutivi<br />
con identica legge ed identico tipo di moto, ma di durata variabile tra 1.4-1.8<br />
s. per un totale di 8 blocchi per ogni legge (1g, 0g, -1g) e tipo di moto (RM,<br />
AM). Ai soggetti era chiesto di intercettare la palla nel punto di arrivo. I risultati<br />
psicofisici hanno mostrato che l’errore motorio era maggiore per moti<br />
anti-gravitari rispetto ai moti gravitazionali, coerentemente con l’attivazione<br />
di un modello interno di gravità.<br />
L’analisi delle immagini funzionali ha poi mostrato attivazioni significativamente<br />
maggiori durante moti coerenti con la gravità (1g) rispetto a moti<br />
costanti e moti antigravitari in regioni vestibolari come l’insula ed anche in<br />
regioni visive come il giro linguale (in corrispondenza delle aree VP/V4) indipendentemente<br />
se il moto fosse reale (RM) o apparente (AM). Quindi anche<br />
quando l’informazione visiva è carente, il network rappresentante il modello<br />
interno di gravità è attivo e coopera con il sistema visivo per programmare<br />
efficacemente l’azione. Risultati simili si ottengono anche dal confronto tra<br />
moti a velocità costante e moti -1g. Il pattern di attivazione è quindi congruente<br />
con i dati comportamentali.<br />
Attività previste<br />
Dalla ricerca effettuata nella fase precedente resta da chiarire se il<br />
modello interno di gravità è legato alla programmazione della risposta motoria,<br />
oppure se questo modello interviene durante la fase di processamento<br />
della informazione visiva. Per meglio comprendere questo punto abbiamo<br />
progettato una seconda serie sperimentale da eseguire nel prossimo anno. Le<br />
immagini funzionali saranno acquisite a 3Tesla. Utilizzeremo un disegno sperimentale<br />
a blocchi per massimizzare il rapporto segnale/rumore. In questa<br />
nuova serie sperimentale gli stimoli saranno simili a quelli usati nella fase<br />
precedente (3 leggi di moto: 1g, 0g e -1g), ma questa volta ai soggetti sarà<br />
richiesto di eseguire un compito motorio indipendente dallo stimolo di interesse<br />
(la legge di moto). Quindi per ogni trial il punto di fissazione varierà di<br />
dimensioni (espandendosi) in modo casuale.<br />
I soggetti dovranno individuare il momento dell’espansione premendo un<br />
pulsante. Questo tipo di compito ha lo scopo di mantenere alto il livello di<br />
attenzione dei soggetti che partecipano allo studio ed inoltre ha il vantaggio di<br />
essere indipendente dalle diverse leggi di moto. Nel caso il modello interno di<br />
gravità sia indipendente dalla risposta motoria ed intervenga quindi nella fase<br />
di processamento dell’informazione visiva ci aspettiamo attivazioni BOLD<br />
simili a quelle ottenute durante il task di interecettamento.<br />
366 2009
C–NEUROSCIENZE SPERIMENTALI<br />
GIORGIO BERNARDI<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
C.1 –PLASTICITÀ DELLE CONNESSIONI NEURONALI IN RAPPORTO<br />
ALL’APPRENDIMENTO E ALLA MEMORIA IN CONDIZIONI FISIOPATOLOGICHE<br />
C.1.1 – Analisi delle modificazioni metaboliche e neuronali in seguito a<br />
deplezione colinergica nel ratto (Laura Mandolesi)<br />
C.1.2 – Effetti comportamentali della deplezione colinergica del proencefalo<br />
basale effettuata in età neonatale o adulta nel ratto (Laura Petrosini)<br />
C.1.3 – Implicazione della trasmissione catecolaminergica mesolimbica<br />
e mesocorticale nei disturbi cognitivi di origine genetica<br />
ed ambientale (Stefano Puglisi-Allegra)<br />
C.2 –STUDIO MULTIDISCIPLINARE DEI MECCANISMI CELLULARI E MOLECOLARI<br />
ALLA BASE DI PATOLOGIE NEURODEGENERATIVE<br />
C.2.1 – Analisi della degenerazione sinaptica e sua modulazione<br />
farmacologica in modelli murini del morbo di Alzheimer<br />
(Francesco Cecconi)<br />
C.2.2 – Analisi in vitro delle interazioni anatomo-funzionali tra amigdala<br />
laterale e corteccia rinale (Nicola Berretta)<br />
C.2.3 – Deplezione dopaminergica acuta da blocco del medial forebrain<br />
bundle in confronto a modello standard da 6-OHDA:<br />
identificazione dei parametri fisiopatogenetici<br />
del “ wearing-off ” (Alessandro Stefani)<br />
C.2.4 – Fattori epigenetici responsabili del danno mitocondriale<br />
in modelli sperimentali della malattia di Parkinson (Ezia Guatteo)<br />
C.2.5 – Modulazione sinaptica da parte di sostanze ad attività<br />
transmettitoriale sui neuroni dopaminergici mesencefalici:<br />
implicazioni nel controllo del movimento e nell’attenzione<br />
(Nicola Biagio Mercuri)<br />
C.2.6 – Neuroprotezione e danno remoto del SNC: valutazione morfologica,<br />
comportamentale e farmacologica di approcci terapeutici<br />
(Marco Molinari)<br />
C.2.7 – Paraplegia spastica ereditaria: ricerca per nuovi geni-malattia<br />
e correlazione genotipo-fenotipo (Antonio Orlacchio)<br />
C.2.8 – Ruolo degli endocannabinoidi nell’interazione tra recettori<br />
A2A e D2 nello striato (Paolo Calabresi)<br />
C.2.9 – Ruolo della chinasi Mutata nell’Atassia Telangiectasica (ATM)<br />
nella modulazione della stabilità proteica ubiquitina-proteosoma<br />
dipendente e nella risposta apoptotica indotta da stimolo<br />
dei recettori di morte (Daniela Barilà)<br />
C.2.10 – Ruolo della proteina di legame agli RNA Sam68 nella atrofia<br />
muscolare spinale (SMA) (Claudio Sette)<br />
C.2.11 – Ruolo del pathway molecolare cGMP/PKG e delle PDEs<br />
nelle alterazioni della plasticità sinaptica corticostriatale in un<br />
modello sperimentale di discinesie da L-DOPA (Paolo Calabresi)<br />
C.2.12 – Studio di nuove strategie per l’intercettazione del danno<br />
mitocondriale indotto dalle sod1 mutanti associate alla sclerosi<br />
laterale amiotrofica di tipo familiare (Maria Teresa Carrì)<br />
368 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
C.2.13 – Studio molecolare e funzionale dei recettori purinergici P2 nel<br />
sistema nervoso e patologie neurodegenerative/neuroinfiammatorie<br />
(Cinzia Volonté)<br />
C.3 –STUDIO MULTIDISCIPLINARE DELL’IMMUNOPATOGENESI<br />
DELLA SCLEROSI MULTIPLA<br />
C.3.1 – Modulazione del rapporto tra cellule T regolatorie/Thelper17<br />
da parte di Cellule Presentanti l’Antigene nella sclerosi multipla<br />
(Luca Battistini)<br />
C.3.2 – Ruolo dei mediatori dell’infiammazione nelle alterazioni sinaptiche<br />
della sclerosi multipla e della sclerosi multipla sperimentale<br />
(Diego Centonze)<br />
2009 369
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
C.1 – PLASTICITÀ DELLE CONNESSIONI NEURONALI IN RAPPORTO<br />
ALL’APPRENDIMENTO E ALLA MEMORIA IN CONDIZIONI<br />
FISIOPATOLOGICHE<br />
C.1.1 – Analisi delle modificazioni metaboliche e neuronali in seguito<br />
a deplezione colinergica nel ratto (Laura Mandolesi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Deplezione colinergica, ratto, attività neuronale.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Roma La Sapienza; Università di Napoli<br />
Parthenope.<br />
Descrizione<br />
Diverse evidenze cliniche e sperimentali indicano che la degenerazione<br />
del sistema colinergico del proencefalo basale rappresenta un importante fattore<br />
sottostante il progressivo declino cognitivo che caratterizza alcune forme<br />
di demenza tra cui la malattia di Alzheimer (AD).<br />
Il presente progetto di ricerca ha lo scopo di investigare l’attività metabolica<br />
di alcune aree corticali e sottocorticali in presenza di deplezione colinergica.<br />
Al fine di valutare gli effetti della perdita dell’input colinergico sull’attività<br />
metabolica cerebrale, ratti adulti riceveranno lesioni unilaterali nel<br />
nucleo basale magnocellulare (NBM) del proencefalo basale attraverso iniezione<br />
stereotassica dell’immunotossina 192 IgG-Saporin, che è in grado di<br />
bloccare la sintesi proteica nei neuroni colinergici. Diverse ricerche sperimentali<br />
hanno dimostrato che le iniezioni nel NMB della tossina provocano<br />
lesioni del sistema proencefalico basale, rendendo pertanto questo modello<br />
particolarmente adatto per lo studio degli effetti dell’assenza della proiezione<br />
colinergica alla neocortex.<br />
Come indice dell’attività neuronale verrà analizzato il livello di citocromo<br />
ossidasi (CO), un enzima mitocondriale coinvolto nel metabolismo<br />
aerobico e criticamente connesso alla produzione di ATP. Inoltre, tutti i cervelli<br />
saranno sottoposti ad analisi immuno- ed isto- chimiche del sistema<br />
colinergico, per verificare la presenza e la consistenza del danno colinergico<br />
proencefalico.<br />
Successivamente, ci si propone di valutare l’attività metabolica e neuronale<br />
in animali lesi nelle prime fasi di sviluppo al fine di analizzare i fenomeni<br />
di plasticità del Sistema Nervoso Centrale e di paragonare gli effetti del danno<br />
colinergico a differenti età.<br />
Attività previste<br />
Il presente progetto di ricerca ha lo scopo di investigare l’attività metabolica<br />
di alcune aree corticali e sottocorticali in presenza di deplezione colinergica.<br />
A tal fine verrà utilizzato il modello sperimentale di deplezione colinergica<br />
nel ratto adulto Wistar, consistente nella lesione unilaterale del nucleo<br />
370 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
basale magnocellulare (NBM) del proencefalo basale attraverso l’iniezione stereotassica<br />
dell’immunotossina 192 IgG-Saporin.<br />
Verranno utilizzati due gruppi di animali adulti: un gruppo sperimentale<br />
(circa 40 ratti con lesione unilaterale) e un gruppo di controllo (circa 40 ratti<br />
shame). Tutti gli animali saranno sacrificati a differenti time-points dalla<br />
lesione al fine di valutare le diverse differenze significative nel metabolismo<br />
neuronale. In particolare, gli animali dapprima anestetizzati saranno sacrificati<br />
mediante perfusione transcardiaca di una soluzione di fissaggio a 3, 7, 15<br />
e 30 giorni dalla lesione. Come indice dell’attività neuronale verrà analizzata il<br />
livello di citocromo ossidasi (CO), un enzima mitocondriale coinvolto nel<br />
metabolismo aerobico e criticamente connesso alla produzione di ATP. Le<br />
aree corticali analizzate attraverso una valutazione densitometrica al microscopio<br />
elettronico saranno la corteccia frontale, parietale e temporale. Inoltre<br />
verrà valutato il metabolismo neuronale anche nell’amigdala e nell’ippocampo.<br />
C.1.2 – Effetti comportamentali della deplezione colinergica<br />
del proencefalo basale effettuata in età neonatale<br />
o adulta nel ratto (Laura Petrosini)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Deplezione colinergica, test comportamentali, ratto.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Roma La Sapienza.<br />
Descrizione<br />
La deplezione colinergica provoca alterazioni delle funzioni mnesiche ed<br />
attentive sia nell’invecchiamento normale che patologico quale quello in presenza<br />
di Mild Cognitive Impairment (MCI) o malattia di Alzheimer (AD). La<br />
progressiva perdita dei neuroni colinergici e il declino dei livelli di ACh correlano<br />
con il grado di declino cognitivo nella demenza (ipotesi colinergica dell’AD).<br />
Vari paradigmi di lesioni colinergiche sono stati usati per studiare il<br />
ruolo del sistema colinergico del proencefalo basale nelle funzioni cognitive e<br />
le sue implicazioni nei deficit cognitivi presenti nell’MCI e nei primi stadi dell’AD<br />
come conseguenza della deafferentazione corticale e ippocampale. Differenti<br />
modelli animali sono stati proposti per lo studio delle disfunzioni colinergiche,<br />
in particolare, attraverso l’uso della immunotossina colinergica 192<br />
IgG-saporina (192 IgG-sap).<br />
La somministrazione intracerebroventricolare (i.c.v.) della 192 IgG-Sap<br />
induce una quasi totale e selettiva perdita delle afferenze colinergiche neocorticali<br />
e ippocampali. Da una prospettiva comportamentale, la somministrazione<br />
della 192 IgG-Sap provoca limitate alterazioni delle funzioni spaziali di<br />
base e mnesiche. Deficit più evidenti sono presenti nelle funzioni spaziali<br />
complesse o in funzioni discriminative. Anche lesioni neonatali con 192 IgG-<br />
Sap inducono una marcata e duratura perdita selettiva dei neuroni colinergici<br />
2009 371
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
in corteccia ed ippocampo. Lesioni neonatali del proencefalo basale con 192<br />
IgG-Sap inducono deficit di apprendimento e cambiamenti nelle risposte<br />
emozionali già nella seconda settimana post-natale, a due mesi di età sono<br />
evidenti i deficit di discriminazione spaziale. Poiché la deplezione colinergica<br />
è proposta come modello di MCI che può evolvere in demenza, sembra interessante<br />
analizzare se la deplezione colinergica eseguita in precoci stadi di<br />
sviluppo possa provocare comportamenti più gravi di quando le medesime<br />
lesioni sono effettuate in età adulta.<br />
Ci si propone di mettere a confronto nell’animale adulto gli effetti comportamentali<br />
di lesioni adulte o neonatali del proencefalo basale effettuate<br />
con la 192 IgG-Sap per verificare se la gravità dei sintomi possa essere differente<br />
in funzione dell’età in cui viene indotta la deplezione colinergica.<br />
Saranno indagate le prestazioni in differenti test comportamentali che analizzeranno<br />
funzioni spaziali, discriminative, mnesiche, associative.<br />
Precedenti dati morfologici hanno dimostrato che i neuroni piramidali<br />
della corteccia parietale rispondono alla deplezione colinergica del proencefalo<br />
basale con un aumento del numero e della densità delle spine dendritiche.<br />
Sembra quindi importante analizzare la risposta strutturale alle lesioni<br />
neonatali o adulte di neuroni corticali (parietali e frontali). Tali neuroni, permettendo<br />
una cruciale integrazione delle informazioni orizzontali ma anche<br />
top-down, sono profondamente coinvolti nella regolazione del comportamento.<br />
Attività previste<br />
Nel presente progetto di ricerca ci si propone di analizzare gli effetti comportamentali<br />
della deplezione colinergica del proencefalo basale effettuata in<br />
età neonatale o adulta. La batteria di test effettuati dopo il recupero postoperatorio<br />
permetterà di valutare diversi aspetti dei processi mnesici a breve e<br />
a lungo termine.<br />
Metodologia<br />
Saranno usati ratti Wistar che o a 7 giorni di vita post-natale o a 3 mesi di<br />
età riceveranno iniezioni i.c.v. bilaterali di tossina coniugata 192 IgC-saporina.<br />
Un uguale numero di animali subirà le stesse iniezioni i.c.v. di salina che<br />
non conterrà l’immunotossina. Tali animali “ sham ” rappresenteranno gli animali<br />
di controllo. In questo modo si otterranno quattro gruppi sperimentali,<br />
due lesionati a diverse età e due di controllo.<br />
Nel caso delle lesioni neonatali, gli animali subiranno iniezioni i.c.v. bilaterali<br />
di soluzioni saline contenenti (o meno) 192 IgC-Sap. I ratti svezzati al<br />
21° giorno di vita e mantenuti in condizioni di allevamento standard saranno<br />
testati a 3.5 mesi di età.<br />
Nel caso delle lesioni adulte, gli animali di 3 mesi di età subiranno iniezioni<br />
i.c.v. bilaterali di soluzioni saline contenenti (o meno) 192 IgC-Sap.<br />
Dopo 21 giorni di recupero post-operatorio, gli animali saranno sottoposti<br />
alla batteria di test comportamentali.<br />
I test comportamentali cui saranno sottoposti tutti gli animali sia lesi<br />
372 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
che di controllo permetteranno di evidenziare la comparsa di deficit mnesici<br />
spaziali precoci. Fra i test scelti, il labirinto ad acqua di Morris (che permetterà<br />
di studiare sia gli aspetti procedurali che quelli localizzatori della funzione<br />
spaziale, analizzandone le componenti a lungo termine) e l’open field<br />
(che permetterà di analizzare la costruzione della mappa spaziale). Alla fine<br />
della testatura comportamentale, gli animali saranno sacrificati. I cervelli<br />
saranno sottoposti ad analisi immuno- ed isto- chimiche del sistema colinergico,<br />
per verificare la presenza e la consistenza del danno colinergico proencefalico.<br />
C.1.3 – Implicazione della trasmissione catecolaminergica mesolimbica<br />
e mesocorticale nei disturbi cognitivi di origine genetica<br />
ed ambientale (Stefano Puglisi-Allegra)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Sistema mesocorticolimbico, genotipo, neuroplasticità.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Roma La Sapienza (Dipartimento di Psicologia<br />
e Centro “ Daniel Bovet ”).<br />
Descrizione<br />
Obiettivo della nostra attività di ricerca precedente è stato quello di indagare<br />
il ruolo della trasmissione noradrenergica prefrontale nell’acquisizione di<br />
una preferenza spaziale condizionata (Conditioned Place Preference, CPP) e<br />
di una avversione spaziale condizionata (Conditioned Place Aversion, CPA)<br />
indotte da stimoli naturali gratificanti o avversivi di diversa salienza. Secondo<br />
l’ipotesi sottoposta a verifica sperimentale la trasmissione noradrenergica prefrontale<br />
è necessaria per l’attribuzione di salienza motivazionale a stimoli<br />
condizionati associati ad eventi primari (appetitivi o avversivi) solo in condizioni<br />
di alta salienza dello stimolo incondizionato. La salienza degli stimoli<br />
incondizionati è stata modulata modificando le caratteristiche intrinseche<br />
degli stimoli o lo stato motivazionale dell’organismo (stress cronico), aumentando<br />
nell’ultimo caso la “ salienza percepita ”. I risultati di questi esperimenti<br />
hanno dimostrato che la trasmissione noradrenergica prefrontale determina<br />
l’attribuzione di salienza motivazionale agli stimoli condizionati solo in condizioni<br />
caratterizzate da alta salienza dello stimolo incondizionato. Questi studi<br />
sono rivolti alla comprensione del ruolo della corteccia prefrontale mediale<br />
(mpFC) nella motivazione incentivante ed avversiva acquisita.<br />
Abbiamo anche dimostrato che l’azione della trasmissione noradrenergica<br />
in corteccia prefrontale sulla attribuzione di salienza motivazionale in<br />
condizioni caratterizzate da alta salienza dello stimolo incondizionato coinvolge<br />
la trasmissione dopaminergica nel nucleus accumbens (NAc). Infatti,<br />
stimoli di alta salienza inducono un’attivazione della liberazione di dopamina<br />
(DA) nel NAc maggiore di quanto facciano stimoli di bassa salienza, parallelamente<br />
con quanto osservato per la noradrenalina (NE) in mpFC.<br />
2009 373
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
Abbiamo anche osservato che la NE regola l’espressione di cFos nel NAc<br />
in modo diverso nella regione della “ shell ” rispetto a quella del “ core ” in funzione<br />
della salienza dello stimolo e dello stato motivazionale dell’organismo.<br />
Attività previste<br />
Saranno studiati gli effetti di lunga durata dell’esposizione a stimoli<br />
farmacologici (cocaina) e naturali (cibo gustoso) misurabili con un test di<br />
“ relapse ”, per mezzo della CPP, e con un test di compulsione per valutare le<br />
condizioni che determinano l’assunzione di cibo secondo le modalità della<br />
tossicodipendenza. Questi studi saranno basati su ceppi inincrociati di topo<br />
allo scopo di valutare sia il ruolo dei fattori genetici nella suscettibilità agli<br />
effetti incentivanti di stimoli gratificanti che il ruolo dei fattori ambientali<br />
(come l’esposizione allo stress, alla restrizione calorica o alla somministrazione<br />
ripetuta di cocaina) sulla salienza motivazionale e sugli effetti di dipendenza<br />
prodotti da tali stimoli. Ci attendiamo di osservare un’interazione genotipo-ambiente<br />
che potrà portarci a fenotipi neuro-comportamentali sulla base<br />
dei quali indagare il ruolo dei fattori di neuroplasticità nel sistema mesocorticolimbico<br />
catecolaminergico. In particolare studieremo gli effetti dell’incubazione<br />
(aumento progressivo della salienza motivazionale nei confronti di stimoli<br />
associati alla droga o al cibo, che determina il rischio di “ relapse) su trasmissione<br />
catecolaminergica nel sistema mesocorticolimbico.<br />
Questo studio, realizzato attraverso la microdialisi intracerebrale in topi<br />
liberi di muoversi, si propone di verificare se l’incubazione produce uno squilibrio<br />
tra noradrenalina (NE) e dopamina (DA) nella corteccia prefrontale<br />
mediale (mpFC) in risposta agli stimoli gratificanti usati, e le conseguenze<br />
sulla risposta dopaminergica nel nucleus accumbens (NAc).<br />
Ci aspettiamo di rilevare un aumento della liberazione di NE e una diminuzione<br />
di DA nella mpFC e un corrispondente aumento di DA nel NAc negli<br />
animali pre-esposti alla droga o al cibo con un effetto maggiore negli animali<br />
testati anche in presenza di stimoli associati alla sostanza. L’aumento della<br />
liberazione di DA nel NAc indicherebbe la sensibilizzazione della risposta agli<br />
effetti gratificanti ed un effetto additivo della sostanza e degli stimoli condizionali.<br />
Successivamente, valuteremo l’espressione del c-Fos e del delta-FosB, del<br />
pERK e del pCREB nel sistema mesocorticolimbico per identificare processi<br />
neuroplastici associati all’espressione dell’aumentata suscettibilità alla ricaduta<br />
(“ relapse ”).<br />
Da questi esperimenti ci aspettiamo di riscontrare cambiamenti significativi<br />
in specifiche aree corticali e sottocorticali di topi che esprimono incubazione<br />
nella CPP in maniera sovrapponibile in seguito all’esposizione alla<br />
droga, allo stimolo naturale, e agli stimoli ambientali ad essi associati.<br />
374 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
C.2 – STUDIO MULTIDISCIPLINARE DEI MECCANISMI CELLULARI<br />
E MOLECOLARI ALLA BASE DI PATOLOGIE NEURODEGENERATIVE<br />
C.2.1 – Analisi della degenerazione sinaptica e sua modulazione<br />
farmacologica in modelli murini del morbo di Alzheimer<br />
(Francesco Cecconi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Alzheimer, caspasi, sinapsi.<br />
Descrizione<br />
Questo progetto di ricerca è caratterizzato da 2 specifici scopi:<br />
1) Identificazioni delle alterazioni ippocampali caspasi-dipendenti nelle<br />
fasi precoci della malattia di Alzheimer (AD), usando un modello murino di<br />
foma familiare di AD. In questa prima parte del progetto focalizzeremo l’attività<br />
sulla identificazione delle alterazioni caspasi-indotte nella trasmissione<br />
e nella composizione delle sinapsi ippocampali glutammatergiche. Abbiamo<br />
significativi dati preliminari (D’Amelio et al. submitted) che confermano<br />
come l’attività della caspasi-3 sia potenziata nelle sinapsi ippocampali<br />
durante le prime fasi della malattia (topi transgenici a 3 mesi di età). In<br />
aggiunta, l’aumento di attività della caspasi-3 correla con (a) l’esordio di<br />
disfunzioni sinaptiche, (b) diminuizione delle spine dendritiche nei dendriti<br />
apicali della regione CA1 dell’ippocampo, (c) riduzione delle perfomance<br />
cognitive.<br />
Poiché le alterazioni sopra elencate non sono obiettivabili in animali più<br />
giovani, i dati ottenuti confermano che si tratta delle prime alterazioni<br />
responsabili della malattia. Dunque proponiamo di completare l’analisi di tali<br />
alterazioni sinaptiche focalizzandoci sui recettori NMDA e sullo studio dell’LTD<br />
(long term depression).<br />
In parallelo, verrà condotto un dettagliato studio biochimico sui mitocondri<br />
del compartimento sinaptico al fine di evidenziare le alterazioni che portano<br />
all’attivazione della caspasi-3 ed alla comprensione dei meccanismi<br />
attraverso cui l’accumulo di beta-amiloide conduce ad un aumento dell’attività<br />
della stessa caspasi-3.<br />
2) Studio di nuove strategie terapeutiche in vivo finalizzate a prevenire le<br />
disfunzioni sinaptiche dipendenti dall’attività della caspasi-3. In questa seconda<br />
parte del progetto sperimenteremo l’utilizzo di un inibitore della caspasi-3 nel<br />
trattamento preventivo e terapeutico delle alterazioni sinaptiche sopra<br />
descritte.<br />
Nel dettaglio, somministreremo l’inibitore di caspasi-3 (z-DEVD-fmk)<br />
attraverso iniezioni intra-cerebro-ventricolari tra 2 e 3 mesi di età. L’endpoint<br />
primario di questa sperimentazione sarà la riduzione di attività della caspasi-3<br />
in ippocampo di animali transgenici. Le misure di outcomes saranno: preven-<br />
2009 375
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
zione e/o riduzione delle alterazioni sinaptiche (attraverso uno studio biochimico<br />
ed elettrofisiologico); prevenzione e/o miglioramento delle performance<br />
cognitive che saranno obiettivate mediante test neuropsicologici (Contextual<br />
Fear Conditioning).<br />
Attività previste<br />
• Analisi delle subunità del recettore ionotropico del glutammato,<br />
NMDAR, in post-synaptic density (PSD) di topi transgenici prima e dopo l’esordio<br />
dei primi deficit cognitivi.<br />
• Analisi di NMDAR in sezioni ippocampali di animali transgenici dopo<br />
incubazione con inibitore della caspasi-3.<br />
• Studio morfologico ultrastrutturale di spine dendritiche di sezioni<br />
ippocampali di animali con deficit cognitivi dopo inibizione di caspasi-3.<br />
• Studio elettrofisiologico dell’LTD in animali con deficit cognitivi.<br />
C.2.2 – Analisi in vitro delle interazioni anatomo-funzionali<br />
tra amigdala laterale e corteccia rinale (Nicola Berretta)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Reti neuronali corticali, plasticità sinaptica, malattia di<br />
Alzheimer.<br />
Descrizione<br />
La corteccia peririnale (PRh), grazie anche alla sua posizione intermedia<br />
tra la corteccia visiva e l’area limbica ippocampale, è coinvolta in una forma<br />
di memoria che prevede il riconoscimento visivo. Questa memoria risulta<br />
tanto più apprezzata proprio in quelle patologie che comportano una sua deficienza,<br />
come ad esempio nella malattia di Alzheimer. Non è un caso infatti<br />
che proprio la corteccia rinale, sia ento- che peri- rinale, sia proprio la zona<br />
corticale che presenta i primi segnali di neurodegenerazione associata allo<br />
sviluppo di questa neuropatologia.<br />
Una caratteristica peculiare della memoria visiva è il fatto che esperienze<br />
emotivamente coinvolgenti sono ricordate meglio di quelle meno significative<br />
sotto l’aspetto emozionale. Sotto questo aspetto, è noto che l’amigdala svolge<br />
un ruolo determinante nel consolidamento di forme di memoria che prevedono<br />
aspetti di tipo emotivo. Numerosi infatti sono gli studi che dimostrano<br />
un coinvolgimento dell’amigdala nel condizionamento da paura, tuttavia, il<br />
suo ruolo in forme di memoria dichiarativa è meno descritto e investigato<br />
sperimentalmente.<br />
Un coinvolgimento dell’amigdala nella modulazione della memoria da<br />
riconoscimento visivo non è certamente un risultato inatteso. Esiste infatti<br />
una chiara evidenza anatomica di connessioni sinaptiche reciproche tra l’amigdala<br />
e la corteccia rinale. Inoltre, è stato dimostrato che durante le fasi di<br />
acquisizione di compiti che prevedono un riconoscimento visivo, si assiste ad<br />
376 2009
un elevato grado di crosscorrelazione tra la scarica autorigenerativa in amigdala<br />
e in corteccia rinale.<br />
Lo studio in vitro della PRh ha evidenziato che le sinapsi glutammatergiche<br />
afferenti agli strati superficiali di quest’area sono soggette a modificazioni<br />
a lungo termine nella loro efficacia, sviluppando dunque potenziamento o<br />
depressione a lungo termine (LTP o LTD). L’LTD in particolare sembra essere<br />
la forma di plasticità che presiede all’acquisizione di memoria da riconoscimento<br />
visivo, infatti tale forma di memoria è associata a riduzione nell’attività<br />
di scarica dei neuroni superficiali della PRh, inoltre, manipolazioni sperimentali<br />
che prevengono l’LTD impediscono parallelamente l’acquisizione di un<br />
riconoscimento visivo.<br />
Sulla base di queste premesse ci proponiamo di esaminare l’interazione<br />
funzionale tra amigdala e corteccia rinale, studiando la trasmissione e la plasticità<br />
sinaptica negli strati superficiali della PRh, in un preparato in vitro<br />
comprendente sia la PRh che l’amigdala.<br />
Obiettivi<br />
Il progetto si propone di raggiungere nei prossimi tre anni i seguenti<br />
obiettivi:<br />
1. sviluppare un preparato slice comprendente sia la PRh che l’amigdala,<br />
in cui siano presenti proiezioni funzionali dall’amigdala alla PRh;<br />
2. ottenere una correlazione anatomo-funzionale tra risposte sinaptiche<br />
evocate in corteccia, dopo stimolazione in amigdala, e marcatura di fibre afferenti<br />
sullo stesso preparato slice;<br />
3. caratterizzare funzionalmente e farmacologicamente la proiezione<br />
sinaptica dall’amigdala alla PRh, comparandola con le proprietà di altre<br />
afferenze intracorticali convergenti sulla stessa popolazione neuronale della<br />
PRh;<br />
4. valutare possibili interazioni funzionali nella normale trasmissione<br />
sinaptica intracorticale, a seguito di stimolazione in amigdala;<br />
5. valutare un possibile ruolo della proiezione dall’amigdala alla PRh in<br />
modelli di plasticità sinaptica precedentemente descritti in PRh;<br />
6. comparare i risultati ottenuti in animali di controllo e in modelli animali<br />
di malattia di Alzheimer.<br />
Attività previste<br />
Neuroscienze sperimentali<br />
Nel corso del primo anno ci proponiamo di raggiungere due obiettivi:<br />
• Ottenere un preparato sperimentale in vitro comprendente sia la PRh<br />
che l’amigdala, connessi tra loro funzionalmente. A tale scopo prepareremo<br />
slice di ratto con tecniche standard, tagliate secondo un angolo opportuno,<br />
comprendenti sia la PRh che l’amigdala. Per verificare la loro connessione<br />
funzionale, le slice saranno registrate con un sistema multielettrodo MED64,<br />
che prevede la registrazione extracellulare mediante array di 8x8 elettrodi planari,<br />
posizionati sotto il controllo visivo sia in amigdala che in corteccia. Questa<br />
tecnica consentirà di stimolare selettivamente aree discrete in amigdala, e<br />
2009 377
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
osservare in parallelo le risposte sinaptiche di campo (fEPSP), evocate in corrispondenza<br />
di strati visivamente identificati della PRh. La presenza di risposte<br />
evocate nei vari strati corticali permetterà di individuare dipoli elettrici,<br />
indice di sinapsi locali, per verificare l’effettiva insorgenza di risposte sinaptiche<br />
negli starti esaminati, piuttosto che la diffusione di segnali da aree limitrofe.<br />
• Eseguire una caratterizzazione elettrofisiologica delle risposte sinaptiche<br />
evocate in corteccia, dopo stimolazione in amigdala, e correlarle all’identificazione<br />
anatomica di fibre provenienti dall’amigdala sulla stessa slice. A<br />
tale scopo, al termine delle registrazioni elettrofisiologiche sopra descritte, dei<br />
cristalli di rodamina verranno posti sulla slice, sotto controllo visivo, in corrispondenza<br />
del punto esatto di stimolazione in amigdala. Le slice verranno poi<br />
lasciate per 24h in soluzione fisiologica ossigenata, allo scopo di permettere ai<br />
cristalli di essere catturati da fibre e neuroni locali, ed essere dunque trasportati<br />
in senso anterogrado verso la PRh. In questo modo sarà possibile ottenere<br />
marcature fluorescenti delle fibre afferenti alla PRh, provenienti dal sito di stimolazione<br />
elettrica in amigdala, e correlare la loro distribuzione anatomica<br />
alle risposte elettrofisiologiche precedentemente ottenute.<br />
C.2.3 – Deplezione dopaminergica acuta da blocco del medial forebrain<br />
bundle in confronto a modello standard da 6-OHDA:<br />
identificazione dei parametri fisiopatogenetici<br />
del “ wearing-off ” (Alessandro Stefani)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Denervazione dopaminergica, Parkinson, oscillazioni.<br />
Descrizione<br />
Nel modello di parkinsonismo “ tossico ” (ottenuto dopo iniezione della<br />
tossina 6-idrossidopamina nella sostanza nera o nel medial forebrain<br />
bundle di ratto) vengono descritte caratteristiche modificazioni del pattern<br />
di scarica neuronale in molte delle strutture chiave dei gangli della base<br />
(globo pallido – GP –, sostanza nera reticulata – SNr –, sottotalamo – STN<br />
–). Si presume che tali modificazioni (sotto forma di scarica a burst) intervengano<br />
non acutamente bensì dopo 3-15 giorni dalla lesione e siano testimonianza<br />
sia di processi apoptotici (morte neuronale dei neuroni della<br />
nigra compacta) sia adattativi (complesse alterazioni a livello dello striato e<br />
perdita della normale plasticità sinaptica). Contributi recenti avrebbero<br />
anche posto in luce che tali oscillazioni anomale sincronizzano con la corteccia<br />
obbedendo ad un ritmo definito come “ beta-veloce ”, compreso cioè<br />
tra i 15-18 e i 30 Hz circa.<br />
Siamo però ben lontani dal disporre di un panorama chiaro; non sappiamo<br />
se la prominenza della c.d. beta-band sia soprattutto correlativa (e non<br />
patogenetica dei segni clinici); se invece attesti meccanismi di compenso o se,<br />
378 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
per converso, sia correlabile con lo stato di danno (ergo una sorta di marcatore<br />
dell’avanzamento della morte neuronale nel modello e della malattia nel<br />
paziente). Sappiamo peraltro che nel roditore sussiste un ampio novero di<br />
ritmi patologici, tra i quali una frequenza “ theta-like ” notoriamente smascherata<br />
da antagonisti della dopamina (aloperidolo in cronico) sia una decisamente<br />
lenta, intorno a 1-2 Hz, di fatto sincronizzata con la corteccia (le c.d.<br />
“ slow waves corticali ”) allorché l’animale da esperimento sia stato sottoposto<br />
ad anestesia con uretano.<br />
Ora, con la presente ricerca ci promettiamo di fornire una rinnovata comprensione<br />
di tali oscillazioni patologiche e specialmente nutriamo l’ambizione<br />
di capire in che misura ciascun ritmo reciti un ruolo preciso e fisiopatogenetico<br />
rispetto a sindromi cliniche documentabili.<br />
Risultati preliminari ci suggeriscono che la compromissione – pur<br />
reversibile – del release di dopamina previa iniezione di tetrodotossina o<br />
riluzolo nel medial forebrain bundle causano sia una acinesia controlaterale<br />
(reversata dopo 3-4 ore) sia alterazioni dell’intero circuito con sincronizzazioni<br />
ad 1 Hz tra corteccia e GP come tra corteccia e SNr. Ciò sembrerebbe<br />
riattualizzare le basse frequenze come protagoniste dei segni ipocinetici del<br />
Parkinson; altresì, ciò vorrebbe dire che alterazioni pur reversibili delle proprietà<br />
di fibra (anche in assenza di morte cellulare) sono sufficienti ad<br />
indurre stati OFF severi.<br />
Obiettivi<br />
1. Mettere in luce punti di contatto e per converso di differenza tra<br />
modello cronico da 6-OHDA e modello acuto da TTX.<br />
2. Chiarire in che misura la sincronizzazione da TTX richieda precise<br />
alterazioni nella elettrofisiologia dello striato o non piuttosto si realizzi grazie<br />
ad anomalie squisitamente presenti nella via “ superdiretta ” (corteccia-sottotalamo-GP).<br />
3. Dimostrare la reversibilità dei parametri elettrofisiologici alterati previa<br />
somministrazione sistemica o locale (intra-STN, intra-GP) di agonisti<br />
dopaminergici o dopamina stessa per iontoforesi.<br />
I risultati attesi promettono di avere ricadute traslazionali molto importanti,<br />
tali da incidere sulla nostra comprensione delle transizioni cliniche<br />
acute (sia OFF-ON che ON-OFF, vedasi acinesia improvvisa e freezing-ON e<br />
freezing-OFF). Inoltre, forniremo nuove interpretazioni in merito ai meccanismi<br />
di azione della deep brains timulation; non è escluso infine che i nostri<br />
risultati possano contribuire a modificarne i criteri di inclusione o il processo<br />
decisionale che porta alla decisione chirurgica.<br />
Attività previste<br />
Nell’anno continueremo a sviluppare il modello descritto ed arriveremo,<br />
confidiamo, ad illuminarne la farmacologia. In particolare, andremo a verificare<br />
in che misura, come atteso, la somministrazione di agenti dopaminomimetici<br />
moduli le anomalie oscillatorie ripristinando le caratteristiche del<br />
firing tonico pre-TTX. Tale linea di indagini richiederà approcci sperimentali<br />
2009 379
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
diversi; da un lato la somministrazione locale (intra-GP) di agonisti dopaminergici<br />
e/o della stessa dopamina, dall’altro la somministrazione sistemica<br />
(apomorfina s.c.).<br />
Altro ordine di attività previste riguarda i correlati biochimici. Continueremo<br />
ad esaminare in che misura il modello di inattivazione funzionale in<br />
gioco modifichi non solo DA/HVA in striato ma anche nelle aree target (in<br />
pratica, microdialisi standard in GP e STN). Ciò potrebbe avere riflessi importanti<br />
in merito alla innervazione endogena (axon collaterals) della via nigrostriatale<br />
e implica stringente collaborazione con gli anatomici ed immunoistochimici<br />
coinvolti nel progetto. La convalida biochimica si fonderà anche<br />
sull’utilizzo di un nuovo macchinario recentemente acquisito dal dipartimento.<br />
Si tratta di un HPLC/amperometro della ditta Antec (software Clarity)<br />
che si promette di titolare le amine biogene (con sensibilità fino a fentomoli)<br />
da preparati biologici. In altri termini, quindi, una delle applicazioni del progetto<br />
sarà tecnologica e multidisciplinare.<br />
Attività non secondarie del progetto sono infine quelle relative alla presentazione<br />
dei dati ed alle pubblicazioni scientifiche. Il progetto è per sua<br />
natura traslazionale ed i risultati raggiunti avranno ampio risalto in congressi<br />
nazionali ed internazionali.<br />
C.2.4 – Fattori epigenetici responsabili del danno mitocondriale<br />
in modelli sperimentali della malattia di Parkinson (Ezia Guatteo)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata: 36 mesi<br />
Parole chiave: Mitocondrio, cellule dopaminergiche, rotenone, 6-OHDA, gangli<br />
della base, neurodegenerazione.<br />
Descrizione<br />
La malattia di Parkinson è caratterizzata dalla degenerazione selettiva e<br />
progressiva dei neuroni dopaminergici della sostanza nera pars compacta che<br />
innervano lo striato dorsale, con la conseguente riduzione del rilascio di dopamina<br />
nei gangli della base. Infatti, la maggior parte dei sintomi motori presenti<br />
nei pazienti parkinsoniani (bradichinesia, tremore a riposo, rigidità e<br />
instabilità posturale) sono mitigati dalla somministrazione di agonisti dopaminergici<br />
e/o del precursore della dopamina, L-DOPA, convertita in dopamina<br />
dall’enzima dopa-decarbossilasi presente nei rimanenti neuroni. Notoriamente,<br />
i neuroni dopaminergici situati nell’area ventrale tegmentale (VTA)<br />
adiacente alla pars compacta rimangono inalterati nella malattia di Parkinson<br />
[Damier et al. 1999], suggerendo che esiste una vulnerabilità selettiva dei neuroni<br />
della pars compacta a qualche fattore neurotossico.<br />
Sono stati proposti diversi meccanismi responsabili della morte neuronale<br />
tra cui una disfunzione mitocondriale, stress ossidativo e deficit nel funzionamento<br />
proteasomale nel processamento di proteine [Dauer, Przedborski<br />
2003; Shapira 2001]. Lo studio di tali meccanismi è di fondamentale impor-<br />
380 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
tanza sia per la prevenzione che per lo sviluppo di nuovi agenti farmacologici<br />
che potrebbero diminuire la progressione neurodegenerativa. A tale riguardo<br />
esistono numerosi modelli animali in cui si è prodotta una degenerazione<br />
dopaminergica e che presentano alcune caratteristiche comportamentali della<br />
malattia di Parkinson umana. Tra questi, roditori e primati trattati con neurotossine<br />
come 6-OHDA, MPTP e rotenone sono stati largamente utilizzati per<br />
testare l’efficacia di potenziali farmaci anti-parkinsoniani. Tali tossine agiscono<br />
inibendo la catena respiratoria mitocondriale dei neuroni dopaminergici,<br />
ma i meccanismi cellulari attraverso cui esse causino la morte neuronale<br />
sono ancora largamente sconosciuti.<br />
Lo scopo del presente progetto è quello di studiare gli effetti di alcune di<br />
queste tossine, in particolare rotenone e 6-OHDA, a livello di singolo neurone<br />
dopaminergico, in fettine acute di mesencefalo ventrale di ratto. Mediante la<br />
tecnica elettrofisiologica del patch-clamp e la microfluorimetria possiamo<br />
misurare l’attività elettrica, le correnti di membrana, le variazioni intracelluari<br />
di calcio/sodio e le variazioni del potenziale mitocondriale in risposta<br />
all’applicazione acuta di rotenone e 6-OHDA. È noto che sia rotenone che 6-<br />
OHDA causano l’attivazione dei canali di potassio ATP-dipendenti nei neuroni<br />
dopaminergici [Liss et al. 2001; Berretta et al. 2005] provocando una iperpolarizzazione<br />
del potenziale di membrana e quindi cessazione dell’attività di scarica<br />
spontanea. Noi andremo ad indagare quali siano i meccanismi di attivazione<br />
di tali canali (ATP, ROS, H 2<br />
O 2<br />
), le modificazioni di concentrazione di<br />
calcio e sodio associate e gli effetti delle tossine sul potenziale di membrana<br />
mitocondriale.<br />
Obiettivi<br />
Ci proponiamo di eseguire uno studio elettrofisiologico, microfluorometrico<br />
e morfologico delle cellule dopaminergiche di roditore della sostanza<br />
nera parte compatta allo scopo di definirne le proprietà quando esposte a tossine<br />
in quantità note e per tempi definiti. Le tossine oggetto dello studio<br />
saranno la 6-idrossidopamina (6-OHDA) e il rotenone. Esposizione del tessuto<br />
cerebrale a condizioni ipossiche.<br />
Attività previste<br />
• Durante il primo anno andremo a valutare gli effetti precoci del rotenone<br />
applicato ai neuroni dopaminergici in fettine acute di mesencefalo di<br />
ratto. In particolare, valuteremo gli effetti sul potenziale mitocondriale e sulle<br />
concentrazioni di calcio citosoliche in risposta a tali stimoli tossici. Valuteremo<br />
inoltre i meccanismi responsabili dell’accumulo di calcio, come il rilascio<br />
dagli store intracellulari e dai mitocondri, e l’attivazione di canali ionici<br />
di membrana, calcio-permeabili. Andremo inoltre a misurare la produzione di<br />
ROS durante trattamento con rotenone, mediante l’uso di “ scavenger ”, cioè<br />
sostanze antiossidanti che eliminano le specie reattive dell’ossigeno dal citosol,<br />
come la vitamina E.<br />
• Durante il secondo anno andremo a studiare il meccanismo di azione<br />
di un’altra tossina, la 6-OHDA che, analogamente al rotenone produce la<br />
2009 381
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
degenerazione dei neuroni dopaminergici. In particolare, andremo a valutare,<br />
per mezzo di sostanze fluorescenti che si localizzano all’interno dei mitocondri,<br />
la variazione di calcio mitocondriale, durante applicazione di 6-OHDA.<br />
• Durante il terzo anno, sulla base dei risultati ottenuti, studieremo il<br />
coinvolgimento dei mitocondri in altri modelli di deprivazione energetica<br />
come l’ipossia, che, analogamente alle suddette tossine, va ad interferire con<br />
la corretta funzionalità mitocondriale.<br />
Tecniche utilizzate<br />
1) Elettrofisiologia. Utilizzeremo le procedure standard già descritte<br />
[Guatteo et al. 2000; Guatteo et al. 2005] per la preparazione delle fettine<br />
acute del mesencefalo di ratto. Le registrazioni di patch-clamp sono effettuate<br />
su neuroni visualizzati mediante un sistema di contrasto differenziale interferenziale<br />
a infrarossi (IR-DIC), per mezzo di un obiettivo a immersione 40X e<br />
una telecamera (Hamamatsu, Japan).<br />
2) Microfluorimetria. Le misurazioni di [Ca2+] intracellulare verranno<br />
ottenute da neuroni caricati rispettivamente con Fura-2 (0.25 mM, Molecular<br />
Probes) aggiunti alla soluzione di riempimento dell’elettrodo di registrazione.<br />
La sua eccitazione si realizzerà attraverso luce UV emessa da un monocromatore<br />
(Till Photonics) a 340 e 380 nm. La luce emessa sarà monitorata con un<br />
filtro a 500 nm e captata da una camera CCD. La misurazione del potenziale<br />
mitocondriale sarà effettuata per mezzo della rodamina 123 e quella del calcio<br />
mitocondriale per mezzo di Rhod-2.<br />
3) Immunoistochimica per misurare la quantità di rilascio di citocromo c.<br />
– Berretta N, Freestone PS, Guatteo E, de Castro D, Geracitano R, Bernardi G, Mercuri<br />
NB, Lipski J (2005) Neurotoxicology 26(5): 869-881.<br />
– Damier P, Hirsch EC, Agid Y, Graybiel AM (1999) Brain 122: 1421-1436.<br />
– Dauer W, Przedborski S (2003) Neuron 39(6): 889-909. Review.<br />
– Guatteo E, Chung KK, Bowala TK, Bernardi G, Mercuri NB, Lipski J (2005) J Neurophysiol<br />
94(5): 3069-3080.<br />
– Guatteo E, Fusco FR, Giacomini P, Bernardi G, Mercuri NB (2000) J Neurosci<br />
20(16): 6013-6020.<br />
– Liss B, Roeper J (2001) News Physiol Sci 16: 214-217. Review.<br />
– Schapira AH (1999) Biochim Biophys Acta 1410(2): 159-170. Review.<br />
C.2.5 – Modulazione sinaptica da parte di sostanze ad attività<br />
transmettitoriale sui neuroni dopaminergici mesencefalici:<br />
implicazioni nel controllo del movimento e nell’attenzione<br />
(Nicola Biagio Mercuri)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata: 36 mesi<br />
Parole chiave: Dopamina, trace amine, endocannabinoidi, modafinil, gangli<br />
della base.<br />
382 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
Descrizione<br />
I neuroni dopaminergici mesencefalici sono implicati nel controllo del<br />
movimento, nella regolazione di funzioni cognitive e nel controllo di comportamenti<br />
associati alle dipendenze e pertanto rappresentano un sito d’azione<br />
cruciale di importanti categorie di farmaci neuropsichiatrici quali agenti antipsicotici,<br />
farmaci anti-Parkinson e sostanze d’abuso. L’attività dei neuroni<br />
compresi nella sostanza nera (SN) e nell’area tegmentale ventrale (VTA) è<br />
finemente regolata dalle proprietà intrinseche di membrana, rappresentate<br />
dalle particolari conduttanze alla base dell’attività di pace-maker propria di<br />
questi neuroni, e dagli inputs sinaptici. Le afferenze sinaptiche che confluiscono<br />
sui neuroni dopaminergici mesencefalici sono di diversa natura: glutammatergiche,<br />
GABAergiche, serotoninergiche, colinergiche e noradrenergiche<br />
e contribuiscono in diverso modo alla modulazione dell’attività neuronale.<br />
Gli input sinaptici modulano le proprietà di scarica dei neuroni e pertanto<br />
determinano le modalità e l’entità di dopamina rilasciata nelle aree di<br />
proiezione, come lo striato e il nucleus accumbens, aree cerebrali implicate<br />
nel controllo del movimento e di funzioni cognitive e comportamentali. Pertanto<br />
lo studio dei meccanismi che modulano la trasmissione sinaptica sui<br />
neuroni dopaminergici può avere importanti implicazioni in patologie caratterizzate<br />
da deficit motori e dell’attenzione.<br />
Lo scopo del presente progetto è quello di studiare gli effetti sulla modulazione<br />
della trasmissione sinaptica che afferisce sui neuroni dopaminergici<br />
compresi nella SN e VTA da parte di sostanze endogene quali le amine in traccia<br />
(b-feniletilamina, tiramina) e gli endocannabinoidi. Saranno inoltre studiati<br />
gli effetti del Modafinil, agente utilizzato per il trattamento di disturbi<br />
dell’attenzione e della sonnolenza associata alla narcolessia, al fine di identificarne<br />
il possibile meccanismo d’azione che è al momento sconosciuto.<br />
Obiettivi<br />
Ci proponiamo di effettuare uno studio elettrofisiologico degli effetti esercitati<br />
da sostanze endogene, quali le amine in traccia e gli endocannabinoidi,<br />
e da sostanze psicostimolanti, quali il modafinil, sulla trasmissione sinaptica<br />
che modula l’attività dei neuroni dopaminergici mesencefalici.<br />
Attività previste<br />
• Durante il primo anno studieremo gli effetti delle amine in traccia (bfeniletilamina<br />
e tiramina) sulla trasmissione sinaptica che afferisce sui neuroni<br />
dopaminergici utilizzando fettine acute di mesencefalo di ratto. In particolare<br />
saranno analizzati i potenziali postsinaptici eccitatori (EPSPs), mediati<br />
dall’attivazione dei recettori glutammatergici sensibili all’AMPA/kainato e<br />
all’NMDA, e quelli inibitori (IPSPs), mediati dall’attivazione dei recettori per il<br />
GABA, GABA A<br />
e GABA B<br />
, che possono essere isolati farmacologicamente utilizzando,<br />
a seconda della componente in esame, un cocktail di antagonisti specifici.<br />
• Durante il secondo anno andremo a valutare gli effetti degli endocannabinoidi<br />
e di sostanze sintetiche che modulano l’attività dei recettori dei canna-<br />
2009 383
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
binoidi di tipo1 (CB1), le quali, in aree cerebrali diverse da quella da noi presa<br />
in esame, modulano il rilascio di neurotrasmettitori quali GABA e glutammato.<br />
Anche in questo caso saranno studiati gli effetti sui potenziali eccitatori<br />
e sui potenziali inibitori, compresa la componente rapida (GABA A<br />
-mediata) e<br />
la componente lenta (GABA B-<br />
mediata) .<br />
• Durante il terzo anno saranno studiati gli effetti prodotti dall’applicazione<br />
sulle fettine mesencefaliche del Modafinil. In particolare saranno<br />
inizialmente valutati gli effetti sul potenziale e sulle correnti di membrana<br />
dei neuroni dopaminergici e successivamente sarà esaminata un<br />
eventuale modulazione della trasmissione sinaptica glutammatergica e<br />
GABAergica.<br />
Tecniche utilizzate<br />
1) Elettrofisiologia. Utilizzeremo le procedure standard già descritte [Mercuri<br />
et al. (1995) Eur J Neurosci 7: 462-469] per la preparazione delle fettine<br />
acute del mesencefalo di ratto. Le registrazioni elettrofisiologiche saranno<br />
effettuate utilizzando la tecnica di registrazione intracellulare con microelettrodo<br />
su neuroni visualizzati mediante un sistema di contrasto differenziale<br />
interferenziale a infrarossi (IR-DIC), per mezzo di un obiettivo a immersione<br />
40X e una telecamera (Hamamatsu, Japan). I potenziali post-sinaptici<br />
saranno evocati utilizzando un elettrodo stimolante posizionato in prossimità<br />
dei neuroni da registrare.<br />
C.2.6 – Neuroprotezione e danno remoto del SNC: valutazione<br />
morfologica, comportamentale e farmacologica<br />
di approcci terapeutici (Marco Molinari)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Degenerazione remota, neuroprotezione, endocannabinoidi.<br />
Descrizione<br />
Il danno neuronale a distanza rappresenta un evento peculiare nella<br />
determinazione dello status funzionale e, in particolare, del recupero funzionale<br />
in seguito a danno del SNC. Per “ morte cellulare a distanza ” si<br />
intende quell’insieme di fenomeni degenerativi che avvengono in regioni<br />
distanti, ma funzionalmente collegate, al sito di lesione primaria. Questi<br />
eventi sono stati associati a fenomeni di degenerazione sia anterograda che<br />
retrograda. Sebbene i meccanismi coinvolti rimangano ancora oscuri, è<br />
certo che sono legati ad una serie di cambiamenti cellulari, funzionali e<br />
molecolari, correlati tra loro sia temporalmente che spazialmente. Inoltre, i<br />
fenomeni infiammatori svolgono un ruolo chiave nel controllare attivamente<br />
il complesso meccanismo di morte cellulare anche in aree lontane<br />
dall’area primaria di lesione.<br />
384 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
Nonostante gli effetti neuroprotettivi svolti dagli endocannabinoidi siano<br />
stati studiati in varie patologie del SNC, il loro ruolo nel controllo della morte<br />
cellulare a distanza è un campo di indagine poco esplorato. Esperimenti in<br />
vitro hanno dimostrato che le vie di trasduzione del segnale mediate dagli<br />
endocannabinoidi svolgono un ruolo protettivo sui neuroni in una serie di<br />
eventi cellulari dannosi quali l’eccitotossicità, l’ischemia e lo stress ossidativo<br />
e la neuroinfiammazione. Molti degli effetti protettivi sembrano essere<br />
mediati dall’attivazione del recettore CB1, sebbene studi recenti vedano coinvolto<br />
anche il recettore CB2. Dati recenti pubblicati da questo laboratorio<br />
hanno dimostrato che l’attivazione del sistema degli endocannabinoidi, in<br />
seguito a danno cerebellare, gioca un ruolo chiave nei meccanismi di neuroprotezione<br />
attivando la via di trasduzione del segnale di PI3K/Akt. Questi dati<br />
suggeriscono, dunque, l’importante ruolo che alcuni agonisti selettivi per i<br />
recettori degli endocannabinoidi potrebbero assumere nell’approccio terapeutico<br />
in varie patologie di danno del SNC.<br />
Considerando l’importanza della degenerazione remota, principalmente<br />
la specificità temporale e regionale, l’obiettivo è quello di definire il ruolo dell’attivazione<br />
dei recettori degli endocannabinoidi in sistemi neuronali differenti.<br />
I dati presentati sinora sono stati ottenuti nei circuiti olivo-cerebellare e<br />
ponto-cerebellare. L’unità si concentrerà sullo studio delle possibili analogie o<br />
differenze nella degenerazione remota in seguito ad assotomia, analizzando<br />
nello specifico le proiezioni corticospinali, rubrospinali e nigrostriatali, circuiti<br />
importanti coinvolti in alcune patologie neurodegenerative.<br />
Inoltre, data l’efficacia dei composti anti-infiammatori nel modulare la<br />
morte cellulare a distanza dopo danno del SNC, analizzeremo l’interazione<br />
dei due diversi trattamenti terapeutici e la loro efficacia dal punto di vista<br />
terapeutico.<br />
Attività previste<br />
Nella prima parte del progetto studieremo la progressione temporale ed i<br />
meccanismi di neurodegenerazione nelle aree remote alla sede primaria di<br />
lesione in seguito a emisezione del midollo spinale e ad assotomia parziale<br />
delle connessioni del circuito nigrostriatale. Inoltre, analizzeremo l’espressione<br />
a livello cellulare dei recettori degli endocannabinoidi in condizioni<br />
fisiologiche e dopo i diversi danni del SNC.<br />
Nella seconda parte del progetto, agendo farmacologicamente sui recettori<br />
cannabici (CB1 e CB2), investigheremo le potenzialità terapeutiche<br />
della manipolazione farmacologica del sistema degli endocannabinoidi<br />
nella progressione della morte cellulare a distanza. In particolare, testeremo<br />
l’effettiva azione dei trattamenti con i vari agonisti e antagonisti selettivi per<br />
il CB1 e CB2 sul quadro clinico e funzionale degli animali sottoposti a emisezione<br />
del midollo spinale o ad assotomia parziale del circuito nigrostriatale.<br />
Attenzione verrà rivolta allo studio delle vie di trasduzione del segnale<br />
attivate dai recettori degli endocannabinoidi nel mediare sia la sopravvivenza<br />
neuronale sia il recupero funzionale in seguito a questi due diversi<br />
tipi di danno del SNC.<br />
2009 385
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
C.2.7 – Paraplegia spastica ereditaria: ricerca per nuovi geni-malattia<br />
e correlazione genotipo-fenotipo (Antonio Orlacchio)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Neurologia, neurogenetica, paraplegia spastica ereditaria.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Roma Tor Vergata (Dipartimento di Neuroscienze);<br />
Hyogo Brain and Heart Center, Himeji City (Japan) (Department of<br />
Neurology); University of Toronto (Canada) (Centre for Research in Neurodegenerative<br />
Diseases).<br />
Descrizione<br />
Gli obiettivi principali di questo progetto sono l’identificazione dei geni<br />
responsabili di due forme complicate di HSP (SPG29 ed SPG38) e la scoperta<br />
di nuovi loci HSP mediante analisi di linkage.<br />
Un ulteriore scopo è stabilire con quanta frequenza le mutazioni dell’atlastina,<br />
NIPA1, KIAA0196, KIF5A, HSPD1, REEP1, ZFYVE27 e SLC33A1,<br />
osservate solo in un singolo o in un numero esiguo di pedigree, siano responsabili<br />
dell’ADHSP e se ci sia un fenotipo clinico riconoscibile per l’HSP causato<br />
da queste mutazioni. L’identificazione dei geni SPG29 ed SPG38 sarà realizzata<br />
mediante un approccio posizionale al gene candidato. Per mappare<br />
nuovi loci HSP si analizzerà, attraverso un genome-wide search, un’ampia<br />
famiglia italiana con forma pura di HSP a trasmissione autosomica dominante<br />
(ADHSP) in cui gli studi di linkage preliminari sembrano escludere il<br />
coinvolgimento dei loci ADHSP finora identificati. Per concludere, si realizzerà<br />
una dettagliata analisi clinica delle famiglie ADSHP e si effettuerà uno<br />
screening genetico di 8 geni conosciuti ADHSP (atlastina, NIPA1, KIAA0196,<br />
KIF5A, HSPD1, REEP1, ZFYVE27 e SLC33A1) attraverso un’analisi di<br />
sequenza.<br />
Attività previste<br />
L’attività di ricerca sarà volta all’applicazione di approcci molecolari e<br />
genomici per identificare i geni coinvolti nell’HSP. Per raggiungere questo<br />
obiettivo verrà impiegata una varietà di metodi molecolari e statistici derivati<br />
dai campi della genetica, della biologia molecolare e della epidemiologia.<br />
Le tecniche che verranno usate includono analisi di linkage, studi di associazione,<br />
mappatura genica, epidemiologia genetica, correlazioni genotipo/fenotipo,<br />
simulazione al computer e metodi per analisi dei dati.<br />
Il database a disposizione, insieme con l’esperienza nell’effettuare studi di<br />
genetica molecolare, offrirà l’opportunità immediata di scoprire nuovi geni<br />
per l’HSP mediante la mappatura-fine di regioni candidate, di scoprire nuovi<br />
loci per l’HSP, di scoprire nuove mutazioni nei geni HSP conosciuti, di effettuare<br />
studi di correlazione genotipo-fenotipo e di studiare i meccanismi cellulari<br />
della malattia.<br />
386 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
C.2.8 – Ruolo degli endocannabinoidi nell’interazione tra recettori<br />
A2A e D2 nello striato (Paolo Calabresi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36 mesi<br />
Parole chiave: Plasticità sinaptica, parkinsonismo sperimentale, sistema<br />
dopaminergico/A2A.<br />
Descrizione<br />
All’interno del nucleo striato, l’adenosina esercita una serie di effetti di<br />
modulazione pre- e post- sinaptica sull’attività fisiologica di diversi sottotipi<br />
neuronali. Come è noto, il nucleo striato esprime in abbondanza non solo<br />
recettori di tipo A1 dell’adenosina, ma anche recettori di tipo A2A. Il ruolo<br />
fisiologico dei recettori A2A, in base ad una serie di dati sperimentali, sembra<br />
essere di particolare interesse soprattutto in relazione ad una interazione funzionale<br />
con la trasmissione dopaminergica, e più precisamente con i recettori<br />
di tipo D2. Tra recettori A2A e recettori D2 esisterebbe un antagonismo funzionale,<br />
documentato a livello comportamentale e molecolare, che spiega il<br />
notevole interesse esistente per i composti in grado di inibire i recettori A2A<br />
come agenti utili nel trattamento di alcune malattie neurodegenerative. L’attivazione<br />
dei recettori A2A aumenterebbe i livelli di cAMP mentre quella dei<br />
recettori D2 ridurrebbe tali livelli.<br />
Recentemente il nostro gruppo ha studiato gli effetti dell’ST1535, un antagonista<br />
dei recettori A2A dell’adenosina, sulle proprietà intrinseche dei neuroni<br />
principali dello striato e l’eventuale capacità di tale composto di interagire<br />
funzionalmente con i recettori D2 della dopamina nella modulazione<br />
della trasmissione glutammatergica corticostriatale [Tozzi et al. 2007].<br />
Sono stati valutati con tecniche elettrofisiologiche in vitro gli effetti della<br />
applicazione dell’ST1535 sulla trasmissione sinaptica eccitatoria corticostriatale.<br />
Al dosaggio di 10 e 30 mM, ST1535 non induceva alcuna modificazione<br />
della frequenza e della ampiezza delle correnti postsinaptiche eccitatorie<br />
spontanee (sEPSCs). Tale agente, tuttavia, al dosaggio di 10 mM, era in grado<br />
di smascherare un effetto inibitorio del quinpirolo (10 mM), agonista dei<br />
recettori dopaminergici D2, che applicato da solo non modifica significativamente<br />
la trasmissione glutammatergica corticostriatale. Al contrario, quando<br />
il quinpirolo veniva applicato in presenza di ST1535, la frequenza degli<br />
sEPSCs si riduceva significativamente, mentre la ampiezza di tali eventi<br />
sinaptici restava costante. L’effetto di potenziamento dell’ST1535 sulla modulazione<br />
D2-mediata della trasmissione corticostriatale glutammatergica era<br />
anche evidente in esperimenti in cui venivano studiati i potenziali sinaptici<br />
eccitatori evocati da elettrodi di stimolazione posizionati in modo tale da attivare<br />
la via corticostriatale.<br />
Lo studio dell’antagonismo funzionale fisiologico esistente tra recettori<br />
dell’adenosina A2A e della dopamina D2, documentato a livello comportamentale<br />
e molecolare, riveste un ruolo altrettanto interessante applicato a<br />
modelli sperimentali che mirano a riprodurre condizioni neuropatologiche.<br />
2009 387
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
Uno di tali modelli, impiegato nel corso del nostro progetto di ricerca, è<br />
quello che utilizza animali con denervazione dopaminergica nigro-striatale<br />
ottenuta mediante applicazione di 6-OHDA, molecola in grado di determinare<br />
la morte selettiva dei neuroni dopaminergici della sostanza nera.<br />
È noto che sia il sistema dopaminergico [Calabresi et al. 2007] che il<br />
sistema degli endocannabinoidi [Di Filippo et al. 2008] influenzano in<br />
maniera cruciale in meccanismi molecolari e sinaptici che sembrano essere<br />
alla base dello sviluppo dei sintomi della Malattia di Parkinson. In tale contesto,<br />
lo studio dell’interazione funzionale nello striato tra dopamina, endocannabinoidi<br />
ed adenosina potrebbe condurre allo sviluppo di composti farmacologici<br />
capaci di modulare l’alterata attività striatale in corso di Malattia di<br />
Parkinson e quindi risultare in un beneficio terapeutico.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Esperimenti preliminari condotti in tale modello sperimentale di Malattia<br />
di Parkinson hanno dimostrato che gli agonisti del recettore D2 dopaminergico<br />
(quinpirolo e pramipexolo), che in condizioni di controllo non si dimostravano<br />
efficaci nel modulare la trasmissione corticostriatale, sono in grado<br />
di produrre una inibizione di tale trasmissione in maniera dose-dipendente.<br />
Gli antagonisti dei recettori A2A dell’adenosina (ST e ZM) sono in grado di<br />
potenziare tale effetto inibitorio. Il sistema degli endocannabinoidi sembra<br />
esercitare un ruolo centrale nella modulazione di tale interazione funzionale.<br />
Infatti, un antagonista dei recettori CB1 (AM251) si è dimostrato capace di<br />
inibire in modo significativo la depressione dell’attività eccitatoria corticostrale<br />
indotta sia dall’isolata attivazione dei recettori D2 che dalla contemporanea<br />
inibizione dei recettori A2A associata all’attivazione D2.<br />
– Calabresi P, Picconi B, Tozzi A, Di Filippo M (2007) Trends in Neurosciences 30(5):<br />
211-219.<br />
– Di Filippo M, Picconi B, Tozzi A, Ghiglieri V, Rossi A, Calabresi P (2008) Curr<br />
Pharm Des 14(23): 2337-2346.<br />
– Tozzi A, Tscherter A, Belcastro V, Tantucci M, Costa C, Picconi B, Centonze D,<br />
Calabresi P, Borsini F (2007) Neuropharmacology 53: 783-789.<br />
Attività previste<br />
Scopi del progetto di ricerca saranno:<br />
• L’ulteriore caratterizzazione di tale interazione funzionale mediante<br />
tecniche elettrofisiologiche (registrazioni intracellulari in configurazione<br />
sharp e whole-cell patch-clamp) sia in condizioni fisiologiche che in modelli<br />
sperimentali Malattia di Parkinson.<br />
• L’individuazione del sito in cui tale interazione ha luogo (pre- vs postsinaptico).<br />
• Lo studio dell’azione di composti farmacologici (in particolare agonisti<br />
D2, antagonisti A2A, agonisti/antagonisti CB1 ed inibitori del catabolismo<br />
degli endocannabinoidi) sull’anormale trasmissione glutammatergica corti-<br />
388 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
costriatale che accompagna la degenerazione dopaminergica in corso di<br />
Malattia di Parkinson.<br />
• Lo studio verrà condotto utilizzando misurazioni elettrofisiologiche su<br />
un modello sperimentale animale in vitro valutando le variazioni dei potenziali<br />
postsinaptici eccitatori e delle correnti glutammatergiche sia spontanee<br />
che evocate.<br />
C.2.9 – Ruolo della chinasi Mutata nell’Atassia Telangiectasia (ATM)<br />
nella modulazione della stabilità proteica ubiquitina-proteosoma<br />
dipendente e nella risposta apoptotica indotta da stimolo<br />
dei recettori di morte (Daniela Barilà)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Atassia Telangiectasia, chinasi ATM, ubiquitinazione.<br />
Descrizione<br />
L’Atassia Telangiectasia (A-T) è una patologia caratterizzata da degenerazione<br />
delle cellule del Purkinje, che determina la progressiva atassia e da una<br />
forte compromissione della funzionalità del sistema immunitario che comprende<br />
anche un incremento significativo della probabilità di sviluppare<br />
tumori, soprattutto a livello del sistema immunitario (linfomi e leucemie).<br />
L’A-T è una malattia monogenica caratterizzata da mutazioni su entrambi gli<br />
alleli per il gene atm che causano l’assenza nei pazienti della proteina corrispondente<br />
ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated). ATM è una serina-treoninachinasi-PI-3-kinase-like<br />
centrale nella risposta al danno al DNA indotto da rotture<br />
a doppio filamento. Questo tipo di danno insorge spontaneamente<br />
durante lo sviluppo oppure può essere indotto da fattori ambientali come, le<br />
radiazioni ionizzanti. In ogni caso, l’attività chinasica di ATM viene indotta ed<br />
è necessaria per trasdurre la fosforilazione di diversi substrati di ATM, modulandone<br />
la funzione e contribuendo quindi all’arresto del ciclo cellulare e al<br />
riparo del danno oppure all’attivazione della risposta apoptotica. Lo scopo<br />
finale di questa risposta è prevenire la replicazione del DNA in presenza di<br />
danno e quindi la conseguente instabilità genomica.<br />
Il nostro obiettivo è studiare i meccanismi molecolari con cui ATM previene<br />
l’instabilità genomica e partecipa alla risposta apoptotica in condizioni<br />
normali e patologiche, in diversi tipi cellulari, in modo da favorire la comprensione<br />
del complesso quadro clinico dei pazienti ed identificare nuove<br />
possibili strategie di intervento terapeutico. Recentemente abbiamo identificato<br />
una nuova funzione di ATM come modulatore dell’apoptosi indotta da<br />
stimolo dei recettori di morte tipo Fas e TRAIL. In tale contesto l’attività chinasica<br />
di ATM modula la stabilità proteica della proteina antiapoptotica FLIP,<br />
favorendone la degradazione ubiquitina-proteosoma dipendente. In tal modo<br />
l’attivazione di ATM promuove la morte cellulare indotta da stimolo dei recettori<br />
di morte, mentre al contrario la sua inibizione farmacologica o genetica<br />
2009 389
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
determina una forte resistenza cellulare all’apoptosi mediata da Fas e TRAIL.<br />
Questo meccanismo contribuisce a spiegare alcune manifestazioni fenotipiche<br />
associate a genotipo A-T. Ci proponiamo di:<br />
1) Definire meglio i meccanismi molecolari con cui ATM modula l’apoptosi<br />
indotta da stimolo dei recettori di morte e valutarne il contributo in<br />
diversi sistemi tumorali.<br />
2) Definire i meccanismi molecolari con cui ATM modula la stabilità proteica<br />
ubiquitina-proteosoma dipendente.<br />
3) Identificare nuovi target della degradatione ubiquitina-proteosoma<br />
dipendente mediata dall’attività chinasica di ATM e valutarne l’espressione in<br />
alcuni modelli neuronali.<br />
Attività previste<br />
Abbiamo recentemente identificato ATM come un nuovo modulatore<br />
dell’apoptosi mediata dai recettori di morte Fas e TRAIL. ATM modula i<br />
livelli della proteina antiapoptotica FLIP favorendone la degradazione attraverso<br />
la via dell’ubiquitina-proteosoma. Nel primo anno ci proponiamo di:<br />
• Valutare il ruolo di questo meccanismo molecolare nello sviluppo di<br />
approcci terapeutici per diversi sistemi tumorali basati sulla combinazione di<br />
TRAIL e diversi agenti che inducono danno al DNA.<br />
• Approfondire il meccanismo molecolare con cui ATM modula l’ubiquitinazione<br />
e la degradazione di FLIP, testando il possibile ruolo di alcune E3-<br />
ubiquitina ligasi.<br />
C.2.10 – Ruolo della proteina di legame agli RNA Sam68 nella atrofia<br />
muscolare spinale (SMA) (Claudio Sette)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: SMA, Splicing alternativo, Sam68.<br />
Descrizione<br />
Razionale<br />
L’Atrofia Muscolare Spinale (Spinal Muscolar Atrophy, SMA) è una<br />
malattia neurodegenerativa che rappresenta la più diffusa causa genetica di<br />
mortalità infantile. La malattia si manifesta con alterazioni a livello neuronale<br />
che causano una conseguente atrofia del muscolo scheletrico. Due geni altamente<br />
omologhi, SMN1 e SMN2 (di “ Sopravvivenza dei Moto-Neuroni ”), giocano<br />
un ruolo fondamentale nella genesi della SMA. I pazienti affetti da questa<br />
patologia sono privi del gene SMN1 e dotati di almeno una copia di SMN2<br />
[Monani 2005]. Tuttavia, SMN2 è in grado di supplire alla mancanza dell’omologo<br />
SMN1 solo parzialmente. Infatti, SMN2 presenta all’interno dell’esone<br />
7 la sostituzione di una base (una C in posizione +6 di SMN1 sostituita da una<br />
T in SMN2) che influisce profondamente sullo splicing determinandone l’e-<br />
390 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
sclusione dal trascritto maturo. Questa singola sostituzione è alla base della<br />
differenza di espressione dei due geni SMN1 ed SMN2 [Monani et al. 1999].<br />
Il trascritto predominante di SMN2 è infatti privo dell’esone 7 e codifica<br />
per una proteina tronca ed instabile [Lefebvre et al. 1997]. I pazienti affetti da<br />
SMA, di conseguenza, esprimono bassi livelli di proteina SMN.<br />
Poiché l’esclusione dell’esone 7 di SMN2 è alla base della instabilità della<br />
proteina prodotta e quindi la causa principale della patologia, numerosi studi<br />
hanno focalizzato l’attenzione sulla regolazione di questo evento di splicing.<br />
Sono state identificate diverse proteine coinvolte nella inclusione o esclusione<br />
dell’esone 7 di SMN2. Tra esse, un ruolo principale è svolto dalla proteina<br />
Tra2b [Hofmann et al. 2000], che lega uno splicing exonic enhancer e stimola<br />
l’inclusione dell’esone, e dalla proteina hnRNP A1, un repressore dello splicing<br />
che si lega all’esone 7 di SMN2 e ne favorisce l’esclusione dal trascritto<br />
maturo [Kashima and Manley 2003].<br />
Lo splicing alternativo è regolato da complessi multiproteici che legano<br />
sequenze limitrofe sui pre-mRNA. È quindi altamente probabile che altri<br />
fattori di splicing contribuiscano alla regolazione dello splicing di SMN2.<br />
Un possibile candidato è la proteina Sam68, una RNA-binding protein coinvolta<br />
in diversi aspetti del metabolismo degli mRNA quali lo splicing, l’esporto<br />
ed il rilascio citoplasmatico di mRNA [Lukong, Richard 2003].<br />
Sam68 è in grado di interagire con hnRNP A1 e mediare lo splicing alternativo<br />
di alcuni pre-mRNA specifici [Paronetto et al. 2007]. Nella sequenza<br />
dell’esone 7 di SMN2 è presente un perfetto sito di legame per Sam68, suggerendo<br />
che questa proteina svolga un ruolo in questo evento di splicing. Il<br />
seguente progetto di ricerca si propone di studiare il possibile ruolo di<br />
Sam68 e della sua interazione con hnRNP A1 nello splicing alternativo di<br />
SMN2.<br />
Obiettivi<br />
1. Verificare attraverso l’uso di minigeni di SMN2 e alleli wild type o<br />
mutati di Sam68 il ruolo di questa proteina di legame agli RNA nello splicing<br />
alternativo del gene SMN2.<br />
2. Identificare mutazioni in Sam68 che agiscano da dominanti negativi<br />
della funzione di questa proteina e verificare la loro capacità di modulare lo<br />
splicing alternativo di SMN2.<br />
3. Verificare attraverso l’uso di vettori virali se alterare la funzione di<br />
Sam68 in vivo abbia un effetto sullo splicing alternativo di SMN2 e sulla<br />
espressione della proteina SMN in cellule di pazienti affetti da SMA e in un<br />
modello murino della malattia.<br />
Questi esperimenti serviranno a determinare il ruolo di Sam68 nello splicing<br />
alternativo di SMN2 e ad identificare un potenziale nuovo bersaglio terapeutico<br />
per la cura della SMA.<br />
– Hofmann Y, Lorson CL, Stamm S, Androphy EJ, Wirth B (2000) Proc Natl Acad Sci<br />
USA 97: 9618-9623.<br />
– Kashima T, Manley JL (2003) Nat Genet 34: 460-463.<br />
2009 391
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
– Lefebvre S et al. (1997) Nat Genet 16: 265-269.<br />
– Lukong KE, Richard S (2003) Biochim Biophys Acta 1653: 73-86.<br />
– Monani UR (2005) Neuron 48: 885-896.<br />
– Monani UR et al. (1999) Hum Mol Genet 8: 1177-1183.<br />
– Paronetto MP, Achsel T, Massiello A, Chalfant CE, Sette C (2007) J Cell Biol 176:<br />
929-939.<br />
Attività previste<br />
• Esperimenti di trasfezione transiente e stabile di alleli di Sam68 e di<br />
minigeni di SMN2.<br />
• Esperimenti di co-immunoprecipitazione per verificare la formazione<br />
di complessi contenenti Sam68 e identificarne la natura.<br />
• Costruzione di vettori per alleli mutati di Sam68 e SMN2.<br />
C.2.11 – Ruolo del pathway molecolare cGMP/PKG e delle PDEs<br />
nelle alterazioni della plasticità sinaptica corticostriatale<br />
in un modello sperimentale di discinesie da L-DOPA<br />
(Paolo Calabresi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Plasticità sinaptica, parkinsonismo sperimentale, discinesie.<br />
Descrizione<br />
La Malattia di Parkinson (MP) è un disordine neurologico causato dalla<br />
neurodegenerazione delle terminazioni dopaminergiche provenienti dalla<br />
Sostanza Nera pars compacta (SNc) che proiettano al nucleo striato. Nonostante<br />
che la levodopa (L-DOPA), precursore della dopamina (DA), sia attualmente<br />
il trattamento elettivo per la MP, molti pazienti dopo anni di terapia<br />
iniziano a sviluppare complicazioni motorie, note nel loro complesso come<br />
discinesie, che invalidano ancora di più la vita dei pazienti parkinsoniani.<br />
Molti fattori di rischio sono stati postulati per l’insorgenza delle complicazioni<br />
motorie da L-DOPA. Tra questi fattori, studi clinici hanno suggerito che<br />
il dosaggio giornaliero della L-DOPA può giocare un ruolo importante. La<br />
lesione delle fibre nigrostriatali attraverso iniezione di 6-idrossidopamina<br />
(6-OHDA) nella SN pars compacta riproduce alcuni aspetti di questa malattia,<br />
ma è di sempre maggiore rilevanza riuscire a trovare un giusto modello sperimentale<br />
che rappresenti proprio le fasi iniziali della patologia.<br />
La trasmissione dopaminergica nel nucleo striato rappresenta un fattore<br />
essenziale per l’induzione della plasticità sinaptica striatale considerata<br />
il correlato cellulare dei fenomeni di apprendimento e memoria. Quindi,<br />
negli ultimi decenni ci si è concentrati sullo studio delle alterazioni dei fenomeni<br />
di plasticità a lungo termine in modelli sperimentali di MP e di discinesie<br />
mediante l’uso di registrazioni elettrofisiologiche in fettine cortico-<br />
392 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
striatali. Abbiamo dimostrato che entrambe le due principali forme di plasticità<br />
sinaptica (potenziamento a lungo termine, LTP e depressione a lungo<br />
termine, LTD) del nucleo striato sono perse in seguito alla lesione dopaminergica<br />
con 6-OHDA. Mentre l’LTD è ripristinato con l’applicazione in vitro<br />
di agonisti D1 e D2, l’LTP richiede almeno 4 giorni di trattamento cronico<br />
con L-DOPA. Il trattamento cronico con L-DOPA ci dà la possibilità di<br />
distinguere due gruppi sperimentali: uno, in cui gli animali parkinsoniani<br />
manifestano un miglioramento motorio senza sviluppare movimenti involontari<br />
(ratti non discinetici) ed un altro in cui, in seguito a tale trattamento,<br />
appaiono movimenti discinetici involontari (ratti discinetici). Confrontando<br />
la plasticità sinaptica dei due gruppi abbiamo riscontrato che la stimolazione<br />
ad alta frequenza delle afferenze corticali induce un LTP delle sinapsi<br />
corticostriatali in entrambi i gruppi di animali. I ratti parkinsoniani non<br />
discinetici, così come i ratti di controllo, una volta indotto l’LTP mostrano<br />
un depotenziamento della sinapsi in risposta ad una successiva stimolazione<br />
a bassa frequenza, che non è stato possibile riscontrare negli animali<br />
discinetici. Il depotenziamento è una forma di plasticità sinaptica implicata<br />
nel meccanismo del “ forgetting ” fisiologico [Picconi B et al. (2003) Nat<br />
Neurosci 6: 501-506]. La mancanza di questa forma di plasticità può avere<br />
un ruolo chiave nello sviluppo delle discinesie dal momento che può essere<br />
la causa della memorizzazione di informazioni motorie non essenziali.<br />
Quindi, qualsiasi cambiamento bidirezionale della plasticità sinaptica (LTP,<br />
LTD e depotenziamento) può avere profonde implicazioni nella fisiopatologia<br />
dei circuiti dei gangli basali nella MP e nelle discinesie indotte dal trattamento<br />
con L-DOPA.<br />
Mentre, è stato effettuato uno studio accurato delle alterazioni dell’LTP e<br />
del depotenziamento negli animali discinetici, ad oggi i meccanismi molecolari<br />
sottostanti le alterazioni dell’LTD nei ratti che sviluppano discinesie non<br />
sono stati chiariti e caratterizzati in maniera approfondita.<br />
È noto che gli interneuroni NOs positivi striatali rappresentano, insieme<br />
ai neuroni di proiezione, il sottotipo neuronale che stimolato dal rilascio di<br />
dopamina attraverso i recettori D1 è coinvolto nell’induzione dell’LTD. Il tono<br />
striatale di ossido nitrico (NO) regola l’attività di base e la responsività dei<br />
neuroni dopaminergici agli inputs della corteccia e dello striato. Inoltre, il<br />
signaling dell’NO striatale può giocare un ruolo chiave nell’integrazione delle<br />
informazioni trasmesse ai centri output dei gangli della base attraverso la via<br />
corticostriatale e le afferenze striatali. La via molecolare GC/cGMP/PKG rappresenta<br />
una delle vie di secondi messaggeri che regolano l’induzione dell’LTD<br />
dei neuroni spinosi. Infatti, il NO rilasciato dagli interneuroni NOs positivi,<br />
diffondendo nella membrana cellulare dei neuroni spinosi aumenta i livelli<br />
intracellulari di cGMP attraverso l’attivazione della guanilato ciclasi solubile<br />
(sGC) risultando nell’attivazione della proteina chinasi G (PKG) che regola<br />
l’induzione dell’LTD. I neuroni spinosi striatali presentano alti livelli di sGC e<br />
fosfodiesterasi (PDEs) che metabolizzano il cGMP con alta efficacia.<br />
L’applicazione in vitro dell’inibitore delle PDEs, zaprinast, induce nei neuroni<br />
spinosi registrati da fettine corticostriatali una depressione farmacologica<br />
a lungo termine della trasmissione sinaptica come conseguenza degli<br />
2009 393
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
aumentati livelli di cGMP. Infatti i livelli di questo nucleotide sono cruciali<br />
nell’attività della PKG e della proteina DARPP-32 che controlla infine i livelli<br />
di attivazione del recettore AMPA, il protagonista chiave nell’induzione dell’LTD<br />
dei neuroni spinosi.<br />
Attività previste<br />
• Scopo della I fase della ricerca è il perfezionamento di un modello con<br />
6-OHDA che ci permetta di indurre uno stadio precoce della malattia per<br />
poter studiare il progredire dei sintomi motori con le alterazioni di plasticità<br />
sinaptica.<br />
• Nella II e III fase della ricerca studieremo l’andamento delle discinesie e<br />
delle alterazioni della plasticità sinaptica in ratti 6-OHDA trattati con regimi<br />
differenti di L-DOPA. Inoltre, studieremo l’LTD nei neuroni registrati dai ratti<br />
che sviluppano movimenti discinetici con particolare interesse al ruolo della<br />
via del cGMP e degli inibitori delle PDEs come possibili agenti terapeutici,<br />
visto il coinvolgimento di questa via nei meccanismi di induzione di questa<br />
forma di plasticità sinaptica.<br />
C.2.12 – Studio di nuove strategie per l’intercettazione<br />
del danno mitocondriale indotto dalle sod1 mutanti<br />
associate alla Sclerosi Laterale Amiotrofica di tipo familiare<br />
(Maria Teresa Carrì)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: SOD1, SLA, mitocondri.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Sassari.<br />
Descrizione<br />
Recenti studi indicano che le superossido dismutasi mutanti (mutSOD1)<br />
tipiche di pazienti affetti da sclerosi laterale amiotrofica (SLA) causano la<br />
comparsa del fenotipo di danno motoneuronale nei pazienti mediante aggregazione<br />
e/o alterazioni dello stato redox intra-mitocondriale [1] .<br />
In particolare, abbiamo recentemente concluso uno studio dei segnali che<br />
sono in grado di indurre l’aggregazione ed un aumento di accumulo nel compartimento<br />
mitocondriale delle mutSOD1. Utilizzando un modello cellulare<br />
costituito dalla linea motoneuronale murina NSC34 trasfettata per l’espressione<br />
inducibile di diverse SOD1 mutanti, abbiamo dimostrato che la tendenza<br />
di queste proteine ad associarsi ai mitocondri, che si riflette in un deficit<br />
energetico che innesca processi di morte neuronale è strettamente dipendente<br />
dalle proprietà biochimiche della frazione di proteina mutata localizzata<br />
all’interno del mitocondrio [2-5] .<br />
Questi dati sono in accordo con recenti pubblicazioni sulla esistenza di<br />
un danno primario mitocondriale, che presumibilmente determina l’esordio<br />
(anche sub-clinico) dei sintomi. Questo suggerisce che un approccio terapeu-<br />
394 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
tico possibile debba rivolgersi all’intercettazione precoce della disfunzione<br />
mitocondriale.<br />
Obiettivo<br />
Obiettivo del progetto è di indagare sulla possibilità di intercettare<br />
mediante manipolazioni genetiche il danno mitocondriale causato dalla<br />
espressione di mutSOD1. In particolare, studieremo l’effetto della iperespressione<br />
di Grx1 e Grx2 (glutaredoxina 1 e 2), due enzimi che regolano lo stato<br />
redox dei tioli intracellulari e della ablazione genetica di pShc66, una proteina<br />
che controlla i livelli di stress ossidativo e la funzionalità mitocondriale. Utilizzeremo<br />
sia modelli in vitro (cellule motoneuronali murine e neuronali<br />
umane, modificate per l’iperespressione di mutSOD1) che modelli in vivo<br />
(topi transgenici che iperesprimono mutSOD1). In questi modelli verranno<br />
valutati sia parametri di funzionalità mitocondriale (metabolismo energetico,<br />
metabolismo del calcio, polarizzazione di membrana, induzione di apoptosi<br />
mitocondrio-dipendente) che (nei topi) parametri motori, esordio dei sintomi<br />
e sopravvivenza.<br />
1. Cozzolino M, Ferri A, Carrì MT (2008) Antioxid Redox Signal 10(3): 405-443.<br />
2. Ferri A, Cozzolino M, Crosio C, Nencini M, Casciati A, Gralla EB, Rotilio G,<br />
Valentine JS, Carrì MT (2006) Proc Natl Acad Sci USA 103(37): 13860-13865.<br />
3. Ferri A, Nencini M, Cozzolino M, Carrara P, Moreno S, Carrì MT (2008) Neurobiol<br />
Dis 32(3): 454-460.<br />
4. Cozzolino M, Amori I, Pesaresi MG, Ferri A, Nencini M, Carrì MT (2008) J Biol<br />
Chem 283(2): 866-874.<br />
5. Cozzolino M, Pesaresi MG, Amori I, Crosio C, Ferri A, Nencini M, Carrì MT<br />
(2009) Antioxid Redox Signal Apr 3 [Epub ahead of print].<br />
Attività previste<br />
• Messa a punto dei modelli in vivo ed in vitro.<br />
• Test preliminari di caratterizzazione.<br />
C.2.13 – Studio molecolare e funzionale dei recettori purinergici P2<br />
nel sistema nervoso e patologie<br />
neurodegenerative/neuroinfiammatorie (Cinzia Volonté)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Neuroni, microglia, oligodendrociti, ATP extracellulare.<br />
Altri Enti coinvolti: Consiglio Nazionale delle Ricerche.<br />
Descrizione<br />
L’ATP extracellulare presente in modo ubiquitario in diversi tipi cellulari,<br />
organi e tessuti agisce come neurotrasmettitore, neuromodulatore o<br />
fattore sia trofico sia tossico, svolgendo importanti funzioni biologiche che<br />
2009 395
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
spaziano dal differenziamento allo sviluppo, dalla duplicazione alla morte<br />
cellulare.<br />
È quindi coinvolto in svariate e diverse funzioni fisiologiche quali ad<br />
esempio spermatogenesi, neurogenesi, contrazione muscolare, secrezione epiteliale,<br />
aggregazione piastrinica. Di conseguenza, l’alterazione dei meccanismi<br />
purinergici innescati dall’ATP extracellulare contribuisce all’eziologia molecolare<br />
di diverse condizioni patologiche, fra le quali soprattutto tumori,<br />
traumi, ischemia, disordini neurodegenerativi, e disfunzioni di tipo infiammatorio<br />
mediate dal sistema immunitario.<br />
I recettori purinergici P2 selettivi per l’ATP ed altri nucleotidi extracellulari<br />
sono notevolmente conservati a livello filogenetico e sono anch’essi<br />
ampiamente distribuiti in vari fenotipi cellulari appartenenti a vari organi e<br />
tessuti, compreso il sistema nervoso centrale e periferico. La famiglia dei<br />
recettori purinergici P2 si divide in due sottofamiglie: recettori ionotropici<br />
ad attivazione veloce, denominati P2X, dei quali sono stati fino ad ora identificate<br />
sette subunità diverse (P2X1-7), e recettori metabotropici accoppiati<br />
alle proteine G, denominati P2Y, dei quali sono state clonate otto subunità<br />
fra loro differenti (P2Y1-2, 4, 6, 11-14). Pur essendo distinti da caratteristiche<br />
farmacologiche ben definite, da diversa struttura primaria-terziaria,<br />
ulteriori eterogeneità fra tali recettori si manifestano anche a livello di struttura<br />
quaternaria.<br />
Nel nostro laboratorio, abbiamo dimostrato che l’ATP extracellulare<br />
esplica una diretta azione tossica nel sistema nervoso centrale ed è in grado di<br />
aggravare il danno neuronale di tipo eccitotossico ed ipoglicemico/ipossico.<br />
Conseguentemente, in vari modelli cellulari di colture primarie ed organotipiche,<br />
abbiamo dimostrato che vari antagonisti dei recettori P2 sono neuroprotettivi<br />
sia verso elevate concentrazioni di glutammato, sia verso fenomeni<br />
apoptotici, sia verso ipoglicemia ed ipossia chimica.<br />
Il presente progetto di ricerca si prefigge pertanto di analizzare ulteriormente<br />
alcuni dei meccanismi molecolari che coinvolgono i recettori P2 e contribuiscono<br />
alla neurodegenerazione in modelli in vitro ed in vivo.<br />
Attività previste<br />
In studi precedenti abbiamo dimostrato che l’espressione eterologa della<br />
subunità recettoriale metabotropica di tipo P2Y4, in colture cellulari di neuroblastoma<br />
umano SH-SY5Y, a breve termine induce differenziamento neuronale,<br />
ma in seguito ad una prolungata attivazione del recettore stesso con l’agonista<br />
specifico UTP, causa morte cellulare. Inoltre, abbiamo dimostrato che<br />
il recettore P2Y4 è in grado di associarsi in complessi etero-oligomerici con<br />
vari recettori purinergici P2Y, ed in particolare con il recettore P2Y6, attivato<br />
da UTP. Infine, è noto che i nucleotidi extracellulari, compreso l’UTP, vengono<br />
rapidamente degradati ad opera delle numerose attività ectonucleotidasiche<br />
associate alla membrana plasmatica di svariati tipi cellulari, generando<br />
quindi ligandi di- e mono- fosfati.<br />
Pertanto, durante il primo anno di svolgimento del presente progetto di<br />
ricerca, analizzeremo il ruolo del recettore metabotropico P2Y6 in colture cel-<br />
396 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
lulari di neuroblastoma umano SH-SY5Y. In seguito ad espressione eterologa<br />
del recettore, ne verificheremo:<br />
• la presenza, attraverso PCR ed immunofluorescenza;<br />
• la funzionalità attraverso misurazioni fluorimetriche di Ca2+ intracellulare.<br />
Analizzeremo quindi gli effetti della stimolazione del recettore P2Y6 con<br />
il ligando specifico UDP:<br />
• sul ciclo cellulare, tramite incorporazione di propidio di ioduro ed analisi<br />
citofluorimetrica;<br />
• sull’induzione di apoptosi/necrosi, tramite marcatura con annessina/<br />
propidio di ioduro;<br />
• sulla frammentazione nucleare, tramite marcatura con Hoechst;<br />
• sulla modulazione di parametri intracellulari quali attivazione di<br />
caspasi 3 e 7, rilascio di citocromo c dai mitocondri, attivazione dell’enzima<br />
MnSOD.<br />
I risultati che conseguiremo durante il primo anno ci permetteranno<br />
quindi di comprendere come le dinamiche recettoriali di tipo purinergico P2,<br />
ed in particolare il coinvolgimento della subunità recettoriale P2Y6, possano<br />
modulare alcuni eventi di tipo fisiopatologico in cellule tumorali di neuroblastoma<br />
umano.<br />
2009 397
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
C.3 – STUDIO MULTIDISCIPLINARE DELL’IMMUNOPATOGENESI<br />
DELLA SCLEROSI MULTIPLA<br />
C.3.1 – Modulazione del rapporto tra cellule T regolatorie/Thelper17<br />
da parte di cellule presentanti l’antigene nella sclerosi multipla<br />
(Luca Battistini)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Sclerosi Multipla, linfociti T, immunoregolazione.<br />
Descrizione<br />
La sclerosi multipla (MS) è una malattia autoimmune la cui patologia è<br />
mediata da cellule T infiammatorie mielina-specifiche. I meccanismi iniziali<br />
responsabili dell’infiammazione scatenata dalle cellule T non sono ancora<br />
noti. Poiché le cellule presentanti l’antigene (APC) giocano un ruolo cruciale<br />
nell’attivazione delle cellule T, si ipotizza un loro coinvolgimento nella induzione<br />
della risposta delle cellule T, che ha luogo nei pazienti MS. In malattie<br />
autoimmuni, la risposta immune mediata dalle cellule T helper (Th) 17 è<br />
patogenica, mentre la presenza di cellule T regolatorie (Treg), che sopprimono<br />
le funzioni delle cellule T effettrici, potrebbe avere un ruolo protettivo. Il differenziamento<br />
di cellule T CD4 naive in Th17 infiammatorie o Treg soppressive<br />
è regolato da un delicato equilibrio di citochine. TGF-b come singolo stimolo,<br />
stimola la polarizzazione verso un profilo Treg, mentre la copresenza di citochine<br />
infiammatorie IL-1b, IL-6, IL-23 determina un cambiamento verso il<br />
profilo Th17. Nei pazienti MS si osserva un incremento del rapporto tra cellule<br />
Th17/Treg che suggerisce un antagonismo funzionale, così come una<br />
dicotomia nella generazione tra cellule Treg e Th17.<br />
Lo scopo di questo progetto è quello di studiare il ruolo delle cellule APC<br />
nella modulazione del rapporto Th17/Treg nel corso della patologia MS.<br />
Innanzitutto si studieranno le differenti popolazioni di APC (monociti, cellule<br />
B, dendritiche, dendritiche plasmacitoidi) nel sangue dei pazienti MS,<br />
seguendo l’espressione di specifici recettori di membrana. Quindi procederemo<br />
alla purificazione delle APC e stimolazione ex vivo con un agonista,<br />
come resiquimod R848, che lega i Toll like receptor (TLR) 7/8, presenti su<br />
tutte le APC. L’intero profilo trascrizionale permetterà di selezionare geni differenzialmente<br />
espressi nei pazienti MS rispetto ai donatori sani, che potrebbero<br />
essere coinvolti nell’attivazione delle cellule T naive durante la patologia<br />
dell’MS. Per chiarire il ruolo di tali molecole nella polarizzazione T, coltiveremo<br />
APC con cellule T naive, dopo aver neutralizzato in modo specifico le<br />
molecole selezionate dall’analisi trascrizionale. La polarizzazione Th sarà<br />
valutata analizzando l’espressione di molecole di superficie, citochine e fattori<br />
trascrizionali specifici per Th17 o Treg. Inoltre, poiché molecole delle APC<br />
importanti per la polarizzazione Th, sono spesso localizzate a livello della<br />
398 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
sinapsi immunologica, studieremo la loro localizzazione all’interfaccia<br />
APC/cellula T durante la co-coltura. Infine, tali risultati ci permetteranno di<br />
identificare meccanismi molecolari usati dalle APC per indurre la risposta<br />
delle cellule T durante MS. L’identificazione di molecole chiave nel controllo<br />
del rapporto Th17/Treg potrebbe aprire prospettive per la modulazione farmacologica<br />
della risposta immune verso una direzione anti-infiammatoria, nella<br />
patologia MS.<br />
Attività previste<br />
Caratterizzazione fenotipica e funzionale di cellule monocitarie e cellule<br />
dendritiche che svolgono la funzione di “ Antigen presenting Cells ” (APC) in<br />
individui sani e in pazienti affetti da Sclerosi Multipla.<br />
C.3.2 – Ruolo dei mediatori dell’infiammazione nelle alterazioni<br />
sinaptiche della sclerosi multipla<br />
e della sclerosi multipla sperimentale (Diego Centonze)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Sclerosi multipla, citochine, trasmissione sinaptica.<br />
Descrizione<br />
La classica distinzione tra disordini infiammatori e neurodegenerativi del<br />
sistema nervoso centrale (SNC) sta svanendo parallelamente alla migliorata<br />
comprensione dell’intima natura dei processi patologici che ne sono alla base.<br />
I processi infiammatori hanno un ruolo importante nella fisiopatologia dei<br />
disordini primariamente degenerativi, e la neurodegenerazione complica i<br />
disturbi primariamente infiammatori del cervello e del midollo spinale come<br />
la sclerosi multipla (SM). Una complessa interazione tra sistema immunitario<br />
e funzione/disfunzione neuronale sta emergendo. A questo proposito, il<br />
sistema endocannabinoide e specifiche citochine quali il tumor necros factor a<br />
(TNFa) e la interleuchina 1b (IL1b) sembrano avere un ruolo importante: possono<br />
infatti interagire con molteplici mediatori cellulari e molecolari della<br />
neuroinfiammazione, modulare l’attività della microglia, e la sensibilità neuronale<br />
alla attivazione di recettori di membrana per il glutammato o il GABA.<br />
Tuttavia nessuno studio si è occupato di chiarire il loro ruolo nelle alterazioni<br />
neuronali che hanno luogo in corso di SM e di SM sperimentale.<br />
Il tentativo con questo progetto di ricerca è pertanto di colmare questa<br />
lacuna studiando gli effetti di perturbazioni sia genetiche che farmacologiche<br />
del sistema endocannabinoide e della attività delle citochine TNFa e IL1b<br />
nella fisiopatologia di una classica malattia neuroinfiammatoria, l’encefalomielite<br />
autoimmune sperimentale (EAS, modello murino di SM). I dati ottenuti<br />
sul modello animale di SM saranno affiancati a dati analoghi ottenuti<br />
dallo studio del ruolo del sistema endocannabinoide, del TNFa e della IL1b in<br />
pazienti con SM.<br />
2009 399
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente C<br />
Attività previste<br />
Lo studio inizierà con la caratterizzazione del ruolo del sistema endocannabinoide<br />
nella SM e nella SM sperimentale.<br />
• Indagine del coinvolgimento del sistema endocannabinoide nelle<br />
diverse fasi e nelle diverse varianti cliniche della SM. Abbiamo recentemente<br />
dimostrato [Centonze et al. 2007a,b] che durante la fase di attività clinica<br />
della SM, il sistema endocannabinoide si attiva all’interno del cervello e nelle<br />
cellule immunitarie, così da portare ad un notevole aumento della produzione<br />
di anandamide. Intendiamo proseguire tale studio validando sul liquor e sangue<br />
periferico di pazienti con SM l’utilità del dosaggio di tale endocannabinoide<br />
come indicatore delle diverse fasi e dei diversi sottogruppi di malattia<br />
(RR, SP e PP).<br />
• Strettamente legato al punto precedente, intendiamo indagare il ruolo<br />
funzionale della anandamide prodotta in corso di SM. A tale scopo, indurremo<br />
la SM sperimentale in topi geneticamente modificati, in modo da esprimere<br />
livelli di anandamide fino a 15 volte superiori alla norma. In tali topi<br />
valuteremo se l’induzione della SM sperimentale causerà deficit neurologici<br />
ed alterazioni neurofisiologiche più gravi o meno gravi che nei topi di controllo.<br />
In tal modo, verificheremo se l’anandamide esercita un ruolo protettivo<br />
oppure tossico in corso di SM. Esperimenti simili verranno condotti in topi<br />
che presentano aumentati livelli di anandamide solo nel sistema immunitario<br />
ma non nel cervello, allo scopo di verificare se l’eventuale effetto protettivo di<br />
tale endocannabinoide sullo sviluppo della SM è dipendente o meno dalla sua<br />
azione immunomodulante oppure da quella puramente neuroprotettiva. Il<br />
ruolo dei recettori per i cannabinoidi nello sviluppo della SM verrà inoltre<br />
valutato attraverso l’induzione di SM sperimentale in topi transgenici che<br />
mancano di specifici recettori per gli endocannabinoidi (CB1, CB2), o che<br />
manchino dei recettori CB1 solo su specifiche popolazioni neuronali (neuroni<br />
glutammatergici o GABAergici).<br />
• Valuteremo inoltre il ruolo della possibile interazione tra endocannabinoidi<br />
e neurotrofine in pazienti con SM. Esiste una notevole mole di dati<br />
scientifici a favore del coinvolgimento delle neurotrofine, e soprattutto del<br />
BDNF (brain-derived neurotrophic factor) nel danno neurodegenerativo<br />
[Hennigan et al. 2007]. Dati più recenti provenienti anche dal nostro gruppo,<br />
inoltre, hanno individuato nel recettore CB1 per gli endocannabinoidi un ulteriore<br />
importante determinante nel danno neurodegenerativo in corso di SM<br />
[Centonze et al. 2007a, b]. A tal proposito è interessante notare che l’azione<br />
neuroprotettiva del BDNF e dei recettori CB1 non sono slegate, poiché è stato<br />
dimostrato che la stimolazione dei recettori CB1 è in grado di aumentare<br />
notevolmente la produzione di BDNF nel cervello. Nella popolazione umana<br />
normale esistono alcune piccole differenze (polimorfismi), tanto nei geni che<br />
codificano per il BDNF quanto in quelli per il recettore CB1. Tali polimorfismi<br />
danno luogo a delle proteine con proprietà sensibilmente differenti. Per<br />
quanto riguarda il BDNF, esistono solide evidenze a sostegno dell’ipotesi che<br />
soggetti che esprimono alcune varianti di tali geni presentano una maggiore<br />
suscettibilità al danno neuronale, mentre non sono ancora disponibili dati<br />
400 2009
Neuroscienze sperimentali<br />
simili a proposito dei polimorfismi del recettore CB1. Che tali polimorfismi<br />
possano dare origine a recettori con proprietà differenti è tuttavia ampiamente<br />
documentato, così come l’associazione tra specifici polimorfismi del<br />
gene per il recettore CB1 e lo sviluppo di disturbi neuropsichiatrici quali la<br />
depressione, il disturbo post-traumatico da stress e il disordine da deficit di<br />
attenzione e iperattività.<br />
Intendiamo, pertanto, verificare se esiste una associazione tra rischio di<br />
sviluppare la SM, gravità clinica e tipologia di malattia e specifici polimorfismi<br />
dei geni per il BDNF e di quelli per il recettore CB1, attraverso l’analisi<br />
genetica di diverse centinaia di soggetti con SM e di soggetti normali. Su tali<br />
soggetti effettueremo anche dosaggi ematici e liquorali dei livelli delle<br />
sostanze endocannabinoidi e correleremo tali valori con diversi indici clinici e<br />
strumentali di gravità di malattia. In particolare, effettueremo le seguenti<br />
valutazioni cliniche, neurofisiologiche e di imaging, allo scopo di acquisire<br />
indicazioni sull’entità dell’attività infiammatoria e sull’entità del danno degenerativo,<br />
in relazione alle alterazioni centrali e periferiche del sistema endocannabinoide.<br />
– Centonze D, Bari M, Rossi S, Prosperetti C, Furlan R, Fezza F, De Chiara V, Battistini<br />
L, Bernardi G, Bernardini S, Martino G, Maccarrone M (2007a) Brain 130(Pt<br />
10): 2543-2553.<br />
– Centonze D, Finazzi-Agrò A, Bernardi G, Maccarrone M (2007b) Trends Pharmacol<br />
Sci 28(4): 180-187.<br />
– Hennigan A, O’Callaghan RM, Kelly AM (2007) Biochem Soc Trans 35(Pt 2): 424-<br />
427.<br />
2009 401
D–NEUROPSICOLOGIA<br />
LUIGI PIZZAMIGLIO<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
D.1 – DISTURBI DELLA MEMORIA TOPOGRAFICA<br />
D.1.1 – Relazioni tra memoria spaziale di percorsi e deficit di generazione<br />
e memorizzazione di mappe cognitive nel neglect immaginativo<br />
(Cecilia Guariglia)<br />
D.1.2 – Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello di partecipazione<br />
sull’outcome riabilitativo (Cecilia Guariglia)<br />
D.2 – DISTURBI DEL LINGUAGGIO IN CEREBROLESI ADULTI E IN ETÀ EVOLUTIVA<br />
D.2.1 – Coordinazione binoculare e prestazione di lettura: analisi<br />
dei movimenti oculari (Maria De Luca)<br />
D.2.2 – Il Semantic Blocking nella dislessia evolutiva (Pierluigi Zoccolotti)<br />
D.3 –PERCEZIONE E ATTENZIONE SPAZIALE E TEMPORALE<br />
D.3.1 – Decodifica dell’attività della giunzione temporo-parietale in risposta<br />
ad eventi attesi ed inattesi: studio di fMRI-Pattern Recognition<br />
(Fabrizio Doricchi)<br />
D.3.2 –Lo sport in soggetti con disabilità: effetti percettivi,<br />
attenzionali ed esecutivi (Luigi Pizzamiglio)<br />
D.3.3 –Lo sport in soggetti disabili: il confronto fra sport open skill<br />
vs closed skill (Francesco Di Russo, Donatella Spinelli)<br />
D.3.4 –Percezione del tempo durante movimenti del corpo (Fabrizio Doricchi)<br />
D.3.5 –Valutazione della predittività di indici attenzionali visuospaziali<br />
in pazienti eminegligenti (Fabrizio Doricchi)<br />
D.4 –RUOLO DELLA CORTECCIA CEREBRALE NELLA COGNIZIONE DEL CORPO<br />
D.4.1 –Discriminazione tattile di giudizi di distanza e morbidezza<br />
in soggetti sottoposti ad allungamento chirurgico degli arti superiori<br />
(Grazia Spitoni)<br />
D.4.2 – Effetti dell’inattivazione temporanea mediante TMS<br />
del lobulo parietale posteriore sull’abilità di giudizi spaziali<br />
nei diversi distretti corporei (Luigi Pizzamiglio)<br />
D.4.3 –Relazione madre-figlio e differenze di genere nell’empatia<br />
per il dolore altrui: uno studio di potenziali evocati laser (LEPs)<br />
(Salvatore Maria Aglioti)<br />
D.5 –STRUMENTI DI VALUTAZIONE DEI DISTURBI NEUROPSICOLOGICI<br />
D.5.1 – Attivazioni cerebrali nel sequencing temporale (Cecilia Guariglia)<br />
D.5.2 – Costruzione di una batteria per lo studio della cognizione sociale<br />
(Gabriella Antonucci)<br />
D.5.3 – Giunzione temporo-parietale destra (r-TPJ): area specifica<br />
di teoria della mente o area attentiva? (Gabriella Antonucci)<br />
D.5.4 – Valutazione dei processi di formazione ed uso di mappe cognitive in<br />
pazienti con lesioni cerebrali unilaterali (Cecilia Guariglia)<br />
404 2009
Neuropsicologia<br />
D.1 – DISTURBI DELLA MEMORIA TOPOGRAFICA<br />
D.1.1 – Relazioni tra memoria spaziale di percorsi e deficit<br />
di generazione e memorizzazione di mappe cognitive<br />
nel neglect immaginativo (Cecilia Guariglia)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata: 24 mesi<br />
Parole chiave: Memoria spaziale, memoria navigazionale, mental imagery<br />
visiva, neglect immaginativo.<br />
Descrizione<br />
Un recente studio, che utilizzava una versione modificata del Morris<br />
Water Maze in ambiente reale, ha messo in evidenza che esiste una relazione<br />
tra neglect immaginativo e capacità navigazionale [Guariglia et al. 2005].<br />
Infatti i pazienti che presentano neglect immaginativo non sono in grado di<br />
costruire una rappresentazione adeguata dell’ambiente nel quale sono chiamati<br />
a navigare. In particolare, non sanno ritrovare un punto-target nell’ambiente<br />
privo di landmark, quando cioè sono costretti ad utilizzare un sistema<br />
di navigazione che si basa sull’uso della forma geometrica dell’ambiente. La<br />
loro incapacità di generare una rappresentazione delle caratteristiche geometriche<br />
dell’ambiente si riflette anche nella loro incapacità di scegliere la forma<br />
corretta della stanza nella quale hanno svolto la prova quando questa gli viene<br />
presentata graficamente, tra una serie di distrattori [Nico et al. in press]. La<br />
presenza di landmark non migliora le prestazioni di questi pazienti, che risultano<br />
comunque incapaci di costruire e memorizzare mappe cognitive [Nico et<br />
al. in press].<br />
Ancor più recentemente lo stesso gruppo di ricerca ha sviluppato un paradigma<br />
sperimentale che indaga la memoria spaziale dell’ambiente paragonandola<br />
con quella utilizzata per memorizzare oggetti disposti su un piano. Il<br />
paradigma è stato sviluppato attraverso un confronto tra le prestazioni in test<br />
impiegati classicamente nell’attività clinica, ovvero Corsi Block Test e Corsi<br />
Supra-span Test che richiedono al soggetto di memorizzare e riprodurre<br />
sequenze di cubi indicandole con il dito, e quelle in una loro versione modificata<br />
(Walking Corsi Test), che richiede al soggetto di memorizzare e riprodurre<br />
sequenze di passi camminando in un ambiente.<br />
Dati raccolti in studi precedenti condotti presso lo stesso laboratorio<br />
hanno consentito di affermare che esistono differenze significative nella<br />
memoria a breve termine e nell’apprendimento e rievocazione differita di<br />
sequenze supra-span tra il Corsi Test standard e il Walking Corsi Test sia in<br />
soggetti normali [Piccardi et al. in press] che in pazienti cerebrolesi [Piccardi<br />
et al. in preparazione]. Questi dati suggeriscono che la memoria spaziale sia<br />
divisibile in due sottocomponenti, una misurabile con il Corsi Test e relativa<br />
alla memoria di posizioni di oggetti, e l’altra misurabile con il Walking Corsi<br />
Test e relativa alla memoria di percorsi.<br />
2009 405
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
Il presente progetto intende analizzare le relazioni tra capacità di generare<br />
e memorizzare mappe cognitive e memoria di percorsi comparando le<br />
prestazioni di pazienti con neglect immaginativo al Walking Corsi test e alla<br />
versione modificata del Morris Water Maze.<br />
Se è vero, infatti, che una memoria navigazionale sottende le prestazioni<br />
al Walking Corsi test e che i pazienti con neglect immaginativo hanno difficoltà<br />
specifiche a rievocare mappe cognitive, ci si potrebbe aspettare che questi<br />
pazienti cadano selettivamente in ambedue i tipi di prove, o quantomeno<br />
abbiano performance significativamente peggiori rispetto a pazienti con solo<br />
neglect percettivo o senza neglect o lesione, nonché rispetto ad un gruppo di<br />
controllo costituito da soggetti per i quali sia possibile escludere eventi neurologici<br />
e/o psichiatrici.<br />
Metodo<br />
Soggetti – Saranno selezionati 4 gruppi di soggetti: cerebrolesi destri<br />
senza neglect (N-), cerebrolesi destri con neglect percettivo senza neglect<br />
immaginativo (N+R-), cerebrolesi destri con neglect immaginativo affetti o<br />
meno da neglect percettivo (R+) e soggetti di controllo appaiati per sesso, età<br />
e scolarità ai pazienti cerebrolesi. Tutti i pazienti saranno inseriti nella ricerca<br />
dopo aver firmato un consenso informato.<br />
I pazienti cerebrolesi saranno sottoposti ad un esame neuroradiologico e<br />
ad una valutazione neuropsicologica che escluda la presenza di deterioramento<br />
cognitivo o di amnesia globale. Saranno quindi sottoposti alla batteria<br />
standard per la valutazione dell’eminattenzione [Pizzamiglio et al. 1990], e a<br />
due test di neglect immaginativo: la descrizione di luoghi familiari [derivata<br />
da Bisiach e Luzzatti 1978] e l’O’Clock Test [Grossi et al. 1986].<br />
Tutti i soggetti di controllo saranno sottoposti ad una breve intervista e al<br />
M.O.D.A. per escludere la presenza di precedenti neurologici e/o psichiatrici<br />
nonché la presenza di deterioramento mentale.<br />
Procedura – Tutti i soggetti saranno sottoposti alla versione modificata del<br />
Morris Water Maze, al Walking Corsi test e al Corsi Test. L’ordine di somministrazione<br />
dei test sarà bilanciata tra i soggetti.<br />
• Versione umana del Morris Water Maze. Ogni soggetto sarà sottoposto<br />
alla prova in una stanza rettangolare (8×5 m). Al centro del soffitto è posta<br />
una fonte sonora e sulla diagonale del soffitto, a 3 m dalla fonte sonora, è<br />
posizionata una fotocellula diretta verso il basso, non visibile ai soggetti, e collegata<br />
ad una fonte sonora che emette un segnale acustico ogni volta che il<br />
soggetto passa sotto la fotocellula collegata interrompendone il fascio. Le<br />
pareti della stanza sono completamente coperte da tende di colore omogeneo<br />
ed il pavimento coperto da una particolare vernice, in modo da renderne<br />
omogeneo il colore. In corrispondenza degli angoli del soffitto sono poste<br />
quattro scatole identiche, una delle quali contiene una micro-telecamera, fornita<br />
di grandangolo, collegata ad un monitor e ad un videoregistratore posti<br />
in una stanza adiacente. La prova sarà eseguita da due sperimentatori, uno<br />
controllerà la videoregistrazione dalla stanza adiacente, l’altro seguirà la carrozzina,<br />
stando sempre alle spalle del soggetto, e provvederà a bendare, diso-<br />
406 2009
Neuropsicologia<br />
rientare, sbendare il soggetto, nonché posizionare la carrozzina all’inizio di<br />
ogni prova. Durante la prova i soggetti eseguiranno 3 compiti:<br />
a) Ricerca del target – Lo sperimentatore posiziona i soggetti bendati<br />
esattamente al centro della stanza e toglie loro la benda. Compito dei<br />
soggetti è muoversi liberamente per cercare il punto-target della stanza (in<br />
corrispondenza della fotocellula) passando per il quale si attiverà il<br />
segnale acustico.<br />
b) Reperimento immediato del target – Una volta localizzato il target, i<br />
soggetti sono nuovamente bendati, disorientati e condotti dallo sperimentatore<br />
al centro della stanza. Vengono poi sbendati e devono ritornare al target,<br />
in cui avevano precedentemente ascoltato il segnale acustico, seguendo il percorso<br />
più breve e diretto. Il compito prevede 6 trial: in 3 il soggetto viene posizionato<br />
nella stessa posizione di partenza della prova di ricerca e in 3 in una<br />
posizione diversa. Al termine di ogni trial il soggetto viene bendato, disorientato<br />
e riposizionato al centro della stanza.<br />
c) Reperimento differito del target – Alla fine delle prove i soggetti<br />
sono bendati e condotti nella stanza adiacente. Dopo una pausa di 30 min, i<br />
soggetti bendati sono riportati nella stanza sperimentale. Lo sperimentatore li<br />
posiziona al centro della stanza, li sbenda e chiede loro di ritornare al target<br />
seguendo la via più breve e diretta.<br />
Posizione del target e ordine di somministrazione delle prove saranno<br />
randomizzate tra i soggetti. Saranno valutati: il tempo necessario per raggiungere<br />
il target, la strategia navigazionale utilizzata e la capacità di generare e<br />
memorizzare una mappa cognitiva dell’ambiente.<br />
• Corsi test. Il Test di Corsi valuta la memoria visuo-spaziale a breve e<br />
lungo termine, utilizzando un piano rettangolare (30x25 cm) sul quale sono<br />
dislocati in posizioni casuali 9 cubi; lo sperimentatore mostra al soggetto la<br />
sequenza che il soggetto deve riprodurre toccando un cubo alla volta.<br />
a) Memoria a breve termine – L’esaminatore mostra sequenze di cubi<br />
di lunghezza crescente (da 2 a 10 cubi). Per ogni lunghezza sono presentate 5<br />
sequenze. La prova viene interrotta quando il soggetto fallisce a riprodurre 3<br />
sequenze su cinque di una data lunghezza. Il punteggio corrisponde al<br />
numero dei cubi della lunghezza massima che il soggetto è in grado di riprodurre<br />
correttamente.<br />
b) Apprendimento – L’esaminatore mostra al soggetto una sequenza<br />
di 8 cubi che il soggetto ripete. La sequenza viene mostrata fino a quando il<br />
soggetto non la riproduce senza alcun errore in tre prove consecutive o per un<br />
massimo di 18 volte. Il punteggio è costituito dal numero di cubi riprodotti<br />
senza errori (aggiungendo quelli delle prove non presentate dopo che il soggetto<br />
ha appreso la sequenza).<br />
c) Rievocazione differita – Dopo un intervallo di 5 minuti al soggetto<br />
viene chiesto di riprodurre la sequenza appresa. Il punteggio è costituito dal<br />
numero di cubi correttamente toccati.<br />
• Walking Corsi test. Su un tappeto di 6x4 metri, posto in una stanza<br />
completamente vuota, sono dislocati 9 quadrati di feltro, le cui posizioni relative<br />
sono le stesse del test di Corsi. La somministrazione del test segue la<br />
2009 407
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
stessa procedura utilizzata nel test di Corsi. Lo sperimentatore cammina sul<br />
tappeto fermandosi per 1 sec su ogni posizione della sequenza che sta eseguendo.<br />
Il soggetto ripete la sequenza camminando sul tappeto o, se non<br />
deambulante, indicando con un puntatore laser i quadrati toccati dall’esaminatore<br />
nella sequenza.<br />
a) Memoria a breve termine – Come nel test di Corsi, all’inizio si<br />
userà una sequenza di 2 quadrati che aumenterà gradualmente ogni volta che<br />
il soggetto replicherà correttamente 3/35 sequenze di una data lunghezza. Il<br />
test terminerà quando il soggetto sbaglierà nel replicare 3/5 sequenze. Il punteggio<br />
è costituito dalla lunghezza massima che il soggetto riesce a riprodurre<br />
correttamente.<br />
b) Apprendimento – L’esaminatore mostra al soggetto un percorso<br />
che tocca 8 quadrati e il soggetto lo riproduce. La sequenza viene mostrata<br />
fino a quando il soggetto non la riproduce senza alcun errore in tre prove<br />
consecutive o per un massimo di 18 volte. Il punteggio è costituito dal<br />
numero di quadrati toccati senza errori durante i percorsi (aggiungendo<br />
quelli delle prove non presentate dopo che il soggetto ha appreso il percorso).<br />
c) Rievocazione differita – Dopo un intervallo di 5 minuti al soggetto<br />
viene chiesto di riprodurre il percorso appreso. Il punteggio è costituito dal<br />
numero di quadrati correttamente toccati durante il percorso.<br />
Risultati attesi<br />
Ci si attende di osservare un deficit specifico dei pazienti affetti da neglect<br />
immaginativo nel memorizzare la posizione target nella versione umana del<br />
Morris Water Maze. Se la capacità di generare e memorizzare mappe cognitive<br />
condivide le stesse basi neurali della capacità di memorizzare percorsi,<br />
come misurata dal Walking Corsi Test, allora i pazienti con neglect immaginativo<br />
mostreranno deficit specifici anche in questo test. In ogni caso ci si aspettano<br />
maggiori difficoltà nel reperimento immediato e in quello differito del<br />
Morris da parte dei pazienti che mostrino prestazioni deficitarie al Walking<br />
Corsi Test.<br />
– Bisiach E, Luzzatti C (1978) Cortex 14: 129-133.<br />
– Grossi D, Orsini A, Modafferi A, Liotti M (1986) Brain Cogn 5: 255-267.<br />
– Guariglia C, Iaria G, Piccardi L, Nico D, Pizzamiglio L (2005) Neuropsychologia 43:<br />
1138-1143.<br />
– Nico D, Piccardi L, Iaria G , Bianchini F, Zompanti L, Guariglia C (in press) Landmark<br />
based navigation in brain damaged patients with neglect. Neuropsychologia.<br />
– Piccardi L, Iaria G, Ricci M, Bianchini F, Zompanti L, Guariglia C (in press) Walking<br />
in the Corsi test: Which type of memory do you need? Neuroscience Letters.<br />
– Pizzamiglio L, Frasca R, Guariglia C, Incoccia C, Antonucci G (1990) Cortex 26: 535-540.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Protocolli di valutazione per l’evidenziazione di disturbi immaginativi e di<br />
memoria navigazionale.<br />
408 2009
Attività previste<br />
Neuropsicologia<br />
Nel corso del 2008 è stata messa a punto e standardizzata la batteria di<br />
test mediante il reclutamento di un gruppo di soggetti di età superiore ai 60<br />
anni. La standardizzazione ha fornito valori normativi per la valutazione delle<br />
prestazioni dei soggetti sperimentali.<br />
È stata inoltre iniziata la raccolta di dati sul campione sperimentale che<br />
verrà proseguita e conclusa nel corso del 2009.<br />
D.1.2 – Ruolo dei disturbi di consapevolezza e del livello<br />
di partecipazione sull’outcome riabilitativo (Cecilia Guariglia)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata: 36 mesi<br />
Parole chiave: Motivazione alla riabilitazione, fattori che influenzano il recupero<br />
funzionale, partecipazione alla terapia.<br />
Descrizione<br />
È noto che la presenza di disturbi di consapevolezza influenza negativamente<br />
il processo riabilitativo agendo sul livello di partecipazione (o compliance)<br />
alle attività riabilitative sia di tipo fisiokinesiterapico sia tipo cognitivo<br />
[Zoccolotti et al. 1992; Schonberger et al. 2006]. Il problema dei deficit di<br />
consapevolezza nei pazienti neurologici può essere attribuito ad un danno<br />
neuropsicologico della consapevolezza di malattia (o anosognosia) o di autoconsapevolezza<br />
(osservabile ad es. in caso di lesioni frontali) [McGlynn e Scachter<br />
1989].<br />
D’altro canto il livello di partecipazione/adesione alla terapia è molto<br />
variabile nella popolazione [vedi Meichenbaum e Turk 1987] e può essere<br />
influenzato da fattori psicologici e di personalità [Katz et al. 2002].<br />
Altro fattore che potrebbe intervenire è la presenza di disturbi del tono dell’umore<br />
reattivi allo stato di malattia o di forme iniziali di decadimento<br />
cognitivo.<br />
Uno studio recente [Lenze et al. 2004] ha correlato il livello di partecipazione<br />
alla riabilitazione con gli outcome della riabilitazione motoria in<br />
fase acuta in una popolazione di 242 pazienti affetti da disordini motori di<br />
origine neurologica, ortopedica o dipendenti da debilitazione di origine non<br />
meglio definita (ad esempio in conseguenza di malattie cardiopolmonari).<br />
Lenze et al. [2004] hanno trovato un’alta correlazione tra livello di partecipazione<br />
misurato dai fisioterapisti e livello di efficacia del trattamento riabilitativo.<br />
Il presente studio intende:<br />
– valutare l’incidenza dei disturbi di partecipazione alla terapia in corso<br />
di riabilitazione fisioterapica;<br />
– valutare la natura dei fattori che incidono sul livello di partecipazione<br />
(ad es., presenza e sede di lesione cerebrale).<br />
2009 409
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
Metodo<br />
Verranno inseriti nello studio pazienti neurologici ed ortopedici ricoverati<br />
consecutivamente presso l’Ospedale <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> per un ciclo di FKT.<br />
Tutti i pazienti saranno sottoposti ad una valutazione fisiatrica che valuti<br />
il livello di deficit motorio ed ad una valutazione neuropsicologica che permetta<br />
di evidenziare la presenza di forme iniziali di deterioramento mentale,<br />
la presenza ed il tipo di deficit cognitivi, la presenza di disturbi del tono dell’umore<br />
(tramite il Neuropsychiatric Inventory) [Angelelli et al. 2004]<br />
Il livello di partecipazione alla riabilitazione verrà misurato utilizzando la<br />
Pittsburgh Rehabilitation Partecipation Scale [Lenze et al. 2004]. La PRPS è<br />
una scala Lickert a 6 punti che verrà utilizzata dal fisioterapista. Nello studio<br />
di Lenze et al. [2004] la scala veniva compilata al termine di ogni seduta di<br />
riabilitazione. Nel presente studio questa procedura verrà applicata solo nelle<br />
prime due settimane di riabilitazione. A partire dalla terza settimana la scala<br />
verrà compilata una volta a settimana al termine della quinta seduta settimanale.<br />
Al termine del ricovero il paziente sarà di nuovo sottoposto alla valutazione<br />
fisiatrica.<br />
I dati verranno analizzati utilizzando le procedure statistiche già adottate<br />
da Lenze ed al. [2004]. Inoltre, il tipo di diagnosi iniziale, la presenza ed il<br />
grado di deficit cognitivi, di disturbi del tono dell’umore e/o di deterioramento<br />
demenziale verranno correlati con l’indice di partecipazione e con la misura<br />
dell’outcome funzionale.<br />
Al momento sono stati reclutati 114 pazienti con disturbi della mobilità di<br />
varia etiologia. Di questi 46 hanno completato lo studio e 9 hanno interrotto<br />
lo studio a causa di trasferimento in struttura di primo intervento o di<br />
decesso.<br />
Analisi statistiche preliminari sono state condotte sul livello di partecipazione<br />
in 130 pazienti che hanno completato le prime due settimane di osservazione.<br />
I dati indicano una forte correlazione tra presenza di depressione e<br />
livelli bassi di partecipazione alla riabilitazione nei pazienti neurologici e tra<br />
presenza di deterioramento mentale e bassi livelli di partecipazione nei<br />
pazienti ortopedici. Sul livello di partecipazione all’ingresso influiscono in<br />
modo significativo, inoltre, l’età (maggiore è l’età minore è il livello di partecipazione),<br />
la frequenza delle visite dei familiari (maggiore è la frequenza maggiore<br />
risulta il livello di partecipazione) e lo stato lavorativo del paziente<br />
(pazienti non ancora in pensione mostrano livelli maggiori di partecipazione).<br />
L’analisi preliminare dei dati sui pazienti che hanno completato la terapia<br />
mostrano un incremento del livello di partecipazione nei pazienti che hanno<br />
un buon livello di partecipazione all’ingresso ed in gran parte di quelli con<br />
livelli bassi di partecipazione all’ingresso.<br />
Nel corso del 2009 verrà conclusa la raccolta dei dati sul campione di<br />
pazienti inseriti nello studio completando le osservazioni sui pazienti inseriti<br />
nel protocollo che non hanno ancora completato il ciclo riabilitativo.<br />
Verranno quindi eseguite le analisi statistiche definitive, tenendo in considerazione<br />
tra le variabili anche la presenza di terapia farmacologica per i<br />
410 2009
disturbi del tono dell’umore. Infine, verrà preparato l’articolo che descrive i<br />
risultati ottenuti da proporre per la pubblicazione ad una rivista internazionale<br />
del settore.<br />
– Angelelli P, Paolucci S, Bivona U, Piccardi L, Ciurli P, Cantagallo A, Antonucci G,<br />
Fasotti L, Di <strong>Santa</strong>ntonio A, Grasso MG, Pizzamiglio L (2004) Acta Psychiatrica<br />
Scandinava 110: 55-63.<br />
– Katz N, Fleming J, Keren N, Lightbody S, Hartman-Maeir A (2002) Canadian Journal<br />
of Occupational Therapy 69: 281-292.<br />
– Lenze EJ, Munin MC, Quear T, Dew MA, Rogers JC, Belgey AE, Reynolds CF<br />
(2004) Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 85: 380-384.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Al momento sono stati reclutati 300 pazienti con disturbi della mobilità di<br />
etiologia neurologica o ortopedica, che hanno completato lo studio.<br />
Analisi statistiche preliminari sono state condotte sul livello di partecipazione.<br />
I dati indicano una forte correlazione nei pazienti neurologici tra presenza<br />
di depressione e livelli bassi di partecipazione alla riabilitazione. Nei<br />
pazienti ortopedici è invece presente una forte correlazione tra presenza di<br />
deterioramento cognitivo e bassi livelli di partecipazione. Sul livello di partecipazione<br />
all’ingresso influiscono in modo significativo, oltre alla depressione<br />
e al deterioramento cognitivo, l’età (maggiore è l’età minore è il livello di partecipazione),<br />
la frequenza delle visite dei familiari (maggiore è la frequenza<br />
maggiore risulta il livello di partecipazione) e lo stato lavorativo del paziente<br />
(pazienti non ancora in pensione mostrano livelli maggiori di partecipazione).<br />
Attività previste<br />
Neuropsicologia<br />
Nel corso del 2009 verrà completata la raccolta dei dati sul campione di<br />
pazienti L’ipotesi di una forte relazione tra depressione e livello di partecipazione<br />
verrà sottoposta ad indagine specifica: se il livello di partecipazione<br />
influenza l’output funzionale della riabilitazione e dipende a sua volta dalla<br />
presenza e dalla gravità della depressione appare evidente che per migliorare<br />
l’output funzionale un intervento (farmacologico o psicoterapico) volto a<br />
ridurre la depressione è fondamentale per migliorare la prognosi funzionale<br />
dei pazienti con alterato tono dell’umore. Per valutare questa ipotesi sarà analizzata<br />
la correlazione tra assunzione di farmaci anti-depressivi e psicostimolanti<br />
e livello di partecipazione.<br />
2009 411
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
D.2 – DISTURBI DEL LINGUAGGIO IN CEREBROLESI ADULTI<br />
E IN ETÀ EVOLUTIVA<br />
D.2.1 – Coordinazione binoculare e prestazione di lettura:<br />
analisi dei movimenti oculari (Maria De Luca)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Movimenti oculari, lettura, dislessia, disparità di fissazione.<br />
Descrizione<br />
La fissazione binoculare può non essere perfetta, cioè gli assi visivi degli<br />
occhi possono non convergere perfettamente sullo stesso punto di fissazione.<br />
Si verifica quindi un errore di fissazione (detto anche disparità di fissazione).<br />
Quando gli assi visivi si incrociano davanti al punto di fissazione si verifica<br />
una condizione di eso-disparità; quando gli assi si incrociano al di là del<br />
punto di fissazione si verifica una condizione di exo-disparità. Entro certi<br />
limiti, la disparità è fisiologica e non provoca diplopia né alcun tipo di disagio<br />
visivo, neanche durante un comportamento complesso come quello della lettura<br />
[Kirkby et al. 2008; Liversedge et al. 2006].<br />
La disparità di fissazione è stata considerata fattore coinvolto nel quadro<br />
della dislessia evolutiva. La letteratura è ricca di studi che hanno analizzato la<br />
relazione tra coordinazione binoculare e prestazione di lettura. In particolare,<br />
è stato ipotizzato che scarsi livelli di coordinazione binoculare siano responsabili<br />
delle difficoltà di lettura degli individui con dislessia [Bucci et al. 2008;<br />
Stein 2001].<br />
La disparità di fissazione durante la lettura può essere valutata direttamente<br />
con un metodo oggettivo attraverso la registrazione dei movimenti<br />
oculari. Una tecnica non invasiva per la registrazione dei movimenti oculari si<br />
basa sui sistemi di rifrazione all’infrarosso. Applicando triangolazioni trigonometriche<br />
alla posizione dello sguardo dei due occhi rilevata da un sistema di<br />
eye-tracking binoculare all’infrarosso, è possibile calcolare gli angoli di vergenza<br />
e da questi la disparità di fissazione [De Luca et al. 2009].<br />
Obiettivo<br />
Si intende mettere in relazione le caratteristiche della coordinazione<br />
binoculare con la prestazione di lettura. In particolare verrà esaminata l’ipotesi<br />
di relazione tra errore di fissazione binoculare (disparità di fissazione) e<br />
prestazione di lettura. I risultati potranno anche fornire indicazioni utili al<br />
dibattito sulla relazione di causa-effetto tra disordini binoculari e dislessia.<br />
Attività previste<br />
Prenderanno parte alla ricerca individui adulti, di madre lingua italiana. Uno<br />
screening preliminare comprenderà test optometrici, Raven test, prove di lettura<br />
funzionale e prove sperimentali di lettura. I movimenti oculari saranno registrati<br />
412 2009
Neuropsicologia<br />
con un campionamento di 500 Hz con il sistema di eye tracking binoculare ET4<br />
(AMTech GmbH; Weinheim, Germania) basato sulla riflessione corneale a raggi<br />
infrarossi; la tecnica è assolutamente non invasiva e non comporta alcun rischio<br />
per il partecipante. Si utilizzeranno due compiti non-verbali (fissazione di un bersaglio<br />
statico ed esecuzione di saccadi multiple) e uno verbale (lettura di brani). Il<br />
primo compito valuta la stabilità della fissazione; questa è un prerequisito per<br />
l’efficienza del processo di lettura. La prova si basa sul mantenimento della fissazione<br />
su un punto (diametro 0.2°) posto al centro del campo visivo. Il secondo<br />
compito valuta la capacità di eseguire movimenti oculari ampi e ben organizzati<br />
in un contesto non-verbale; si richiede l’esecuzione di saccadi multiple per dislocare<br />
e successivamente mantenere la fissazione su vari bersagli puntiformi dislocati<br />
lungo il meridiano orizzontale. I compiti verbali coinvolgono la lettura in<br />
contesti funzionali (brani). Sarà utilizzata una serie di brani bilanciati tra loro per<br />
lunghezza e frequenza delle parole costituenti [De Luca et al. 1999]. Ogni brano<br />
(media=30.6 parole; DS = 1.6) sarà presentato singolarmente e senza limite di<br />
tempo. Per quanto riguarda le misure binoculari, saranno calcolati gli angoli di<br />
vergenza e quindi la disparità di fissazione durante la fissazione dei bersagli<br />
(compiti non verbali) e durante le pause di fissazione del testo (compito verbale).<br />
Oltre a questi, saranno misurati anche il numero delle fissazioni per parola, la<br />
durata della prima fissazione, dello sguardo e della fissazione totale per parola,<br />
l’ampiezza delle saccadi e la percentuale di regressioni.<br />
– Bucci MP, Brémond-Gignac D, Kapoula Z (2008) Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol<br />
246(3): 417-428.<br />
– De Luca M, Di Pace E, Judica A, Spinelli D, Zoccolotti P (1999) Neuropsychologia<br />
37: 1407-1420.<br />
– De Luca M, Spinelli D, Zoccolotti P, Zeri F (2009) Journal of Biomedical Optics<br />
14(1): 014013.<br />
– Kirkby JA, Webster LA, Blythe HI, Liversedge SP (2008) Psychological Bulletin<br />
134(5): 742-763.<br />
– Liversedge SP, White SJ, Findlay JM, Rayner K (2006) Vision Research 46:<br />
2363–2374.<br />
– Stein JF (2001) Developmental Neuropsychology 20: 509-534.<br />
D.2.2 – Il Semantic Blocking nella dislessia evolutiva (Pierluigi Zoccolotti)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Dislessia, effetti semantici, denominazione.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di York (Dipartimento di Psicologia).<br />
Descrizione<br />
L’esperimento verificherà se i bambini italiani con dislessia presentano<br />
effetti di semantic blocking quando confrontati con lettori di controllo della<br />
stessa età.<br />
2009 413
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
Come è noto, l’effetto di semantic blocking (ridotta velocità di denominazione<br />
in presenza di set semantici rispetto a set semantici eteorogenei) è presente<br />
per le figure ma non per le parole [Belke et al. 2005]. Pertanto, utilizzeremo<br />
in trial separati sia figure sia parole. Il confronto critico è tra le figure<br />
presentate in modo ripetuto all’interno di un set semantico omogeneo rispetto<br />
a figure presente in un set semanticamente eterogeneo.<br />
Belke et al. [2005] hanno trovato che gli effetti di semantic blocking sono<br />
presenti nel caso di target presenti simultaneamente. Questo appare compatibile<br />
con la presentazione tipica utilizzata nel RAN (rapid automatized<br />
naming) in cui pochi target sono presentati in modo ripetuto all’interno di<br />
una singola matrice. La possibilità di cogliere effetti di semantic blocking con<br />
la procedura RAN (possibilità mai valutata sinora) renderà il paradigma<br />
molto più semplice dell’uso di tempi di reazione e con possibili ricadute di<br />
tipo clinico.<br />
Attività previste<br />
Verranno utilizzate una serie di condizioni di controllo, per stabilire in<br />
modo attendibile la pendenza della retta di regressione, che identificano la<br />
differenza globale di prestazione tra bambini con e senza dislessia (per una<br />
discussione di questa procedura si veda [Zoccolotti et al. 2008]. A questo proposito<br />
verranno utilizzati stimoli già consolidati come colori e numeri (presentati<br />
sia come figure sia come “ parole ”).<br />
Verrà utilizzato un paradigma RAN [De Luca et al. 2005]: al bambino<br />
vengono presentate 50 figure stampate su un foglio di carta (10 ripetizioni di<br />
5 target). In studi precedenti abbiamo dimostrato che il paradigma del RAN è<br />
in grado di cogliere molto bene la lentezza di denominazione in bambini italiani<br />
con disturbo di lettura [Di Filippo et al. 2006].<br />
Le figure rappresenteranno oggetti da set omogenei o eterogenei. Possibili<br />
set omogenei (o categorie semantiche) sono: animali, veicoli, vestiti,<br />
frutta e utensili (la messa a punto degli stimoli ottimali verrà effettuata tramite<br />
un esperimento pilota). Per ogni categoria ci sono 5 target per un<br />
totale di 25. Nella maggior parte delle condizioni, il target sarà ripetuto 10<br />
volte per ottenere i 50 stimoli caratteristici del RAN [De Luca et al. 2005].<br />
Per ogni condizione, la presentazione degli stimoli sarà preceduta da una<br />
matrice di pratica in cui 5 target (non usati nell’esperimento) verranno presentati<br />
4 volte per un totale di 20 stimoli. Verranno utilizzate le seguenti<br />
condizioni stimolo:<br />
1. Denominazione di figure - set omogeneo<br />
2. Denominazione di figure - set eterogeneo<br />
3. Denominazione di parole (corrispondenti alle figure) - set omogeneo<br />
4. Denominazione di parole (corrispondenti alle figure) - set eterogeneo<br />
5. Condizione colori<br />
6. Condizione nomi colori<br />
7. Condizione numeri<br />
8. Condizione nomi dei numeri<br />
414 2009
Neuropsicologia<br />
Verrà usato un totale di 28 matrici (più le corrispondenti matrici di pratica).<br />
Il tempo necessario per completare ogni matrice sarà misurato con un<br />
cronometro. Verranno registrati (ed analizzati off line) errori di denominazione<br />
ed eventuali omissioni.<br />
Le prove verranno somministrate a 20 ragazzi italiani di prima media con<br />
deficit specifico di lettura (identificati attraverso prove standard, quali il test<br />
MT) e 20 ragazzi di controllo. Le analisi statistiche metteranno in evidenza la<br />
presenza di effetti di semantic blocking in funzione dell’appartenenza al<br />
gruppo (controlli, dislessici) e al tipo di stimolo (parole, figure).<br />
– Belke E, Meyer AS, Damian MF (2005) Q J Exp Psychol 58A(4): 667-692.<br />
– De Luca M, Di Filippo G, Judica A, Spinelli D, Zoccolotti P (2005) Test di denominazione<br />
rapida e ricerca visiva di colori, figure e numeri. IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong><br />
<strong>Lucia</strong>, Roma. http://www.hsantalucia.it/modules.php?name=Content&pa=<br />
showpage&pid=1031<br />
– Di Filippo G, Brizzolara D, Chilosi A, De Luca M, Judica A, Pecini C, Spinelli D,<br />
Zoccolotti P (2006) Dev Neuropsychol 30: 885-904.<br />
– Zoccolotti P, De Luca M, Judica A, Spinelli D (2008) Expl Brain Res 186: 551-560<br />
(DOI: 10.1007/s00221-007-1257-9).<br />
2009 415
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
D.3 – PERCEZIONE E ATTENZIONE SPAZIALE E TEMPORALE<br />
D.3.1 –Decodifica dell’attività della giunzione temporo-parietale<br />
in risposta ad eventi attesi ed inattesi:<br />
studio di fMRI-Pattern Recognition (Fabrizio Doricchi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Riorientamento della attenzione, fMRI, pattern recognition,<br />
reti neurali.<br />
Descrizione<br />
Nel paradigma sperimentale più frequentemente utilizzato per lo studio<br />
dell’orientamento della attenzione spaziale, si dimostra che i tempi di reazione<br />
a bersagli periferici (targets) preceduti da indicazioni simboliche centrali<br />
(cues) sono più veloci quando le cue indicano correttamente la posizione<br />
del target (cues VALIDE), intermedi quando le cue non danno indicazioni<br />
spaziali specifiche (cues NEUTRE) e più lenti quando le cues danno indicazion<br />
sbagliate (cues INVALIDE). In un recente studio condotto presso il laboratorio<br />
di neuroimmagini della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> [Doricchi et al. 2008;<br />
inviato al Journal of Neuroscience], è stato mostrato che l’area corticale corrispondente<br />
alla giunzione temporo-parietale (TPJ) sinistra presenta un’attività<br />
correlata sia alla comparsa di target in posizione VALIDA che in posizione<br />
INVALIDA.<br />
Fig. 1. Attivazioni corticali nelle sottrazioni Valida-Neutra (sx) e Invalida-Neutra (dx)<br />
Tale attività è stata attribuita ad un possibile meccanismo di comparazione<br />
tra un template attentivo interno (la posizione spaziale in cui il soggetto<br />
si aspetta che apparirà il target) e l’evento esterno che viene rilevato (la posizione<br />
effettiva del target). Sia che si verifichi una congruenza (cue valida) che<br />
una incongruenza (cue invalida) tra evento esterno e template interno, la TPJ<br />
sinistra ha mostrato di rispondere vivacemente.<br />
Oggetto di questo lavoro sarà la codifica dell’informazione relativa alla congruenza<br />
ed alla incongruenza tra target e template all’interno della TPJ sinistra.<br />
A tal fine il classico approccio di analisi dei dati di attivazione, basato sull’ana-<br />
416 2009
Neuropsicologia<br />
lisi univariata di massa, è già stato tentato nel precedente lavoro, mostrandosi<br />
inefficace. Ciò è avvenuto a causa della sostanziale sovrapposizione anatomica<br />
tra le popolazioni neurali codificanti l’informazione sulla congruenza e sull’incogruenza.<br />
Studi recenti [Haynes, Rees 2006] hanno mostrato come un approccio<br />
multivariato all’analisi dei dati di neuroimaging consenta l’estrazione di un<br />
maggior quantitativo di informazione, con conseguente possibilità di distinguere<br />
differenti configurazioni di attività metabolica (correlati a differenti compiti<br />
svolti dal soggetto) all’interno di una stessa area anatomica. Per questo<br />
motivo, in questo lavoro, alle classiche metodiche di analisi univariata dei dati,<br />
verranno affiancati metodi di analisi multivariata, basati sull’uso di sistemi<br />
sofware derivanti dalla ricerca nel campo dell’intelligenza artificiale. Il loro<br />
compito sarà quello di analizzare e classificare le configurazioni di attivazione<br />
(riconoscimento di pattern) di gruppi in voxel all’interno della TPJ sinistra.<br />
Disegno sperimentale<br />
Poiché l’analisi multivariata mediante l’utilizzo di classificatori automatici<br />
è possibile solo a livello di soggetti singoli [Haynes and Rees 2006], lo studio<br />
verrà condotto su soli sei soggetti, in linea con i setting sperimentali già<br />
presenti in letteratura [Haynes and Rees 2005a, 2005b; Haynes et al. 2007].<br />
Il compito a cui verranno sottoposti i soggetti consisterà in un semplice test<br />
di Posner con cue centrali, in cui il 33% delle cue sarà invalido, mentre il 66%<br />
sarà valido. Per ogni soggetto verranno paragonate le attivazioni cerebrali relative<br />
ai trial validi e invalidi con quelle relative alla baseline metabolica, al fine di<br />
localizzare la TPJ sinistra del soggetto stesso e focalizzare su di essa la seconda<br />
parte dell’analisi. Nella seconda fase, per ogni soggetto e limitatamente ai voxel<br />
inclusi nella TPJ sinistra, i volumi relativi all’attività correlata ai trial validi e<br />
invalidi verranno sottoposti ad un classificatore automatico, che provvederà al<br />
riconoscimento del pattern di attivazione di ogni volume in funzione del tipo di<br />
trial a cui si riferisce. Se il classificatore riuscisse a distinguere i trial validi da<br />
quelli invalidi analizzando solo il pattern di attivazione dei volumi ad essi corrispondenti,<br />
allora si potrebbe affermare che la TPJ sinistra risponda in due modi<br />
diversi ai trial validi e invalidi. Nello svolgimento della sua attività, il software di<br />
classificazione automatica assegnerà un valore numerico ad ogni voxel facente<br />
parte della TPJ. Nel caso in cui il processo di classificazione andasse a buon<br />
fine, la mappatura di tali valori consentirebbe inoltre di verificare se la codifica<br />
dell’informazione all’interno della TPJ è ordinatamente suddivisa in domini<br />
spaziali separati (come ad esempio le colonne d’orientamento in V1), oppure è<br />
distribuita “ disordinatamente ” tra i vari voxel.<br />
Risultati attesi<br />
Si prevede che la TPJ sinistra presenti due diversi pattern di attivazione in<br />
funzione della validità dei trial, in più non si esclude la possibilità di un’organizzazione<br />
in domini separati dei voxel codificanti i trial validi e i trial invalidi.<br />
Tale struttura porterebbe ad ipotizzare che la generale organizzazione<br />
colonnare della corteccia [Mountcastle 1997], ampiamente dimostrata in aree<br />
sensoriali primarie, sensoriali associative e motorie, possa essere riscontrata<br />
anche nella TPJ.<br />
2009 417
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
Compito psicofisico<br />
Sullo schermo saranno sempre presenti un punto di fissazione centrale<br />
affiancato su ciascun lato da una box quadrata di dimensioni 3.5° x 3.5°. Le<br />
box sono poste ad una distanza di 5.5° dal punto di fissazione.<br />
Inizialmente il punto di fissazione centrale, le box laterali saranno presentate<br />
per un intervallo variabile di 5000-7000 ms. Alla fine di questo intervallo<br />
comparirà una freccia centrale indicante una delle due box. Tale freccia<br />
rimarrà per una durata variabile tra 1400 e 1600 ms. Alla fine del periodo di<br />
comparsa della freccia, un bersaglio costituito da un asterisco verrà presentato<br />
per 100 ms in una delle box. Il compito del soggetto sarà di spingere un<br />
pulsante il più in fretta possibile entro un tempo massimo di 1200 ms dalla<br />
comparsa del bersaglio. Alla fine di tale intervallo inizierà il trial successivo.<br />
In tal modo la durata media dei trial sarà di 8000 ms. L’esperimento consisterà<br />
nella somministrazione di quattro blocchi consecutivi di 90 trial ciascuno<br />
(66% validi, 33% invalidi, per una durata totale dell’esperimento di 48’.<br />
Analisi delle Attivazioni<br />
Le immagini di risonanza magnetica funzionale, basate su contrasto<br />
dipendente dal livello di ossigenazione sanguigna (BOLD) [Kwong et al.<br />
1992], saranno acquisite utilizzando uno scanner Siemens Allegra a 3 Tesla<br />
presso il Laboratorio di Neuroimmagini, <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>. Verrà utilizzata<br />
una bobina convenzionale per la testa. Gli stimoli visivi saranno generati<br />
utilizzando un software ad hoc su un computer di controllo collocato<br />
fuori dalla stanza del magnete, e proiettati (utilizzando un videoproiettore a<br />
cristalli liquidi) su uno schermo traslucido visibile al soggetto tramite uno<br />
specchio montato sulla bobina. Il computer di controllo sarà in grado di sincronizzare<br />
la presentazione degli stimoli con l’acquisizione delle immagini di<br />
risonanza funzionale, e di registrare le risposte manuali fornite dal soggetto<br />
con dei pulsanti di risposta diamagnetici collegati tramite fibre ottiche. I<br />
movimenti oculari verranno registrati con un sistema di eye-tracking ad infrarossi<br />
(ASL Eye-Tracking System Model 504) compatibile con la risonanza<br />
magnetica: i relativi dati sulla posizione dell’occhio, digitalizzati a 50 Hz,<br />
saranno registrati sullo stesso computer di controllo e analizzati off-line.<br />
Ogni soggetto verrà sottoposto a 4 serie di acquisizioni funzionali, ciascuna<br />
di circa X minuti di durata, nel contesto della stessa sessione sperimentale.<br />
Durante ciascuna serie, i soggetti eseguiranno i compiti di cui sopra<br />
durante l’acquisizione delle immagini funzionali. Al termine della sessione,<br />
verrà acquisita un’immagine strutturale ad alta definizione del cervello individuale.<br />
Le immagini verranno analizzate off-line utilizzando SPM5 (Wellcome<br />
Department of Cognitive Neurology, London, UK) e software ad-hoc in<br />
ambiente Matlab (The Mathworks Inc., USA). Le immagini funzionali di ciascun<br />
soggetto verranno coregistrate tra loro e all’immagine strutturale, verranno<br />
compensate per il tempo di acquisizione delle singole fette e corrette per<br />
il movimento della testa del soggetto durante l’acquisizione. Le immagini verranno<br />
quindi sottoposte, a livello individuale, a mappatura statistica parametrica<br />
[Worsley et al. 1995]: le risposte BOLD ad ogni evento di interesse (inizio<br />
418 2009
di ciascun trial) verranno modellate attraverso una funzione di risposta emodinamica<br />
canonica (approccio event-related) nel contesto di una regressione<br />
multipla eseguita indipendentemente su ogni voxel delle immagini.<br />
Per ogni soggetto verrà quindi selezionata una regione d’interesse (ROI)<br />
corrispondente alla TPJ sinistra, verrà estratto il segnale BOLD dei voxel<br />
appartenenti a tale ROI, quindi ogni volume ROI di ogni soggetto verrà sottoposto<br />
ad analisi multivariata mediante classificatore automatico implementato<br />
con software ad-hoc. Parte dei dati verrà utilizzata per addestrare il classificatore<br />
automatico a riconoscere i volumi corrispondenti ad ognuno dei<br />
due tipi di trial, mentre un’altra parte verrà utilizzata per testarne la performance.<br />
In questa seconda fase, infatti, verrà presentata al classificatore una<br />
serie di volumi corrispondenti a trial validi o invalidi, ed esso dovrà riconoscere<br />
il tipo di trial corrispondente ad ogni volume, analizzando esclusivamente<br />
il pattern dell’attività metabolica della ROI [Haynes and Rees 2005a].<br />
Nel caso in cui la performance di classificazione fosse significativamente<br />
maggiore del caso, si potrebbe affermare che l’area analizzata risponda in<br />
modo diverso in funzione del tipo di trial.<br />
– Doricchi F, Macci E, Silvetti M, Macaluso E (2008) Neural correlates of spatial and<br />
expectancy components of attentional reorienting. Under preparing.<br />
– Haynes JD, Rees G (2005a) Curr Biol 15(14): 1301-1307.<br />
– Haynes JD, Rees G (2005b) Nat Neurosci 8(5): 686-691.<br />
– Haynes JD, Rees G (2006) Nat Rev Neurosci 7(7): 523-534.<br />
– Haynes JD, Sakai K, Rees G, Gilbert S, Frith C et al. (2007) Curr Biol 17(4): 323-328.<br />
– Kwong KK, Belliveau JW, Chesler DA, Goldberg IE, Weisskoff RM et al. (1992)<br />
Proc Natl Acad Sci USA 89(12): 5675-5679.<br />
– Mountcastle VB (1997) Brain 120 ( Pt 4): 701-722.<br />
– Worsley KJ, Poline JB, Vandal AC, Friston KJ (1995) Neuroimage 2(3): 183-194.<br />
Attività previste<br />
Neuropsicologia<br />
• Testing psicofisico, acquisizione ed analisi dati fMRI.<br />
• Chiusura dello studio e pubblicazione dei dati relativi al progetto.<br />
D.3.2 – Lo sport in soggetti con disabilità: effetti percettivi, attenzionali<br />
ed esecutivi (Luigi Pizzamiglio)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Body referencing, attention, somatosensory process.<br />
Descrizione<br />
L’obiettivo generale di questa linea di ricerca è indagare come l’attività<br />
motoria possa modificare le capacità percettive, attentive ed esecutive in soggetti<br />
con disabilità. A livello psicologico, gli effetti dell’attività motoria e spor-<br />
2009 419
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
tiva in disabili sono indagati soprattutto per gli aspetti dinamici e di socializzazione,<br />
mentre più rare sono le ricerche centrate sugli aspetti percettivi,<br />
attenzionali, esecutivi.<br />
Obiettivo specifico della ricerca è: gli sport open skill, quegli sport che<br />
richiedono un continuo riadattamento dell’atleta alle diverse strategie dell’avversario,<br />
necessitano di una grande attenzione e flessibilità del comportamento.<br />
Ad esempio, nella scherma o nel basket, per rispondere con successo<br />
ad una “ finta ” o ad un comportamento dell’avversario diverso da quello<br />
atteso è cruciale la rapida percezione della finta, la capacità di modificare<br />
rapidamente la risposta motoria già preparata e sostituirla con un’altra più<br />
appropriata Le funzioni sottostanti questo comportamento complesso sono<br />
molteplici: orientamento attenzionale, discriminazione percettiva, monitorizzazione<br />
e gestione del conflitto, esecuzione e inibizione motoria. Ci si attende<br />
che la pratica sportiva possa migliorare tutte queste funzioni.<br />
La presente ricerca si focalizzerà sul minibasket in carrozzina. A tal fine<br />
la ricerca utilizzerà un confronto longitudinale in cui verranno monitorate le<br />
abilità cognitive di giovani atleti principianti. I soggetti riceveranno una<br />
prima valutazione all’inizio del training sportivo ed una seconda valutazione a<br />
distanza di circa 12 mesi di attività.<br />
Soggetti<br />
Lo studio prevede due gruppi: un gruppo di atleti disabili ed un gruppo di<br />
atleti normodotati.<br />
Atleti disabili: il gruppo sarà reclutato e valutato presso la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>. Numerosità del campione: 15 soggetti. Età: tra gli 8 ed 16 anni.<br />
Criteri di inclusione: frequenza al programma sportivo di basket in carrozzina<br />
presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
Criteri di esclusione: l’esclusione dallo studio sarà necessaria se il soggetto<br />
dimostra di non essere in grado di sostenere le prove sperimentali. Tale evenienza<br />
sarà precedentemente valutata attraverso un breve test in cui sarà<br />
chiesto di dare un giudizio di fattibilità alle prove a cui verrà sottoposto.<br />
Saranno altresì esclusi dallo studio soggetti affetti da patologie psichiatriche.<br />
Atleti normodotati: il gruppo sarà reclutato presso una serie di scuole di<br />
minibasket di Roma e valutato presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>. Numerosità<br />
del campione: 15 soggetti.<br />
Età: tra gli 8 ed 16 anni.<br />
Criteri di inclusione: frequenza a lezioni di minibasket da non più di 6<br />
mesi.<br />
Criteri di esclusione: l’esclusione dallo studio sarà necessaria se il soggetto<br />
dimostra di non essere in grado di sostenere le prove sperimentali. Tale evenienza<br />
sarà precedentemente valutata attraverso un breve test in cui sarà<br />
chiesto di dare un giudizio di fattibilità alle prove a cui verrà sottoposto.<br />
Saranno altresì esclusi dallo studio soggetti affetti da patologie neurologiche e<br />
psichiatriche.<br />
I partecipanti aderiranno allo studio con consenso informato dopo aver<br />
letto attentamente la scheda informativa ed aver compilato e firmato il con-<br />
420 2009
senso informato. Trattandosi di soggetti minorenni la firma dovrà essere<br />
apposta dal tutore del minore.<br />
Metodo<br />
Ogni partecipante sarà valutato due volte; prima del training di minibasket<br />
ed dopo 12 mesi dall’inizio del corso. In entrambe le sessioni sperimentali<br />
il soggetto sarà sottoposto ad un test attentivo ed un test di abilità somatopercettive.<br />
Test Attentivo – Per la valutazione degli aspetti attenzionali si utilizzerà il<br />
test “ Attention Network Test ” [ANT: Fan et al. 2002; 2003; 2005] che consente<br />
di separare aspetti di orientamento attenzionale, spaziale, di conflitto e monitorizzazione<br />
del conflitto. Tale batteria consiste in una serie di veloci test da<br />
effettuare al computer: più precisamente i soggetti siederanno di fronte ad un<br />
monitor e dovranno indicare l’apparire di un determinato simbolo sullo<br />
schermo, premendo un tasto sulla tastiera del computer.<br />
Test Abilità Somatopercettive – Verrà utilizzato un paradigma di stimolazione<br />
tattile consistente in una serie di piccoli stimoli meccanici sulla cute del<br />
braccio destro. Il compito del soggetto sarà quello di definire quale tra due stimolazioni<br />
viene percepita come più intensa o più lunga. L’accuratezza delle<br />
stimolazioni verrà controllata attraverso un sistema di solenoidi e registrata<br />
su un computer.<br />
Risultati attesi<br />
Ci attendiamo un miglioramento di tutte le componenti attentive come<br />
valutate dalla ANT. In seconda analisi ci aspettiamo un aumento della discriminazione<br />
tattile nella componente della distanza; tale evenienza sarà interpretata<br />
come l’effetto di una maggiore consapevolezza nel “ body referencing ”.<br />
Attività previste<br />
Neuropsicologia<br />
Misure comportamentali con un paradigma cognitivo all’uopo predisposto<br />
e validato comportamentalmente in un gruppo di giovani atleti disabili ed<br />
in un gruppo di giovani atleti normodotati.<br />
D.3.3 – Lo sport in soggetti disabili: il confronto fra sport open skill<br />
vs closed skill (Francesco Di Russo, Donatella Spinelli)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: ERPs, neglect, disabili, sport.<br />
Descrizione<br />
Negli ultimi dieci anni si rileva una crescente attenzione per lo sport<br />
come strumento di prevenzione e recupero del benessere fisico e mentale.<br />
Tuttavia gli studi in soggetti con disabilità che praticano sport sono ancora<br />
piuttosto limitati nel numero e nelle aree indagate. La ricerca si collega a un<br />
2009 421
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
progetto sviluppato in precedenza che ha riguardato la valutazione elettrofisiologica<br />
di soggetti disabili che praticano il basket in carrozzina. Si sono<br />
riscontrate significative differenze rispetto a un gruppo di controllo di soggetti<br />
normodotati che non praticano sport. Queste riguardano il comportamento<br />
(tempi di reazione rallentati) ed alcune componenti della risposta elettrofisiologica<br />
che risultano rallentate, mentre altre componenti sono preservate. Si<br />
intendono chiarire i fattori responsabili delle alterazioni e quelli responsabili<br />
della conservazione. A tal fine, è necessario un confronto fra soggetti di patologia<br />
simile che partecipano a sport differenti. Abbiamo selezionato il nuoto e<br />
la scherma. Il basket in carrozzina, come la scherma è uno sport open-skill e<br />
aldilà delle differenze (sport di squadra vs individuale; strategie specifiche<br />
etc.) sollecita aspetti percettivi, attenzionali ed esecutivi piuttosto simili; il<br />
nuoto è uno sport closed-skill, che sollecita l’atleta in modo molto differente.<br />
Intendiamo stabilire i differenti profili comportamentali ed elettrofisiologici<br />
che corrispondono ai diversi tipi di sport. La domanda centrale è se l’intensa<br />
attività sportiva svolta dagli atleti disabili possa influenzare e in che modo la<br />
velocità e l’efficienza dei processi percettivi ed esecutivi.<br />
Risultati attesi<br />
Negli atleti del basket in carrozzina i tempi di reazione nella condizione<br />
SRT e nella condizione discriminativa (Go/No-Go) sono più lenti rispetto a<br />
quelli del gruppo di controllo; anche le latenze di diverse componenti degli<br />
ERP sono rallentate. Questi dati sono interpretabili come conseguenze corticali<br />
a lungo termine dell’evento traumatico subito in passato dagli atleti [Di<br />
Russo et al. 2005]; questo dato dovrebbe essere in generale confermato negli<br />
altri due gruppi di soggetti che hanno sofferto di patologie simili. Nell’ipotesi<br />
che gli sport open-skill possano esercitare effetti particolarmente positivi sui<br />
processi percettivi ed esecutivi [Di Russo et al. 2006], ci si attende che i rallentamenti<br />
misurati a livello comportamentale ed elettrofisiologico siano più<br />
accentuati nel gruppo dei nuotatori. Una specifica attenzione sarà rivolta alla<br />
componente N2 nella condizione No-Go; ci attendiamo che questa, come indicatore<br />
dei processi esecutivi di inibizione della risposta, sia più marcata nel<br />
caso di sport open-skill, e meno marcata per sport closed-skill.<br />
Attività previste<br />
Utilizzeremo il compito detto “ Go/No-Go ”. Si chiede al soggetto di discriminare<br />
fra stimoli leggermente diversi fra loro, rispondendo ad alcuni e trattenendosi<br />
dal rispondere ad altri. Mentre il soggetto è impegnato in questo<br />
compito, sono registrati i potenziali evento-correlati (ERPs) che descrivono<br />
l’attivazione corticale in funzione del compito e forniscono una descrizione ad<br />
altissima risoluzione dell’evoluzione nel tempo degli eventi corticali. Simultaneamente<br />
si registrerà la performance comportamentale (tempi di reazione,<br />
swicth cost, omissioni e falsi allarmi). In aggiunta al compito Go/No-Go, registreremo<br />
l’attività evocata in un compito che non richiede la discriminazione<br />
(compito di reazione semplice SRT), utile per definire la linea di base del singolo<br />
soggetto.<br />
422 2009
Neuropsicologia<br />
L’elettroencefalogramma (EEG) sarà registrato mediante un sistema di<br />
registrazione a 64 canali (BrainVisionTM). Le componenti considerate<br />
saranno: P1 (finestra temporale 80-150 ms), N1 (finestra temporale 130-200<br />
ms), P2 (finestra temporale 180-300 ms), N2 (finestra temporale 200-350 ms)<br />
e P3 (finestra temporale 250-500 ms). Analisi della varianza verranno effettuate<br />
sulle diverse componenti. Si utilizzerà inoltre una procedura di sottrazione<br />
[Ritter et al. 1982] fra gli ERPs in diverse condizioni (condizione Go<br />
meno condizione No-Go), e su queste onde differenziali si effettuerà l’analisi<br />
delle sorgenti.<br />
– Di Russo F., Taddei F, Aprile T, Spinelli D. (2006) Neuroscience Letters 408: 113-<br />
118.<br />
– Di Russo F, Incoccia C, Formisano R, Sabatini U, Zoccolotti P (2005) Journal of<br />
Neurotrauma 22: 297-312.<br />
– Ritter W, Simson R, Vaughan Jr HG, Macht M (1982) Science 218: 909-911.<br />
D.3.4 – Percezione del tempo durante movimenti del corpo<br />
(Fabrizio Doricchi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Tempo, corpo, stimolazione vestibolare.<br />
Descrizione<br />
L’informazione temporale rappresenta una variabile di fondamentale<br />
importanza nella nostra interazione con eventi dinamici che hanno luogo<br />
all’interno del nostro ambiente interno od esterno. Cogliamo costantemente<br />
regolarità temporali, ed utilizziamo queste per formare ed aggiornare aspettative<br />
temporali in grado di ottimizzare i nostri processi di orientamento attentivo,<br />
di elaborazione sensoriale e di emissione di risposte comportamentali<br />
appropriate. Numerosi studi psicofisici sul tempo ci forniscono esempi sul<br />
modo in cui variazioni di proprietà ambientali siano in grado di influenzare le<br />
prestazioni di soggetti in compiti di stima temporale [Kanai et al. 2006; Treisman<br />
et al. 1992; Penton-Voak et al. 1996]. Da un punto di vista ecologico<br />
comunque, il vantaggio principale conferito dal rappresentare le proprietà<br />
temporali del nostro ambiente risiede nel favorire le nostre interazioni con<br />
eventi che si evolvono al suo interno: per fare questo il nostro sistema nervoso<br />
deve essere in grado di integrare l’informazione relativa a variazioni ambientali<br />
con informazione associata alle nostre permutazioni nello spazio e nel<br />
tempo. In questo studio vogliamo indagare la regolarità dei processi di<br />
timekeeping invertendo la logica procedurale comunemente adottata negli<br />
studi psicofisici sul tempo: invece di osservare gli effetti prodotti da variazioni<br />
ambientali sulle rappresentazioni del tempo, vogliamo indagare gli effetti prodotti<br />
dalle nostre permutazioni nello spazio sulle stime temporali di eventi<br />
ambientali invarianti.<br />
2009 423
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
Procedura e disegno sperimentale<br />
Sottoporremo 12 soggetti destrimani ad un compito di finger tapping in<br />
presenza od assenza di accelerazioni angolari sul piano assiale. L’esperimento<br />
sarà eseguito in una stanza completamente buia, fatta eccezione per un punto<br />
di fissazione posto d’innanzi al soggetto e che si muove solidalmente con la<br />
testa del soggetto. Ai soggetti verranno presentate delle sequenze isocrone di<br />
toni acustici intervallati a 500 msec l’uno dall’altro: dopo una fase iniziale di<br />
ascolto (9 secondi), un tono di frequenza differente segnalerà al soggetto di<br />
dover incominciare a rispondere ritmicamente sincronizzando le proprie<br />
risposte alla presentazione dei toni. Questa fase potrà protrarsi per tutta la<br />
durata del trial (fase di Sincronizzazione: 81 secondi) o, dopo 9 secondi dal<br />
suo inizio, cesserà la presentazione dei toni ed il soggetto dovrà perseverare<br />
nella produzione del ritmo in assenza del feedback acustico (fase di Continuazione:<br />
72 secondi).<br />
Ciascun soggetto sarà sottoposto a 12 blocchi di 8 trial ciascuno risultanti<br />
dalla combinazione delle seguenti variabili: presenza od assenza di<br />
feedback acustico (Sincronizzazione vs Continuazione), presenza od<br />
assenza di accelerazioni angolari (Baseline vs Movimento), presenza od<br />
assenza del punto di fissazione (Fix vs NoFix: controllo del riflesso vestibolo-oculare)<br />
e velocità di picco dei movimenti rotatori (60°/s vs 100°/s; solo<br />
nei trial in movimento). Adotteremo un profilo di moto sinusoidale costituito<br />
da 8 rotazioni alternate a destra e a sinistra di 9 secondi ciascuno, per<br />
un totale di 72 secondi.<br />
Attendiamo di osservare delle modulazioni sinusoidali della frequenza di<br />
risposta in funzione delle variazioni di velocità nei trial in cui vi è un’assenza<br />
del feedback acustico (blocchi di Continuazione), essendo la prestazione in<br />
questi ultimi esclusivamente dipendente dall’interiorizzazione dell’intervallo<br />
target precedentemente appreso. Nel qual caso si verificasse questo fenomeno,<br />
avremmo una dimostrazione del modo in cui la rappresentazione<br />
interna di una durata esternamente definita vari in funzione dei propri spostamenti<br />
nello spazio. Questo dato potrebbe avere un peso notevole sullo stato<br />
attuale delle conoscenze sulla rappresentazione del tempo, in quanto ci fornirebbe<br />
un’indicazione del modo in cui il sistema nervoso modula rappresentazioni<br />
temporali di eventi ambientali in funzioni di nostre variazioni di stato al<br />
suo interno.<br />
– Kanai R, Paffen CLE, Hogendoorn H, Verstraten FAJ (2006) Journal of Vision 6:<br />
1421-1430.<br />
– Penton-Voak IS, Edwards H, Percival A, Wearden JH (1996) Journal of Experimental<br />
Psychology: Animal Behaviour Processes 22(3): 307-320.<br />
– Treisman M, Faulkner A, Naish PLN (1992) Quarterly Journal of Experimental Psychology<br />
45A: 235-263.<br />
Attività previste<br />
• Acquisizione ed analisi dati psicofisici.<br />
• Chiusura dello studio e pubblicazione dei dati relativi al progetto.<br />
424 2009
Neuropsicologia<br />
D.3.5 – Valutazione della predittività di indici attenzionali visuospaziali<br />
in pazienti eminegligenti (Fabrizio Doricchi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Attenzione, predittività spaziale, eminegligenza, processi decisionali.<br />
Descrizione<br />
L’allocazione di risorse attentive verso eventi spaziali e temporali è più<br />
efficiente quando tali eventi possono essere associati ad indici (cues) attentivi<br />
che li precedono [Posner 1980; Nobre 2007]. In natura, la forza della associazione<br />
tra cues ed eventi (i.e. la predittività statistica delle cues ) varia tra contesti/periodi<br />
in cui essa è stabilmente alta o bassa (che determina stati corrispondenti<br />
di elevata o bassa “ incertezza attesa ” sulla predittività delle cues), e<br />
contesti/periodi nei quali non sono presenti relazioni probabilistiche stabili<br />
tra cues ed eventi [Aston-Jones and Cohen 2005; Yu and Dayan 2005;<br />
Rushworth and Behrens 2008]. Quest’ultimo stato, definito di “ incertezza<br />
inattesa ” [Yu and Dayan 2005], obbliga l’organismo a scoprire nuove contingenze<br />
statistiche tra cues ed eventi. La valutazione della capacità di valutare e<br />
sfruttare la predittività di cues attentive visuo-spaziali in pazienti che hanno<br />
sofferto di lesioni cerebrali focali, potrebbe avere importanti implicazioni per<br />
la diagnosi e la riabilitazione dei disturbi dell’orientamento spaziale sofferti<br />
da pazienti cerebrolesi unilaterali affetti da eminegligenza. Tale sindrome è<br />
caratterizzata infatti dalla ridotta allocazione delle risorse attentive verso lo<br />
spazio controlesionale ed è più frequente a seguito di lesioni emisferiche<br />
destre [Doricchi et al. 2008]. Uno degli aspetti ancora poco indagati di tale<br />
sindrome, riguarda le capacità che i pazienti eminegligenti hanno nel valutare,<br />
ritenere e sfruttare volontariamente la predittività delle associazioni tra<br />
cues attentive e targets, sia nella porzione di spazio spontaneamente attesa<br />
che nello spazio controlesionale “ spontaneamente disatteso ”.<br />
Lo scopo del presente progetto di ricerca è quello di indagare gli effetti<br />
che la predittività di cues attentive e la consapevolezza/non consapevolezza<br />
della predittività delle cues stesse hanno sull’orientamento volontario della<br />
attenzione spaziale in pazienti cerebrolesi destri affetti da eminegligenza ed in<br />
campioni di controllo di pazienti non affetti da eminegligenza e di soggetti<br />
normali. Nei campioni di pazienti, intendiamo inoltre esplorare eventuali correlazioni<br />
anatomo-cliniche del risparmio vs compromissione della capacità di<br />
valutazione della predittività delle cues. Tali correlazioni di alta risoluzione e<br />
tracking DTI dei fasci di sostanza bianca [Doricchi et al. 2008].<br />
Attività previste<br />
Disegno sperimentale – In tutti i soggetti, in sessioni separate verrà innanzitutto<br />
valutata la capacità di cogliere regolarità statistiche nella posizione di<br />
comparsa di target visivi nell’emispazio sinistro e nell’emispazio destro.<br />
2009 425
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
In ognuna di queste due condizioni gli stimoli compariranno in due box,<br />
collocate rispettivamente una al centro del quadrante visivo superiore ed una<br />
al centro del quadrante visivo inferiore (distanza dalla fissazione centrale 5°).<br />
La comparsa degli stimoli sarà distribuita in modo non-equiprobabile tra le<br />
due box: l’80% dei target comparirà in una delle due box ed il 20% dei targets<br />
nella box opposta. L’analisi dei tempi di reazione manuale ai target metterà in<br />
luce se tale sbilanciamento spaziale nella distribuzione dei target induca<br />
tempi di reazione più veloci (i.e. vantaggi attentivi), per la posizione dove il<br />
target appare più frequentemente.<br />
In una terza sessione, verrà esaminata la capacità di estrarre e sfruttare<br />
regolarità statistiche per posizioni non corrispondenti dei due emispazi<br />
visivi. In tale condizione sperimentale, gli stimoli potranno comparire in<br />
uno dei quattro quadranti visivi, tuttavia la regolarità di comparsa dei targets<br />
verrà messa in contrasto tra emicampo sinistro e destro, presentando<br />
(ad es.) nell’emicampo sinistro l’80% dei targets nel quadrante superiore ed<br />
il 20% ne quadrante inferiore e, viceversa, nell’emicampo destro l’80% dei<br />
targets nel quadrante inferiore ed il 20% in quello superiore. Lo scopo di<br />
questa ultima condizione sperimentale è in particolare quello di indagare se<br />
i pazienti che spontaneamente disattendono l’emispazio sinistro traspongano<br />
erroneamente a tale emispazio l’aspettativa spaziale indotta nell’emispazio<br />
atteso di destra.<br />
Alla fine di ogni sessione sperimentale i pazienti verranno sottoposti ad<br />
un breve questionario atto ad accertare se eventuali effetti di vantaggio attentivo<br />
osservati nei tempi di reazione a favore delle posizioni nelle quali gli stimoli<br />
compaiono più frequentemente si riflettano o meno nel riconoscimento<br />
esplicito.<br />
Pazienti – Oltre ad un campione di controllo, verranno inclusi nella ricerca<br />
pazienti cerebrolesi destri con o senza eminegligenza. Saranno considerati<br />
solamente pazienti esenti da disturbi di campo visivo.<br />
Analisi anatomiche – La localizzazione ed estensione delle lesioni e la ricostruzione<br />
dei fasci di connessione della sostanza bianca [Catani et al. 2002]<br />
verranno eseguite sulla base di acquisizioni MRI e DTI su macchina a 3<br />
tesla. Il mappaggio delle lesioni cerebrali sarà eseguito con il programma<br />
DISPLAY, [JD McDonald, Brain Imaging Center, Montreal Neurological tute<br />
www.bic.mni.mcgill.ca/ software/Display/Display.html]. La media dei<br />
volumi di voxels marcati per ogni paziente e riallineati nello spazio di Tailarach<br />
genera la mappa di probabilità [Doricchi, Tomaiuolo 2003] che rivela<br />
la localizzazione delle aree di massima sovrapposizione delle lesioni. Le<br />
mappe di probabilità media dei gruppi di pazienti che nella valutazione psicofisica<br />
mostrano sensibilità alla predittività delle cues saranno quindi confrontate<br />
con quelle dei pazienti che non mostrano tale sensibilità. I dati di<br />
DTI verranno dapprima preprocessati per l’ottenimento di mappe di diffusività<br />
media (MD) e anisotropia frazionaria (FA). Le mappe di FA verranno<br />
quindi utilizzate per l’applicazione di algoritmi di trattografia, al fine di<br />
ricostruire i principali fasci di sostanza bianca. Dopo ricostruzione, ver-<br />
426 2009
Neuropsicologia<br />
ranno eseguite, all’interno dei fasci segmentati, misure quantitative (FA e<br />
MD) di integrità microstrutturale. Tali misurazioni serviranno ad individuare<br />
possibili fattori disconnettivi specificamente legati alla sensibilità per<br />
la predittività delle cues.<br />
– Aston-Jones G, Cohen JD (2005) Annu Rev Neurosci 28: 403-450.<br />
– Doricchi F, Thiebaut De Schotten M, Tomaiuolo F, Bartolomeo P (2008) Cortex 44:<br />
983-995.<br />
– Doricchi F, Tomaiuolo F (2003) Neuroreport 14 (17): 2239-2243.<br />
– Nobre AC, Correa A, Coull JT (2007) Curr Opin Neurobiol 17: 465-470.<br />
– Posner MI (1980) Q J Exp Psychol 32: 3-25.<br />
– Rushworth MFS, Behrens TEJ (2008) Nat Rev Neurosci 11: 390-397.<br />
– Yu AJ, Dayan P (2005) Neuron 46: 681-692.<br />
2009 427
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
D.4 –RUOLO DELLA CORTECCIA CEREBRALE NELLA COGNIZIONE DEL CORPO<br />
D.4.1 – Discriminazione tattile di giudizi di distanza e morbidezza<br />
in soggetti sottoposti ad allungamento chirurgico<br />
degli arti superiori (Grazia Spitoni)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Discriminazione tattile, giudizio distanza, S1, S2, plasticità<br />
corticale.<br />
Descrizione<br />
Negli ultimi anni si è assistito ad un continuo e crescente interesse nello<br />
studio dei meccanismi psicologi e neurali dell’integrazione multisensoriale tra<br />
le diverse modalità. Tra i diversi studi del settore alcuni si sono concentrati<br />
sul modo in cui il cervello elabora e costruisce rappresentazioni multisensoriali<br />
delle parti del corpo e dello spazio intorno ad esse e su come tali rappresentazioni<br />
possono influenzare la percezione del corpo e l’esecuzione di<br />
azioni. Ad esempio per determinare con esattezza la posizione e la natura di<br />
uno stimolo tattile su un distretto corporeo è necessario sapere non solo quale<br />
parte del corpo è stata stimolata ma anche dove quella specifica parte del<br />
corpo è posizionata rispetto allo spazio; questa particolare operazione<br />
richiede l’integrazione di informazioni visive, tattili e propriocettive. All’interno<br />
di tale cornice concettuale si situa lo studio della percezione dell’ampiezza<br />
della distanza tra due punti sulla superficie corporea. Tale fenomeno è<br />
stato studiato sin dal secolo scorso [Weber 1826 “ De Subtilitate Tactus ”].<br />
Sappiamo infatti che non tutte le parti del corpo sono ugualmente sensibili<br />
alla distanza spaziale tra due stimoli tattili somministrati simultaneamente.<br />
In una particolare illusione tattile descritta da Weber, la percezione di due<br />
punti di distanza costante, viene interpretata come diversa a seconda del<br />
distretto corporeo che viene stimolato; la stessa distanza viene ad esempio<br />
percepita come maggiore se la parte del corpo stimolata è una zona ad alta<br />
acuità tattile (ad esempio le dita di una mano) rispetto distretti corporei ad<br />
acuità minore (ad esempio il braccio). Il limite estremo di questa illusione è<br />
rappresentato dalla percezione di un solo punto nelle zone del corpo a bassa<br />
acuità tattile, come ad esempio la schiena e la coscia [Katz 1925].<br />
Tra i diversi autori che si sono occupati di questo fenomeno, Weinstein<br />
[1968] ha riportato una mappatura dettagliata della soglia di discriminazione<br />
tattile dell’intera superficie corporea. Più recentemente Green [1982] ha studiato<br />
sperimentalmente la relazione funzionale tra la reale distanza fisica e<br />
quella “ illusoriamente ” percepita, confermando le intuizioni degli autori precedenti.<br />
Ad ulteriore conferma degli studi del passato l’autore suggerisce che<br />
la distanza tra due punti sulla pelle viene percepita diversamente sulle diverse<br />
parti del corpo e che tale differenza è ulteriormente influenzata dall’orientamento<br />
dei due stimoli favorendo una maggiore accuratezza quando gli stimoli<br />
428 2009
vengono somministrati longitudinalmente all’asse corporeo. La maggior parte<br />
degli studi sul fenomeno della discriminazione di distanza, hanno seguito la<br />
tradizione degli studi comportamentali e psicofisici. I correlati neurali del<br />
fenomeno sono stati sino ad ora scarsamente indagati.<br />
In un recente studio Spitoni e coll. [submitted] hanno utilizzato la risonanza<br />
magnetica funzionale per misurare l’attivazione corticale durante l’effettiva<br />
esecuzione del giudizio di distanza e di morbidezza, in un gruppo di<br />
soggetti normali. L’idea di base è che, poiché i due compiti si basano su processi<br />
cognitivi in parte diversi, la loro esecuzione dovrebbe attivare aree<br />
diverse, quali la corteccia somatosensoriale primaria e secondaria nel giudizio<br />
di morbidezza ed aree parietali più posteriori nel giudizio di distanza. I risultati<br />
dello studio hanno messo in luce che i due processi utilizzano network<br />
neurali non totalmente sovrapponibili, suggerendo che per effettuare un giudizio<br />
di “ spazialità ” sul corpo sono utilizzati meccanismi più complessi.<br />
All’interno di questo filone di studi si situa il lavoro sui fenomeni di plasticità<br />
corticale in soggetti con allungamento chirurgico degli arti. Un lavoro di<br />
Di Russo et al. [2006] ha messo in luce che in due soggetti acondroplasici sottoposti<br />
ad allungamento degli arti inferiori, la rappresentazione corticale dei<br />
distretti corporei allungati subisce un significativo spostamento durante la<br />
fase di allungamento. Tale modificazione ritorna come prima dell’operazione<br />
ad allungamento completato, suggerendo e confermando la capacità plastica<br />
del cervello.<br />
L’obiettivo del nostro nuovo lavoro è quello di indagare se i pazienti sottoposti<br />
ad allungamento delle braccia mantengano inalterati i processi di discriminazione<br />
tattile (di distanza e morbidezza). Questo dato potrebbe far luce<br />
sulle modalità riorganizzative della corteccia cerebrale nei due compiti: sensoriale<br />
(morbidezza) e cognitivo (distanza).<br />
Attività previste<br />
Neuropsicologia<br />
A tal fine saranno testati 5 pazienti acondroplasici, sottoposti ad allungamento<br />
chirurgico degli arti superiori; tale procedura sarà effettuata con il<br />
metodo Ilizarov. Parallelamente ai pazienti sarà testato un gruppo di controllo<br />
abbinato per età e sesso. Ogni partecipante sarà testato 3 volte:<br />
1. Pazienti:<br />
• prima dell’intervento chirurgico;<br />
• subito dopo la rimozione dei fissatori Ilizarov;<br />
• a distanza di circa 6 mesi della rimozione.<br />
2. Controlli:<br />
• prima valutazione;<br />
• seconda valutazione appaiata per mesi a quella del paziente di riferimento;<br />
• terza valutazione a distanza di 6 mesi dalla seconda.<br />
In ogni sessione, il soggetto riceverà una valutazione dello schema corporeo<br />
ed una valutazione delle abilità di discriminazione tattile. Quest’ultime<br />
saranno misurate attraverso un paradigma sperimentale in grado di differen-<br />
2009 429
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
ziare le componenti di base (tatto interocettivo) da quelle più complesse (tatto<br />
esterocettivo); a tal fine verrà utilizzato un sistema di stimolazione meccanico<br />
(set di 8 solenoidi ), controllato da un computer.<br />
Nel corso del 2009 pertanto verrà eseguita la valutazione pre-operatoria<br />
nei pazienti sottoposti ad allungamento ed alla valutazione iniziale nei soggetti<br />
di controllo.<br />
Misure comportamentali con un paradigma cognitivo all’uopo predisposto<br />
e validato comportamentalmente in un gruppo di giovani normodotati.<br />
D.4.2 – Effetti dell’inattivazione temporanea mediante TMS<br />
del lobulo parietale posteriore sull’abilità di giudizi spaziali<br />
nei diversi distretti corporei (Luigi Pizzamiglio)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: TMS, schema corporeo, rappresentazione spaziale del corpo.<br />
Descrizione<br />
Il presente progetto integra una serie di esperimenti comportamentali con<br />
esperimenti di stimolazione magnetica transcranica (TMS) al fine di indagare<br />
i meccanismi neurali coinvolti nell’elaborazione della valutazione spaziale del<br />
corpo.<br />
La relazione tra spazio e corpo è stata indagata attraverso diverse prospettive<br />
come ad esempio la rappresentazione del corpo nello spazio [Costantini<br />
et al. 2005; Pizzamiglio et al. 2003], la rappresentazione dello spazio sul<br />
corpo [Azañón, Haggard 2008; Serino et al. 2008] e la rappresentazioni della<br />
relazione spaziale tra i diversi distretti corporei [Corradi dell’Acqua et al.<br />
2008]. Nonostante la maggioranza degli studi abbia utilizzato come modalità<br />
preferenziale la visione, alcuni recenti lavori mostrano che il tatto si adatta<br />
adeguatamente allo studio delle rappresentazioni spaziali del e nel corpo<br />
[Tsakiris 2008; Schütz-Bosbach et al. 2008; Brozzoli et al. 2008]. I network<br />
corticali tipicamente associati a tali processi coinvolgono sistemi fronto-parietali<br />
presenti sia nell’emisfero destro che nel sinistro; più precisamente la codifica<br />
di giudizi spaziali sul corpo coinvolge un circuito prevalentemente destro<br />
[Spitoni et al. submitted] mentre compiti di giudizi sulla relazione spaziale tra<br />
le parti del corpo sono associati ad un sistema fronto-parietale sinistro [Corradi<br />
dell’Acqua et al. 2008]. Tale stato si riflette anche nei disturbi dello<br />
schema corporeo (dell’immagine corporea) presenti in particolari pazienti<br />
cerebrolesi. Ad esempio Committeri et al. [2007] mostrano che lesioni del<br />
lobulo parietale inferiore destro possono provocare neglect personale; analogamente<br />
lesioni della stessa area ma nell’emisfero sinistro portano ad un quadro<br />
clinico descritto come autotopagnosia [Corradi dell’Acqua et al. 2008].<br />
Sulla base di queste evidenze la TMS risulta una tecnica d’indagine particolarmente<br />
utile per studiare aspetti diversi dei processi di rappresentazione<br />
spaziale del corpo. Per questo motivo lo scopo del presente studio è di verifi-<br />
430 2009
care se l’inibizione temporanea del lobulo parietale destro porta interferenze<br />
significative nella rappresentazione dello schema corporeo simili a quelle<br />
osservate in pazienti affetti da neglect personale; parallelamente studieremo<br />
se l’inibizione temporanea della stessa area, ma nell’emisfero sinistro, provoca<br />
un quadro analogo all’autotopagnosia.<br />
– Azañón E, Haggard P (2009) Cortex 45(9): 1078-1084.<br />
– Brozzoli C, Ishihara M, Göbel SM, Salemme R, Rossetti Y, Farnè A (2008) PNAS<br />
USA 105(14): 5644-5648.<br />
– Committeri G, Pitzalis S, Galati G, Patria F, Pelle G, Sabatini U, Castriota-Scanderbeg<br />
A, Piccardi L, Guariglia C, Pizzamiglio L (2007) Brain 130(Pt 2): 431-441.<br />
– Corradi-Dell’Acqua C, Hesse MD, Rumiati RI, Fink GR (2008) Cereb Cortex 18(12):<br />
2879-2890.<br />
– Costantini M, Galati G, Ferretti A, Caulo M, Tartaro A, Romani GL, Aglioti SM<br />
(2005) Cereb Cortex 15(11): 1761-1767.<br />
– Pizzamiglio L, Iaria G, Berthoz A, Galati G, Guariglia C (2003) J Clin Exp Neuropsychol<br />
25(6): 769-782.<br />
– Schütz-Bosbach S, Musil JJ, Haggard P (2008) Consciousness and cognition 17(3):<br />
911-922.<br />
– Serino A, Giovagnoli G, de Vignemont F, Haggard P (2008) Acta Psychol (Amst)<br />
128(2): 355-360.<br />
– Tsakiris M (2008) PLoS ONE 3(12): e4040. Epub 2008 Dec 24.<br />
Attività previste<br />
Neuropsicologia<br />
• Nel primo anno studieremo un gruppo di soggetti sottoposti all’inattivazione<br />
del lobulo parietale inferiore destro.<br />
• Nel secondo anno studieremo un gruppo di soggetti sottoposti all’inattivazione<br />
del lobulo parietale inferiore sinistro.<br />
D.4.3 – Relazione madre-figlio e differenze di genere nell’empatia<br />
per il dolore altrui: uno studio di potenziali evocati laser (LEPs)<br />
(Salvatore Maria Aglioti)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Empathy for pain, Laser Evoked Potentials, social variables.<br />
Descrizione<br />
L’empatia è intesa come la capacità di comprendere le emozioni altrui,<br />
come la felicità o il disgusto o anche un’esperienza sensoriale, come il tatto, il<br />
solletico o il dolore [Gallese 2003]. Gli attuali modelli delle neuroscienze<br />
cognitive postulano che un certo stato percettivo, motorio o emozionale di un<br />
individuo attivi automaticamente la rappresentazione corrispondente in un<br />
altro individuo che osserva quello stato, attraverso un processo di simulazione<br />
2009 431
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
interna [Preston, de Waal 2002]. A livello neuronale, questo processo potrebbe<br />
basarsi su un meccanismo di tipo mirror – come quello originariamente scoperto<br />
nella corteccia premotoria della scimmia nell’ambito della percezione di<br />
azioni [Gallese et al. 1996; Rizzolatti et al. 1996] –che si attiva sia quando<br />
viene eseguita un’azione, sia quando si osserva la stessa azione compiuta da<br />
un altro individuo [di Pellegrino et al. 1992; Gallese et al. 1996]. Recentemente<br />
numerosi studi sono stati compiuti nell’ambito dell’empatia del dolore<br />
allo scopo di comprendere se l’osservazione della sofferenza altrui induca l’attivazione<br />
delle stesse aree corticali attivate durante la percezione diretta di<br />
uno stimolo doloroso [Avenanti et al. 2005; Bufalari et al. 2007; Morrison et<br />
al. 2004; Jackson et al. 2005; Singer et al. 2004; Valeriani et al. 2008]. In particolare,<br />
Valeriani e collaboratori – in un recente studio approvato dalla <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> [Prot. CE-AG4-PROG.98-154 del 31/10/2005] – hanno<br />
dimostrato un diretto coinvolgimento della corteccia somatosensoriale secondaria<br />
(SII) durante l’osservazione di una stimolazione dolorosa applicata sulla<br />
mano di un modello. Tale attivazione è correlata in modo significativo con la<br />
percezione del dolore avvertita dal soggetto durante la visione dell’immagine.<br />
A partire da queste recenti evidenze sperimentali, l’obiettivo del presente<br />
studio è quello di indagare se variabili sociali complesse influiscono sulla<br />
capacità di stabilire una relazione empatica con l’altro. Nel presente progetto<br />
sperimentale ci si propone di indagare come la risposta al dolore dell’altro sia<br />
influenzata dalla presenza di un legame genitore-figlio. In particolare, studieremo<br />
come le donne che vivono l’esperienza della maternità, reagiscono all’osservazione<br />
di una stimolazione dolorosa applicata su un bambino. Secondariamente,<br />
confronteremo tale risposta con quella ottenuta da un altro gruppo<br />
sperimentale composto da uomini che vivono l’esperienza della paternità. A<br />
sua volta, la risposta empatica di donne e uomini che hanno una relazione<br />
filiale sarà confrontata con quella di uomini e donne, che non possiedono una<br />
relazione filiale (gruppi di controllo).<br />
Obiettivi<br />
Il presente progetto di ricerca propone i seguenti obiettivi:<br />
1) indagare se l’empatia per il dolore altrui sia un fenomeno influenzato<br />
dalla presenza di una relazione madre/figlio nel soggetto sperimentale;<br />
2) indagare eventuali differenze legate al sesso del genitore.<br />
Metodo<br />
Partecipanti – Lo studio sarà condotto su 4 gruppi di 14 soggetti normali<br />
destrimani distinti sulla base della presenza/assenza di una relazione figliale<br />
(donne e uomini con figli verso donne e uomini senza figli) e del sesso<br />
(maschi verso femmine).<br />
Tecniche sperimentali – Potenziali Evocati Laser (LEPs): La registrazione<br />
dei LEPs rappresenta una tecnica che consente l’esplorazione funzionale<br />
del sistema deputato all’elaborazione del dolore (o sistema nocicettivo).<br />
Gli stimoli laser YAP attivano selettivamente le fibre mieliniche di piccolo<br />
calibro Ad e quelle amieliniche C, senza la contemporanea attivazione delle<br />
432 2009
Neuropsicologia<br />
fibre propriocettive [Bromm, Treede 1984]. L’energia dello stimolo laser<br />
YAP viene assorbita completamente negli strati più superficiali della cute,<br />
dove sono localizzate solamente le terminazioni libere dei nocicettori e non<br />
raggiunge la parte più profonda del derma, sede dei recettori non nocicettivi.<br />
La stimolazione di tali recettori evoca una risposta elettroencefalografica<br />
(potenziale evocato laser – LEP) collegata all’attivazione dei nocicettori<br />
meccano-termici di tipo II (AMH II), delle fibre afferenti di piccolo diametro<br />
mieliniche (Ad) e del tratto spinotalamico [Bromm & Treede 1991]. La registrazione<br />
dei potenziali evocati laser consente di esplorare l’attività nella<br />
corteccia somatosensoriale secondaria (SII) e nel cingolo, attraverso lo studio<br />
della componente di media latenza N1/P1 (circa 160 ms dall’applicazione<br />
dello stimolo laser) e tardiva N2a-P2 (rispettivamente circa 200ms-<br />
350ms dall’applicazione dello stimolo laser). L’applicazione dei LEPs nell’ambito<br />
degli studi sul dolore è assolutamente non-invasiva e priva di controindicazioni<br />
per il soggetto sperimentale.<br />
Stimoli: Alcuni brevi filmati raffigureranno la mano destra di un modello<br />
adulto e/o di un bambino nelle seguenti condizioni osservative:<br />
1) immagine di una mano destra in posizione statica da una prospettiva<br />
in cui è ben evidente il dorso (condizione di baseline);<br />
2) immagine di una siringa che penetra profondamente nel dorso della<br />
mano destra (condizione sperimentale).<br />
3) immagine di un cotton-fioc che tocca il dorso di una mano destra<br />
(condizione di controllo).<br />
Registrazione LEPs: La registrazione avverrà per mezzo di una cuffia a 56<br />
canali, secondo un ampliamento del sistema di montaggio 10-20 ed in contemporanea<br />
verrà registrato l’EOG al fine di scartare dall’averaging le risposte<br />
contaminate da movimenti oculari. L’impedenza verrà mantenuta sotto i 5<br />
KW.<br />
Procedura sperimentale – Nella fase immediatamente precedente alla<br />
registrazione, verrà chiesto al soggetto di mantenere il corpo il più possibile<br />
rilassato e di evitare movimenti degli occhi, per migliorare la qualità della<br />
registrazione elettroencefalografica.<br />
Prima di ogni sessione di registrazione, lo stimolo laser YAP sarà fissato<br />
alla soglia dolorosa, definita come l’intensità minima dello stimolo affinché il<br />
soggetto abbia una percezione dello stimolo laser come doloroso. Il valore<br />
della soglia sarà ottenuto con il metodo dei limiti in tre serie di incremento e<br />
decremento dell’intensità degli impulsi. La sensazione esperita dal soggetto<br />
sarà misurata utilizzando una scala visiva (Visual Analogue Scale-VAS) nella<br />
quale 0 corrisponderà a nessuna sensazione, 4 al valore soglia e 10 a dolore<br />
intollerabile. Nel corso dell’esperimento, la registrazione dei potenziali evocati<br />
laser avverrà alla soglia dolorosa. I LEPs medi verranno ottenuti per mezzo di<br />
30 stimoli laser. Immediatamente dopo ogni blocco di filmati, i soggetti compileranno<br />
diversi questionari allo scopo di valutare l’intensità e la spiacevolezza:<br />
(a) della sensazione evocata dallo stimolo laser; (b) della sensazione di<br />
dolore provata dall’osservazione delle immagini; (c) della sensazione perce-<br />
2009 433
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
pita dal modello raffigurato nelle immagini. Tali misurazioni psicofisiche permetteranno<br />
di effettuare delle correlazioni tra i giudizi soggettivi e gli indici<br />
neurofisiologici. In aggiunta, sempre per il medesimo fine, sarà ottenuta una<br />
misura di empatia di tratto chiedendo ai soggetti di compilare un questionario,<br />
chiamato IRI (Interpersonal Reactivity Index) [Davis 1996] per valutare le<br />
reazioni emozionali empatiche. Al fine di caratterizzare i 4 gruppi di soggetti,<br />
sarà utilizzato un questionario di valutazione delle variabili demografiche,<br />
sociali ed affettive, oltre che dei diversi stili di attaccamento.<br />
Disegno sperimentale – Il disegno sperimentale prevede come fattore<br />
ripetuto entro ciascun soggetto il tipo di filmato e come fattore between il<br />
gruppo, secondo un disegno di ANOVA mista.<br />
Risultati attesi<br />
Il presente studio si propone di estendere le conoscenze relative al fenomeno<br />
dell’empatia per il dolore cercando di chiarire se variabili sociali complesse<br />
entrano in gioco quando si è spettatori del dolore altrui. Il comportamento<br />
del bimbo resta l’innesco principale delle potenti emozioni della<br />
madre; in particolare, la capacità della madre di percepire il dolore e la sofferenza<br />
del neonato ha un significato funzionale: assicura un adeguato soccorso<br />
alle necessità del bambino. Per contro, una scarsa empatia può portare a conseguenze<br />
potenzialmente devastanti per la persona che necessita di cure<br />
[Goubert et al. 2005]. Pertanto, in questo studio ci aspettiamo una modulazione<br />
dei LEPs nel gruppo delle madri durante l’osservazione del filmato che<br />
raffigura una stimolazione dolorosa su un bambino, significativamente<br />
diversa rispetto agli altri tre gruppi di soggetti. In particolare, nei due gruppi<br />
di controllo (maschi e femmine senza figli) ci si aspetta una maggiore risposta<br />
empatica al dolore dell’adulto. Rispetto al fattore sesso, ci aspettiamo un continuum<br />
nella capacità di empatizzare con il dolore altrui, dove le donne<br />
mostreranno maggiore coinvolgimento, verso l’adulto o verso il bambino a<br />
seconda della presenza/assenza della relazione filiale.<br />
– Avenanti A, Bueti D, Galati G, Aglioti SM (2005) Nature Neuroscience 8: 955-960.<br />
– Bromm B, Treede R-D (1984) Human Neurobiol 3: 33-40.<br />
– Bromm B, Treede R-D (1991) Rev Neurol 147: 625-643.<br />
– Bufalari I, Aprile T, Avenanti A, Di Russo F, Aglioti SM (2007) Cereb Cortex 17:<br />
2553-2561.<br />
– Davis MH (1996) Empathy: A Social Psychological Approach Westview Press, Madison,<br />
WI.<br />
– Gallese V, Fadiga L, Fogassi L, Rizzolatti G (1996) Brain 119: 593-609.<br />
– Gallese V (2003) Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 358: 517-528.<br />
– Goubert L, Craig KD, Vervoort T, Morley S, Sullivan MJL, Williams AC de C, Cano<br />
A, Crombez G (2005) Pain 118: 285-288.<br />
– di Pellegrino G, Fadiga L, Fogassi L, Gallese V, Rizzolatti G (1992) Experimental<br />
Brain Research 91: 176-180.<br />
– Morrison I, Lloyd D, di Pellegrino G, Roberts N (2004) Cogn Affect Behav Neurosci<br />
4: 270-278.<br />
434 2009
Neuropsicologia<br />
– Jackson PL, Meltzoff AN, Decety J (2005) NeuroImage 24: 771-779.<br />
– Preston SD, De Waal FB (2002) Behav Brain Sci 25: 1-20.<br />
– Rizzolatti G, Fadiga L, Fogassi L, Gallese V (1996) Cogn Brain Res 3: 131-141.<br />
– Valeriani M, Betti V, Le Pera D, De Armas L, Miliucci R, Restuccia R, Avenanti A,<br />
Aglioti SM (2008) Neuroimage 40: 1419-1428.<br />
– Singer T, Seymour B, O’Doherty J, Kaube H, Dolan RJ, Frith CD (2004) Science<br />
303: 1157-1162.<br />
Attività previste<br />
• Esperimenti di psicofisica e stimolazione potenziali evocati laser.<br />
2009 435
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
D.5 – STRUMENTI DI VALUTAZIONE DEI DISTURBI NEUROPSICOLOGICI<br />
D.5.1 – Attivazioni cerebrali nel sequencing temporale (Cecilia Guariglia)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Memoria di percorsi, sequencing temporale, script.<br />
Descrizione<br />
Secondo l’ipotesi del “ reinstatement ”, ampiamente dibattuta in letteratura,<br />
il recupero di tracce mnestiche di tipo episodico determina la riattivazione<br />
dei networks corticali coinvolti nell’encoding dell’evento originale<br />
[Rubin & Greenberg 1998] e l’esperienza della “ recollection ” origina dalla<br />
riattivazione corticale del network che codifica le informazioni riguardanti un<br />
determinato evento. Tale pattern di attivazione, tipicamente attivato da una<br />
cue di tipo associativo, è immagazzinato nell’ippocampo sotto forma di rappresentazione<br />
e proiettato in corteccia attraverso connessioni reciproche cortico-ippocampali<br />
[Norman, O’Reilly 2003]. Sulla base di tale assunto, le attivazioni<br />
corticali associate al recupero di tracce mnestiche dovrebbero essere,<br />
almeno parzialmente, “ content-dependent ” cioè distinte in ragione del tipo di<br />
materiale immagazzinato [Woodruff et al. 2005]. Nonostante la popolarità<br />
dell’ipotesi della riattivazione, sinora pochi studi di neuroimmagini hanno<br />
direttamente indagato in quale misura i correlati neurali della recollection<br />
siano effettivamente legati alla modalità di acquisizione. Uno studio PET di<br />
Persson e Neyberg [2000] ha ad esempio dimostrato che la codifica ed il<br />
richiamo di informazioni spaziali attivavano bilateralmente regioni sovrapponibili<br />
della corteccia parietale. Più recentemente, Khan et al. [2004] hanno<br />
evidenziato attivazioni differenziali in base al tipo di encoding richiesto: il<br />
recupero di items immagazzinati utilizzando la visual imagery attivava aree<br />
posteriori para-ippocampali mentre il richiamo di items appresi attraverso l’analisi<br />
fonologica è associato ad una maggior attività della corteccia premotoria<br />
frontale. Anche Woodruff et al. [2005] riportano attivazioni specifiche<br />
legate alla modalità di acquisizione (visiva vs verbale) di serie di oggetti e di<br />
nomi.<br />
I risultati di tali studi suggerirebbero quindi che il richiamo di differenti<br />
classi di stimoli sia associato all’attività di regioni corticali coinvolte nell’elaborazione<br />
on-line delle stesse informazioni, sebbene non sia tutt’ora chiara la<br />
direzione di tale effetto. L’attivazione “ material-dependent ” di determinate<br />
aree corticali potrebbe, infatti, essere soltanto la conseguenza dell’avvenuto<br />
recupero dell’informazione riflettendo il mantenimento nella memoria a<br />
breve termine (visiva o verbale) della traccia richiamata. Alternativamente, il<br />
“ reinstatement ” potrebbe essere più strettamente legato ai due processi di<br />
encoding o retrieval: in un compito di memoria di coppie di figure Pihlajamäki<br />
et al. [2003] hanno trovato attivazioni nella corteccia peririnale<br />
durante l’encoding e attivazioni nella corteccia peririnale, ippocampo e cor-<br />
436 2009
Neuropsicologia<br />
teccia paraippocampale durante il recupero. In più, numerosi studi anche di<br />
neuroimmagini hanno portato prove a favore dell’esistenza di sistemi di<br />
memoria separati [Tulving 1987] e specializzati nell’elaborazione di determinati<br />
tipi di materiale (semantico, episodico, autobiografico): l’attività corticale<br />
associata al recupero di classi distinte di informazioni potrebbe quindi essere<br />
legata al sistema di memoria in cui queste sono state immagazzinate piuttosto<br />
che specifica per quel materiale.<br />
Assumendo l’esistenza di diversi sistemi di memoria mediati da networks<br />
neurali anatomo-funzionali indipendenti rimane comunque da chiarire<br />
quanto il recupero delle informazioni immagazzinate in ciascun sistema dia<br />
effettivamente luogo ad attivazioni sovrapponibili. La memoria episodica è<br />
coinvolta nel richiamo di eventi denotati temporalmente e spazialmente<br />
potendo contenere informazioni di diversa natura che non costituiscono una<br />
conoscenza semantica, mentre la memoria semantica riguarda la nostra generale<br />
conoscenza dei fatti del mondo che non si connotano come singoli eventi<br />
ascrivibili alla memoria episodico-autobiografica.<br />
Tali differenze di contenuto nei due magazzini rendono difficile chiarire<br />
se le attivazioni osservate durante compiti di richiamo di materiale diverso<br />
siano correlabili al recupero di specifiche informazioni o conseguenza dell’accesso<br />
all’uno o l’altro sistema di memoria.<br />
Scopo del presente studio è quello di confrontare le attivazioni cerebrali<br />
significativamente associate al richiamo di informazioni specifiche (eventi<br />
complessi strutturati, o scripts, vs percorsi) presumibilmente contenute in<br />
magazzini diversi (memoria dichiarativa episodica per i percorsi, dichiarativa<br />
non episodica per gli eventi complessi strutturati). Tale indagine potrebbe<br />
chiarire ulteriormente se l’attività corticale osservata durante il richiamo di<br />
informazioni diverse sia più dipendente dal contenuto o dal magazzino cui il<br />
soggetto accede. Gli stimoli utilizzati differiscono infatti tra loro sia per tipo<br />
(sequenze di azioni in eventi strutturati complessi e sequenze di landmarks in<br />
un percorso esperito) sia in ragione del diverso magazzino cui avrebbero<br />
accesso.<br />
Scopo di questo studio è confrontare le attivazioni cerebrali significativamente<br />
correlate all’esecuzione di compiti di sequencing temporale basati su<br />
sequenze (procedurali, semantiche e di landmark) iperapprese e quindi recuperate<br />
dalla memoria a lungo termine. Il paradigma che si intende utilizzare è<br />
quello del “ matchmismatch associativo ” [Lisman 1999] in cui la presentazione<br />
dei primi due elementi della sequenza determina il recupero associativo<br />
di specifiche anticipazioni, basate sull’esperienza, degli elementi seguenti. Il<br />
modello alla base del paradigma prevede la recollection dell’intera sequenza<br />
(sulla base dei primi elementi che costituiscono una cue associativa per il<br />
richiamo) ed un seguente confronto con gli elementi presentati successivamente<br />
che, se in ordine diverso dalle attese, darebbe luogo al “ mismatch ”.<br />
L’ippocampo è l’area cerebrale classicamente associata alla memoria di<br />
sequenze, come dimostrato da studi lesionali sui ratti [Honey et al. 1998],<br />
dalla documentazione dell’esistenza in tale area di cellule che codificano la<br />
posizione dell’animale in rapporto all’intero percorso e mostrano un pattern<br />
di scarica legato all’anticipazione delle posizioni seguenti lungo un percorso<br />
2009 437
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
noto [O’Keefe, Recce 1993]. Modelli astratti del sequencing prevedono un<br />
network etero-associativo che connette più elementi menmonici in una<br />
sequenza, supportato da un processo auto-associativo che arricchisce la<br />
sequenza di informazioni circa i singoli elementi legandoli tra loro in modo<br />
predittivo [Kleinfeld 1986]. Studi di risonanza funzionale, che hanno indagato<br />
i correlati della capacità di sequencing temporale, mostrano una attivazione<br />
del lobo temporale mesiale (ippocampo e giro paraippocampale insieme alla<br />
corteccia prefrontale dorsolaterale ed al globo pallido) per compiti di picture<br />
sequencing [Tinaz et al. 2006] in cui ai soggetti veniva richiesto, facendo<br />
ricorso alle proprie conoscenze, di organizzare eventi visivi in una sequenza<br />
coerente (ad es. girino-rana). Anche compiti di mismatch associativo [Kumaran<br />
2006], in cui la sequenza veniva appresa incidentalmente attraverso una<br />
sola esposizione, determinano una maggior attivazione dell’ippocampo (a<br />
sinistra, più corteccia ento- e peri-rinale di destra).<br />
Compiti navigazionali in ambienti di realtà virtuale attivano anch’essi l’ippocampo<br />
insieme alla corteccia parietale inferiore destra ed al nucleo caudato<br />
[Maguire et al. 1998; Hartley et al. 2003]. Le aree paraippocampali sembrano<br />
in particolare essere coinvolte in compiti di sequencing temporale, di recollection<br />
di episodi personali connotati temporalmente e di sequencing di landmarks<br />
[Burgess et al. 2001; Rosenbaum 2007] nei quali il soggetto deve identificare<br />
un landmark come familiare e la sua localizzazione.<br />
Sulla base di tali evidenze sperimentali, intendiamo esplorare i correlati<br />
del sequencing avvalendoci di materiale, sinora mai contemporaneamente<br />
utilizzato in letteratura, che sia intrinsecamente sequenziale, come gli script<br />
(rappresentazioni di eventi o sequenze di procedure) e percorsi molto noti<br />
(memoria topografica). L’assunto di base è che le rappresentazioni di tali<br />
sequenze siano immagazzinate nella memoria a lungo termine, sebbene<br />
alcuni studi dimostrino che rappresentazioni schematiche di percorsi molto<br />
noti o di eventi complessi strutturati possano sussistere indipendentemente<br />
dall’integrità dell’ippocampo o essere contenute in varie regioni della corteccia<br />
prefrontale [Wood, Grafman 2003].<br />
Il compito che intendiamo utilizzare prevede la rilevazione da parte del<br />
soggetto, di un eventuale “ mismatch ” in una sequenza di 3 immagini che<br />
rappresentano passaggi obbligati per: l’esecuzione di una procedura o di un<br />
percorso. L’eventuale discordanza dovrà essere legata alla sequenza temporale<br />
dell’evento in modo che il compito non sia risolvibile attraverso il ragionamento<br />
induttivo (se vedo il Colosseo e poi Piazza Venezia non posso<br />
vedere la Torre Eiffel), mentre il mismatch potrà verificarsi in qualsiasi<br />
punto della sequenza (mettere l’esca dopo aver lanciato la lenza oppure mettere<br />
via l’attrezzatura prima di aver pescato). Il materiale verrà selezionato,<br />
per quanto riguarda gli scripts, sulla base della letteratura esistente scegliendo<br />
procedure a bassa ed alta frequenza di occorrenza, mentre le singole<br />
azioni contenute nello script saranno scelte in rapporto alla maggior<br />
distintività (appartenenza a quel determinato script e non ad un altro) e<br />
centralità (azione fondamentale per raggiungere l’obiettivo della procedura).<br />
I percorsi saranno scelti tra percorsi molto noti, che coprono l’intera area<br />
del centro storico di Roma, sono eseguibili a piedi e il secondo landmark<br />
438 2009
Neuropsicologia<br />
della sequenza è un passaggio obbligato per il raggiungimento del terzo (es.:<br />
piazza Esedra, palazzo delle Esposizioni, piazza Venezia). Le fotografie dei<br />
landmarks navigazionali e delle azioni appartenenti alle diverse procedure<br />
saranno sottoposte ad uno screening in uno studio pilota su 10 soggetti sani<br />
ai quali si chiederà di valutare la familiarità e denominare ogni foto al fine<br />
di selezionare le immagini meno ambigue. I tempi medi di reazione per il<br />
giudizio di familiarità verranno utilizzati per definire il tempo medio di<br />
esposizione durante lo studio fRM.<br />
Le discrepanze presenti nella letteratura sul sequencing circa i siti di attivazione<br />
e i risultati comportamentali sembrerebbero essere dovute a differenze<br />
nel materiale utilizzato, soprattutto in rapporto al grado di familiarità<br />
del soggetto con le sequenze (di percorsi o di azioni) mostrate. Per questo<br />
motivo si intende approntare un questionario pre-scanning in cui i soggetti<br />
dovranno esprimere su una scala tipo Likert (per nulla – poco – molto) il loro<br />
grado di familiarità con il materiale; le sequenze che verranno mostrate<br />
durante lo scanning saranno solo quelle indicate come “ molto familiari ”. I<br />
soggetti saranno sottoposti anche ad un de-briefing post-scanning per valutare<br />
la difficoltà del compito, da mettere eventualmente in relazione con i<br />
tempi di reazione registrati durante l’esecuzione. Intendiamo sottoporre a<br />
risonanza funzionale circa 20 soggetti (10 maschi, 10 femmine) selezionati tra<br />
volontari sani.<br />
L’analisi sarà effettuata con il metodo sottrattivo contrastando le attivazioni<br />
legate ai diversi materiali stimolo tra loro e con una condizione “ rest ”<br />
(osservazione ed esplorazione di immagini complesse).<br />
– Burgess N, Maguire EA, Spiers HJ, O’Keefe J (2001) Neuroimage 14: 439-453.<br />
– Hartley A, Maguire EA, Spiers HJ, Burgess N (2003) Neuron 37: 877-888.<br />
– Honey RC, Watt A, Good M (1998) Journal of Neuroscience 18: 2226-2230.<br />
– Kahn I, Davachi L, Wagner AD (2004) Journal of Neuroscience 24: 4172-4180.<br />
– Kumaran D, Maguire EA (2004) PLoS Biol 4:e424.<br />
– Lisman JE (1999) Neuron 22: 233-242.<br />
– Maguire EA, Burgess N, Donnett JG, Frackowiak RS, Frith CD, O’Keefe J (1998)<br />
Science 280: 921-924.<br />
– Norman KA, O’Reilly RC (2003) Psychological Review 110: 611-646.<br />
– O’Keefe J, Recce ML (1993) Hippocampus 3: 317-330.<br />
– Persson J, Nyberg L (2000) Microsc Res Tech 51: 39-44.<br />
– Pihlajamäki M, Tanila H, Hänninen T et al. (2003) Hippocampus 13: 67-80.<br />
– Rosenbaum RS, Winocur G, Grady CL, Ziegler M, Moscovitch M (2007) Hippocampus<br />
17: 1241-1251.<br />
– Rubin DC, Greenberg DL (1998) PNAS 28: 5413-5416.<br />
– Tinaz S, Schendan HE, Schon K, Stern CE (2006) Brain Research 1067: 239-249.<br />
– Tulving E (1987) Human Neurobiology 6: 67-80.<br />
– Wood JN, Grafman J (2003) Nature Review Neuroscience 4: 139-147.<br />
– Woodruff CC, Johnson JD, Uncapher MR, Rugg MD (2005) Neuropsychologia 43:<br />
1022-1032.<br />
2009 439
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
Attività previste<br />
Nel corso del 2009 verrà messo a punto il paradigma sperimentale e realizzato<br />
un esperimento preliminare di psicofisica su 30 (15M e 15 F9 soggetti normali<br />
di età compresa tra i 18 e i 35 anni. L’esperimento preliminare comprenderà<br />
un numero elevato di trial (circa 80 percorsi e 80 script) e permetterà di selezionare<br />
i 40 percorsi e i 40 script (di cui metà corretti e metà errati) che ricevono il<br />
maggior numero di risposte corrette da utilizzare nel successivo studio di neuroimmagini.<br />
Verrà quindi preparato il paradigma da utilizzare nello studio di<br />
neuroimmagini ed iniziata la raccolta di dati fRM.<br />
D.5.2 – Costruzione di una batteria per lo studio<br />
della cognizione sociale (Gabriella Antonucci)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Cognizione sociale, emozioni, teoria della mente, circuiti frontali.<br />
Descrizione<br />
L’obiettivo del progetto è quello di creare una batteria di test che misuri le<br />
diverse componenti della cognizione sociale: dalla comprensione delle emozioni<br />
alla capacità di giudicare gli stati mentali altrui, dalla previsione delle<br />
conseguenze di un comportamento alla comprensione delle regole sociali,<br />
dalla capacità di riconoscimento degli stati emotivi alla capacità di immedesimarsi<br />
nell’altro. La batteria messa a punto durante lo scorso anno include<br />
prove di:<br />
– falsa credenza<br />
– conoscenza e comprensione delle regole sociali<br />
– comprensione di “ gaffes ”<br />
– riconoscimento di emozioni semplici<br />
– riconoscimento di emozioni complesse<br />
– comprensione di emozioni altrui<br />
– riconoscimento delle regole convenzionali.<br />
– Baron-Cohen S, Jolliffe T, Mormore C, Robertson M (1997) Journal of Child psychology<br />
and psychiatry 38: 813-822.<br />
– Blair RJR, Cipolotti L (2000) Brain 123: 1122-1141.<br />
– Ekman P, Friesen W (1976) Pictures of facial affect. Palo Alto, CA: Consulting Psychologist<br />
Press.<br />
– Rowe AD, Bullock PR, Polkey CE, Morris RG (2001) Brain 124: 600-616.<br />
– Stone V, Baron-Cohen S, Knight RT (1998) Journal of Cognitive Neuroscience<br />
10(5): 640-656.<br />
– Wimmer H, Perner J (1983) Cognition 13: 103-128.<br />
440 2009
Neuropsicologia<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Batteria per la valutazione della cognizione sociale.<br />
Attività previste<br />
Durante lo scorso anno sono stati selezionati e modificati i diversi test in<br />
funzione delle prestazioni di due campioni di soggetti anziani. Alcune prove<br />
hanno avuto bisogno di ulteriori modifiche ed attualmente si stanno somministrando<br />
ad un nuovo gruppo di soggetti. Conclusa questa fase, si procederà<br />
alla somministrazione dell’intero protocollo di ricerca su un campione ampio<br />
ed eterogeneo di soggetti.<br />
D.5.3 – Giunzione temporo-parietale destra (r-TPJ): area specifica<br />
di teoria della mente o area attentiva? (Gabriella Antonucci)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36 mesi<br />
Parole chiave: Switching attentivo, Teoria della Mente.<br />
Descrizione<br />
La Teoria della Mente (ToM) è definita come la capacità di inferire stati<br />
mentali altrui quali credenze, desideri e intenzioni. Numerosi sono gli studi di<br />
neuroimmagine funzionale che hanno tentato di individuare le aree cerebrali<br />
coinvolte nei processi ToM [Saxe, Kanwisher 2003; Fletcher et al. 1995].<br />
Il ruolo della giunzione temporo-parietale (TPJ) è al centro di un interessante<br />
dibattito: il suo coinvolgimento nei compiti di ToM è ormai accertato da<br />
diversi lavori [Vogeley et al. 2001; Fletcher et al. 1995; Saxe, Kanwisher 2003;<br />
Gallagher et al. 2000; Perner et al. 2006], ma è l’interpretazione della sua funzione<br />
ad essere ancora poco chiara e dibattuta. Sulla base di studi di neuroimmagine<br />
funzionale Saxe e i suoi collaboratori [Saxe, Kanwisher 2003; Saxe,<br />
Wexler 2005; Saxe, Powell 2006] sostengono che la R-TPJ costituisca l’area<br />
specifica per l’attribuzione di contenuti mentali. L’idea di Saxe della R-TPJ<br />
come area specifica per questa funzione è molto vicina al concetto di<br />
“ Modulo di Teoria della Mente ” proposto nel 1992 da Leslie e Thaiss. Recentemente,<br />
altri lavori hanno confermato il coinvolgimento della R-TPJ nei compiti<br />
di attribuzione di credenze e l’interpretazione che gli autori hanno dato di<br />
tale coinvolgimento è stata sostanzialmente analoga a quella di Saxe [Perner<br />
et al. 2006]. Sembra pertanto esserci un sostanziale accordo fra questi autori<br />
nel concepire l’esistenza di un’area specifica, ad organizzazione modulare e in<br />
interazione con altre aree, deputata all’elaborazione di un aspetto specifico<br />
della cognizione sociale quale l’attribuzione di contenuti mentali.<br />
Mitchell [2007] propone una visione alternativa del fenomeno. Nonostante<br />
egli confermi il ruolo della R-TPJ nelle prove ToM, fa tuttavia notare come quest’area<br />
sia strettamente legata anche alla funzione attentiva [Corbetta et al.<br />
2000, 2005; Astafiev et al. 2003, 2006; Kincade et al. 2005; Serences et al. 2005],<br />
2009 441
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
in particolare al processo di riorientamento dell’attenzione da uno stimolo irrilevante<br />
ad uno stimolo target (switching attentivo). L’aspetto più interessante<br />
del lavoro di Mitchell è l’analogia, proposta e confermata dai risultati, fra lo<br />
switching attentivo necessario per risolvere un task di cue invalido e il cambiamento<br />
di prospettiva sul contenuto mentale dell’altro necessario per risolvere<br />
una prova di falsa credenza. Il fatto che la R-TPJ sia la sola area attiva sia nella<br />
falsa credenza che nei task attentivi di cue invalido fornisce ulteriore supporto<br />
all’ipotesi che una prova di falsa credenza necessiti, per essere risolta, di una<br />
funzione di switching attentivo e che questa sia svolta dalla R-TPJ.<br />
Questo tipo di interpretazione risulta radicalmente diversa da quella proposta<br />
da Saxe. La R-TPJ non sarebbe quindi un’area specifica di cognizione<br />
sociale necessaria per l’attribuzione di stati mentali quanto piuttosto un’area<br />
attentiva che, nel caso specifico della falsa credenza, svolge il ruolo di riorientamento<br />
dell’attenzione dal dato di realtà alla credenza del soggetto.<br />
Ipotesi di ricerca<br />
Sulla linea del lavoro svolto da Mitchell, la presente ricerca si propone di<br />
indagare la relazione fra switching attentivo e compiti di falsa credenza sulla<br />
popolazione di soggetti con cerebrolesione acquisita.<br />
Attività previste<br />
Verranno valutati due gruppi di soggetti, uno di controllo e uno costituito<br />
da pazienti cerebrolesi destri. Quest’ultimo gruppo verrà ulteriormente<br />
suddiviso in due sottogruppi a seconda della prestazione fornita alla<br />
prova di switching attentivo. Tutti i pazienti verranno sottoposti a valutazione<br />
neuropsicologica. Le prove sperimentali prevedono la somministrazione di:<br />
• un compito di switching attentivo (paradigma di Poster con cue endogeno)<br />
[Posner 1984]<br />
• ToM di falsa credenza<br />
• ToM diverse dalla falsa credenza<br />
La fase preliminare del progetto sarà dedicata alla costruzione delle due<br />
batterie (falsa credenza e Tom senza falsa credenza). Nella fase successiva<br />
avverrà la somministrazione delle prove al gruppo di controllo e si procederà<br />
alla selezione dei pazienti. Infine, se l’ipotesi di associazione tra deficit attentivo<br />
e deficit nelle prove di falsa credenza fosse verificata, si intraprenderà lo<br />
studio dettagliato delle lesioni nei pazienti che evidenziano o meno tale associazione.<br />
Nel corso del 2009 si procederà alla costruzione delle due batterie (falsa<br />
credenza e Tom senza falsa credenza). Si inizierà la raccolta dati sui soggetti<br />
di controllo e contemporaneamente verranno reclutati i pazienti con lesione<br />
cerebrale destra.<br />
– Astafiev SV, Shulman GL, Stanley CM, Snyder AZ, Van Essen DC, Corbetta M<br />
(2003) Neurosci 23: 4689-4699.<br />
– Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Shulman GL (2000) Nat Neurosci<br />
3: 292-297.<br />
442 2009
Neuropsicologia<br />
– Corbetta M, Tansy AP, Stanley CM, Astafiev SV, Snyder AZ, Shulman GL (2005)<br />
Neuropsychologia 43: 2041-2056.<br />
– Fletcher PC, Happé F, Frith U, Baker SC, Dolan RJ, Frackowiak RSJ, Frith CD<br />
(1995) Cognition 57: 109-128.<br />
– Gallagher HL, Happé F, Brunswick N, Fletcher PC, Frith U, Frith CD (2000) Neuropsychologia<br />
38: 11-21.<br />
– Kincade JM, Abrams RA, Astafiev SV, Shulman GL, Corbetta M (2005) J Neurosci<br />
25: 4593-4604.<br />
– Leslie A, Thaiss L (1992) Cognition 43: 225-251.<br />
– Mitchell PJ (2007) Cerebral Cortex Advance, June 5.<br />
– Perner J, Aichhorn M, Kronbichler M, Staffen W, Ladurner G (2006) Soc Neurosci<br />
1(3-4): 245-258.<br />
– Posner MI, Walker JA, Friedrich FJ, Rafal RD (1984) J Neurosci 4: 1863-1874.<br />
– Saxe R, Kanwisher N (2003) NeuroImage 19: 1835-1842.<br />
– Saxe R, Powell LJ (2006) Psychological Science 17: 692-699.<br />
– Saxe R, Wexler A (2005) Neuropsychologia 43: 1391-1399.<br />
– Serences JT, Shomstein S, Leber AB, Golay X, Egeth HE, Yantis S (2005) Psychol<br />
Sci 16: 114-122.<br />
– Stone VE, Baron-Cohen S, Knight RT (1998) J Cogn Neurosci 10: 640-656.<br />
– Vogeley K, Bussfeld P, Newen A, Herrmann S, Happé F, Falkai P, Maier W, Shah<br />
NJ, Fink GR, Zilles K (2001) NeuroImage 14: 170-181.<br />
D.5.4 – Valutazione dei processi di formazione<br />
ed uso di mappe cognitive<br />
in pazienti con lesioni cerebrali unilaterali (Cecilia Guariglia)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Memoria navigazionale, mappe cognitive, neglect immaginativo,<br />
orientamento spaziale.<br />
Descrizione<br />
La capacità di orientarsi con successo in posti familiari e non familiari<br />
dipende dalla corretta formazione ed uso della rappresentazione mentale dell’ambiente,<br />
definita mappa cognitiva [Tolman 1948]. La mappa cognitiva di<br />
un ambiente include i landmark presenti nel luogo e le relazioni spaziali intercorrenti<br />
tra questi, e permette agli individui di raggiungere una certa destinazione<br />
target da differenti punti di partenza.<br />
Creare una mappa cognitiva di un ambiente ed utilizzare una mappa<br />
cognitiva, precedentemente formata, per raggiungere un determinato posto<br />
sono due processi distinti, supportati da differenti strutture neurali [Iaria et<br />
al. 2007].<br />
I pazienti con neglect immaginativo per i luoghi, cioè quei pazienti che<br />
presentano un deficit nel visualizzare mentalmente la parte controlesionale<br />
dell’immagine di un luogo noto visto da una certa prospettiva [Bisiach, Luz-<br />
2009 443
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
zatti 1978; Guariglia et al. 1993], presentano deficit navigazionali probabilmente<br />
connessi a deficit specifici nei processi di formazione ed uso di mappe<br />
cognitive [Guariglia et al. 2005; Nico et al. 2008]. Resterebbe però da chiarire<br />
se il problema di queste persone sia nel creare una stabile rappresentazione di<br />
un ambiente o se vi sia un deficit nell’accedere ad essa al fine di orientarsi nell’ambiente.<br />
Esistono, comunque, situazioni in cui la rappresentazione di un ambiente<br />
non ci deriva dalla diretta esperienza navigazionale, ma l’acquisiamo tramite<br />
la consultazione di una mappa cartacea di esso. Questo si verifica nella vita di<br />
tutti i giorni quando ci rechiamo in una nuova città e per raggiungere un<br />
certo punto consultiamo una cartina del luogo. La capacità di utilizzare correttamente<br />
una mappa di un ambiente si basa su due processi cognitivi<br />
distinti: l’interpretazione semantica (capire i simboli pittografici) e la superimposizione<br />
della mappa sullo spazio, che consiste nel riconoscere che le<br />
relazioni tra i simboli della mappa corrispondono a relazioni tra gli elementi<br />
reali nell’ambiente tridimensionale e nel saper compensare nel caso di non<br />
allineamento tra mappa e spazio [Blustein, Acredolo 1979]. La capacità di<br />
apprendere e utilizzare mappe cartacee è spesso compromessa in pazienti con<br />
disorientamento topografico [Iaria et al. 2005; Brunsdon et al. 2007]. Possono,<br />
invece, i pazienti con neglect immaginativo per i luoghi avere difficoltà<br />
nell’apprendere e utilizzare mappe cartacee degli ambienti? Gli studi presenti<br />
in letteratura ci consentono di affermare che i pazienti con neglect immaginativo<br />
per i luoghi non presentano deficit nella rappresentazione mentale di<br />
oggetti semplici e complessi [Guariglia et al. 1993; Ortigue et al. 2003]. La<br />
rappresentazione cartacea di un ambiente non esperito è ragguagliabile a<br />
quella di un oggetto? Se così fosse i pazienti con neglect immaginativo non<br />
dovrebbero presentare deficit nell’apprendere mappe cartacee di ambienti.<br />
Cosa succede, però, quando bisogna supraimporre la rappresentazione di un<br />
micro-spazio (la mappa cartacea) ad un macro-spazio? Riescono, cioè, questi<br />
pazienti a navigare correttamente in un ambiente reale immaginando una<br />
mappa cartacea precedentemente appresa o utilizzandone una fisicamente<br />
fornita?<br />
Obiettivo del seguente studio è quello di utilizzare dei compiti molto ecologici<br />
al fine di valutare, nei pazienti con neglect immaginativo, sia la capacità<br />
di creare rappresentazioni mentali di ambienti reali, sia la capacità di utilizzare<br />
tali rappresentazioni per la navigazione.<br />
Inoltre, dal momento che, per nostra conoscenza, non esistono in letteratura<br />
studi che valutino se i pazienti con neglect immaginativo siano in grado<br />
di utilizzare delle mappe cartacee per navigare in un nuovo ambiente o di<br />
apprendere mappe cartacee e di usarle rievocandole dalla memoria, realizzeremo<br />
dei compiti per valutare tale aspetto.<br />
A tal fine intendiamo realizzare uno studio su una popolazione di 10 soggetti<br />
di controllo senza precedenti neurologici e/o psichiatrici (C) e 21 pazienti<br />
cerebrolesi destri di cui: 7 con neglect immaginativo per i luoghi (NImm+), 7<br />
con neglect percettivo puro (NPer+) e 7 con nessun segno di neglect percettivo<br />
e/o immaginativo (N-).<br />
444 2009
Neuropsicologia<br />
– Bisiach E, Luzzatti C (1978) Cortex 14: 129-133.<br />
– Brunsdon R, Nickels L, Coltheart M, Joy P (2007) Neuropsychol Rehabil 17: 53-94.<br />
– Guariglia C, Piccardi L, Iaria G, Nico D, Pizzamiglio L (2005) Neuropsychologia 43:<br />
1138-1443.<br />
– Guariglia C, Padovani A, Pantano P, Pizzamiglio L (1993) Nature 364: 235-237.<br />
– Iaria G, Chen JK, Guariglia C, Ptito A, Petrides M (2007) Eur J Neurosci 25: 890-899.<br />
– Iaria G, Incoccia C, Piccardi L, Nico D, Sabatini U, Guariglia C (2005) Neurocase<br />
11: 463-674.<br />
– Iaria G, Lanyon LJ, Fox CJ, Giaschi D, Barton JJ (2008) Hippocampus 18: 335-339.<br />
– Nico D, Piccardi L, Iaria G, Bianchini F, Zompanti L, Guariglia C (2008) Neuropsychologia<br />
46(7): 1898-1907.<br />
– Ortigue S, Viaud-Delmon I, Michel C, Blanke O, Annoni JM, Pegna A, Mayer E,<br />
Spinelli L, Landis T (2003) Neurology 60: 2000-2002.<br />
– Tolman EC (1948) Psych Rev 55: 189-208.<br />
– Warrington EK, James M (1991). The visual object and space perception battery.<br />
Bury St Edmunds: Thames Valley Test Company.<br />
Attività previste<br />
Tutti i pazienti saranno sottoposti ad uno screening che permetta di valutare<br />
le loro abilità percettive, prassico-costruttive e menestiche, la presenza di<br />
neglect percettivo e/o immaginativo. Le prove sperimentali consisteranno in:<br />
• Una prova per la valutazione dell’apprendimento di un ambiente reale. I<br />
soggetti saranno condotti dallo sperimentatore per 2 volte all’interno di un<br />
reparto mai esplorato della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>. Successivamente, si valuterà<br />
l’apprendimento con un questionario che richiede al soggetto di immaginare<br />
se stesso in un determinato punto del reparto e di rivisualizzare cosa c’è<br />
nell’ambiente rispetto alla sua posizione. Se il soggetto non è in grado di<br />
rispondere adeguatamente al questionario si ripeterà la prova per un massimo<br />
di 8 esposizioni all’ambiente. Saranno assegnati 4 punti per un apprendimento<br />
dopo 2 esposizioni (standard), 3 per un apprendimento dopo 4 esposizioni, 2<br />
punti per un apprendimento dopo 6 esposizioni, 1 punto per un apprendimento<br />
dopo 8 esposizioni e 0 punti se il soggetto non apprende l’ambiente.<br />
• Prove per valutare la generazione di una mappa cognitiva di un<br />
ambiente reale. Al soggetto verrà richiesto di:<br />
– disegnare l’ambiente precedentemente appreso;<br />
– scegliere tra 4 raffigurazioni cartacee di ambienti (di cui una target e tre<br />
distrattori) quella rappresentante l’ambiente appreso;<br />
– stabilire tra una serie di 10 foto quelle raffiguranti landmark presenti nell’ambiente<br />
e quelle raffiguranti landmark non presenti nell’ambiente (punteggio<br />
massimo 10);<br />
– collocare 5 landmark su una mappa muta dell’ambiente (punteggio massimo 5);<br />
• Una prova per la valutazione della capacità di utilizzare la mappa<br />
cognitiva di un ambiente reale per navigare in esso. La prova prevede 5 trial.<br />
In ogni trial il soggetto sarà condotto dallo sperimentatore di fronte ad un<br />
landmark dell’ambiente precedentemente esperito con l’istruzione di raggiun-<br />
2009 445
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente D<br />
gerne un altro, eseguendo il tragitto più breve. Saranno assegnati 2 punti per<br />
ogni trial risolto correttamente, eseguendo cioè il tragitto più corto, 1 punto<br />
per ogni trial risolto eseguendo un tragitto corretto, ma non il più corto, 0<br />
punti per ogni trial non risolto, cioè se il soggetto non è in grado di trovare il<br />
punto target (punteggio massimo 10).<br />
• Una prova per la valutazione dell’apprendimento di una mappa cartacea<br />
di un ambiente. Al soggetto sarà fornita una planimetria di un ambiente<br />
della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> con l’istruzione di studiarla attentamente. Trascorsi<br />
2 minuti al soggetto verrà fornita la planimetria scomposta in pezzi con<br />
l’istruzione di ricomporla. Se il soggetto non è capace di ricostruire la planimetria<br />
si concederanno altri 2 minuti di studio, per un massimo 8 minuti.<br />
• Prove per valutare la generazione di una rappresentazione mentale<br />
di una mappa cartacea precedentemente studiata. Al soggetto verrà richiesto di:<br />
– disegnare la planimetria precedentemente appresa;<br />
– collocare 5 landmark su una planimetria muta (punteggio massimo 5).<br />
• Una prova per valutare la capacità di utilizzare la rappresentazione<br />
mentale di una mappa cartacea, precedentemente studiata, per la navigazione<br />
all’interno dell’ambiente reale in essa raffigurato. La prova prevede 5 trial in<br />
cui il soggetto sarà condotto dallo sperimentatore di fronte ad un landmark<br />
dell’ambiente, di cui si è precedentemente appresa la planimetria, con l’istruzione<br />
di raggiungerne un altro, eseguendo il tragitto più breve.<br />
• Una prova per valutare la capacità di utilizzare una mappa cartacea<br />
fisicamente disponibile per muoversi in un ambiente. Al soggetto sarà fornita<br />
una mappa cartacea sulla quale sarà tracciato un percorso con l’istruzione di<br />
eseguirlo realmente.<br />
• Per valutare differenze tra i gruppi nelle singole prove sperimentali si<br />
effettueranno delle ANOVA singole con i gruppi come variabile indipendente<br />
(C, NImm+, NPer+, N-) e il punteggio alle prove sperimentali come variabile<br />
dipendente.<br />
• Questo disegno sperimentale, discriminando tra creazione ed uso di<br />
una mappa cognitiva, ci permetterà di stabilire a che livello è individuabile il<br />
deficit dei pazienti con neglect immaginativo.<br />
• Se alla base del neglect immaginativo per i luoghi vi è un deficit nella<br />
capacità di creare una mappa cognitiva derivandola dall’esperienza diretta<br />
con l’ambiente, ma non un deficit di utilizzo di essa, fornendo tale rappresentazione,<br />
permettendo cioè al paziente di studiare una mappa cartacea dell’ambiente,<br />
questi non dovrebbero avere problemi a navigare. Un eventuale deficit<br />
dei pazienti con neglect immaginativo anche nel compito di navigazione in<br />
cui bisogna rievocare la planimetria dell’ambiente, invece, potrebbe essere<br />
imputabile ad una difficoltà nel trasformare la rappresentazione dell’“ oggetto<br />
cartina ” in quella di un ambiente reale, cioè nel trasformare una rappresentazione<br />
di un micro-spazio in un macro-spazio.<br />
Nel corso del 2009 si procederà con la realizzazione delle prove sperimentali<br />
e si provvederà a standardizzare le prove su un gruppo di soggetti di controllo<br />
senza precedenti neurologici e/o psichiatrici. Verrà, poi, iniziata la raccolta dati<br />
sul campione sperimentale che sarà continuata e conclusa nel corso del 2010.<br />
446 2009
E–NEUROFISIOPATOLOGIA CLINICA<br />
MARIA GRAZIA MARCIANI<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
E.1 –IMAGING NEUROELETTRICO COME STRUMENTO PER LO STUDIO<br />
DI FUNZIONI CEREBRALI NELL’UOMO IN CONDIZIONI FISIOLOGICHE<br />
E/O DI DISORDINE NEUROLOGICO<br />
E.1.1 – Decorso temporale della connettività funzionale tra aree corticali<br />
motorie primarie e “ non-primarie ” dell’uomo durante compiti di<br />
apprendimento motorio (Donatella Mattia)<br />
E.1.2 – Eccitabilità corticale durante controllo volontario di ritmi<br />
sensorimotori (Donatella Mattia)<br />
E.1.3 – Pattern di reattività elettrica corticale cerebrale durante simulazione<br />
mentale di compiti complessi (Donatella Mattia)<br />
E.1.4 – Studio morfostrutturale cerebrale in pazienti affetti<br />
da Sindrome delle Apnee Ostruttive del Sonno mediante RM<br />
(Maria Grazia Marciani)<br />
E.2 – IMAGING NEUROELETTRICO: TECNICHE E MODELLI DI ANALISI DEL SEGNALE<br />
EEG DI SCALPO PER LA STIMA DELLE SORGENTI CORTICALI<br />
E.2.1 – Analisi topologica delle reti di connettività funzionale stimate a partire<br />
dai segnali EEG ad alta risoluzione, durante compiti di interazione<br />
strategica (Donatella Mattia – Fabrizio De Vico Fallani)<br />
E.2.2 – Sviluppo di metodi basati sulla teoria dei grafi in grado di estrarre<br />
caratteristiche topologiche dalle reti funzionali stimate a partire dai<br />
segnali EEG ad alta risoluzione (Fabrizio De Vico Fallani)<br />
E.2.3 – Sviluppo e validazione di metodiche per la stima istantanea della<br />
connettività corticale tempo-variante e loro applicazione a dati di EEG<br />
ad alta risoluzione (Laura Astolfi)<br />
E.3 – INTERFACCE CERVELLO-COMPUTER (BCI) E AUSILI TECNOLOGICI:<br />
SVILUPPO E APPLICAZIONI RIABILITATIVE<br />
E.3.1 – Implementazione di un prototipo di basato su potenziali<br />
evento-correlati per il controllo di Interfacce Cervello-Computer<br />
(Brain Computer Interface) (Fabio Aloise)<br />
E.3.2 – Strategie di rinforzo per il controllo volontario di potenziali EEG:<br />
effetto di feedback multisensoriale (Febo Cincotti)<br />
E.4 – MALATTIA DI PARKINSON E SINDROMI CORRELATE:<br />
STRATEGIE TERAPEUTICHE E RIABILITATIVE<br />
E.4.1 – Analisi elettromiografica di superficie in pazienti affetti da malattia<br />
di Parkinson: valutazione quantitativa del timing di attivazione<br />
muscolare (Antonella Peppe)<br />
E.4.2 – Cambio di direzione in pazienti con malattia di Parkinson: analisi<br />
qualitativa e quantitativa ed efficacia della riabilitazione motoria<br />
(Antonella Peppe)<br />
E.4.3 – Effetti della riabilitazione vestibolare nel disturbo vestibolare<br />
dell’equilibrio del paziente con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)<br />
E.4.4 – Effetti della Rieducazione Posturale Globale in soggetti con malattia di<br />
Parkinson (Antonella Peppe)<br />
448 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
E.4.5 – Effetti di un training di quattro settimane con Metodo Feldenkrais in<br />
pazienti con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)<br />
E.4.6 – Valutazione cinematica dello “ starting ” della marcia in soggetti affetti<br />
da malattia di Parkinson trattati chirurgicamente con DBS in STN e<br />
PPN (Antonella Peppe)<br />
E.4.7 – Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti da malattia<br />
di Parkinson gravi trattati chirurgicamente con DBS in STN<br />
(Antonella Peppe)<br />
E.5 –PLASTICITÀ CEREBRALE<br />
E.5.1 – Aree di rappresentazione corticale di muscoli dell’arto superiore<br />
e della mano: mappe motorie da TMS per la valutazione dei fenomeni<br />
di plasticità cerebrale dopo training di immaginazione motoria<br />
in soggetti volontari sani (Paola Cicinelli)<br />
E.5.2 – La tossina botulinica A nel trattamento della spasticità di pazienti<br />
con esiti di Grave Cerebrolesione Acquisita (GCA): valutazione<br />
neurofisiologica prima e dopo trattamento (Paola Cicinelli)<br />
2009 449
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
E.1 – IMAGING NEUROELETTRICO COME STRUMENTO PER LO STUDIO<br />
DI FUNZIONI CEREBRALI NELL’UOMO IN CONDIZIONI FISIOLOGICHE<br />
E/O DI DISORDINE NEUROLOGICO<br />
E.1.1 – Decorso temporale della connettività funzionale tra aree corticali<br />
motorie primarie e “ non-primarie ” dell’uomo durante compiti<br />
di apprendimento motorio (Donatella Mattia)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: hrEEG, connettività funzionale, apprendimento motorio.<br />
Altri Enti coinvolti: Dipartimento di Informatica Sistemistica e Telematica<br />
dell’Università di Genova.<br />
Descrizione<br />
Precedenti esperienze di ricerca in questo laboratorio hanno portato alla<br />
definizione di correlati elettrofisiologici basati sulla stima non invasiva della<br />
attività corticale, sottesi a compiti di apprendimento motorio nell’uomo. Questi<br />
ultimi consistevano nell’interazione con un manipolandum robotico con<br />
cui si poteva variare la direzione e la forza applicata (campo di forza) al braccio<br />
del soggetto, interferendo con il movimento del braccio stesso diretto<br />
verso un target visivo presentato via schermo in 8 differenti direzioni spaziali.<br />
La realizzazione di tali studi si è avvalsa della collaborazione con il Dipartimento<br />
di Informatica Sistemistica e Telematica dell’università degli Studi di<br />
Genova, in cui il manipolandum robotico è stato implementato.<br />
Nell’insieme, si è potuto concludere che variazioni delle frequenze EEG<br />
rapide (b e g; ritmi sensorimotori) sono sottese alle diverse fasi di apprendimento<br />
del compito motorio. Questo risultato è in linea con quanto emerso da<br />
studi animali che indicano come le oscillazioni neuronali ad alta frequenza<br />
sono quelle a carattere informativo per l’acquisizione di nuove abilità motorie.<br />
La caratteristica temporale della reattività di ritmi EEG sensorimotori vede la<br />
fase di preparazione al movimento piuttosto che l’esecuzione dello stesso come<br />
cruciale nell’adattamento a condizioni di variabilità ambientale (nel nostro<br />
caso la condizione con campo) e quindi nella elaborazione di strategie efficaci<br />
per l’adattamento stesso.<br />
Sulla base di quanto emerso, si propone di proseguire lo studio con l’obiettivo<br />
di definire il decorso temporale dei cambiamenti in forza e direzione<br />
delle connessioni funzionali (connettività funzionale) inter-regionali tra le<br />
aree corticali “ pre-motorie ” e motorie esecutive che sottendono la rappresentazione<br />
neurale dei movimenti del braccio quando questa viene sfidata in<br />
ambiente con nuove caratteristiche dinamiche.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Durante il primo anno di progetto, è stato messo a punto il protocollo<br />
sperimentale e sono stai raccolti i dati relativi ad un campione di sette sog-<br />
450 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
getti volontari sani. I risultati in dettaglio sono oggetto della relazione di fine<br />
anno 2008. In breve, si è dimostrano che durante la condizione Null Field<br />
viene generato un pattern di connettività funzionale che vede coinvolte le aree<br />
frontali premotorie bilateralmente (cingolo motorio e corteccia frontale premotoria),<br />
le aree parietali sinistre correlate al movimento (BA40, BA7) e le<br />
aree corticali motorie esecutive (Area sensori motoria primaria di sinistra e<br />
Area supplementare motoria propria). Questo risultato sottolinea in termini<br />
di relazioni funzionali cortico-corticali la natura del compito sperimentale<br />
che richiede un’alta integrazione visuo motoria (posizione del target da raggiungere;<br />
raggiungimento del target) per l’esecuzione accurata dello stesso. Il<br />
cambiamento delle dinamiche ambientali, presenza del campo viscoso, si<br />
accompagna durante la fase precoce di apprendimento motorio a un “ allargamento<br />
” del network fronto parietale che include le aree premotorie dorsali<br />
bilateralmente (BA6). Quest’ultimo risultato potrebbe riflettere un ruolo centrale<br />
della corteccia premotoria dorsale che codifica per i processi necessari di<br />
monitoring e pianificazione di azioni motorie “ goal oriented ”.<br />
Attività previste<br />
Durante il secondo anno si prevede una ulteriore analisi volta a confutare<br />
i risultati fino ad ora raggiunti. In particolare, verranno applicati nuovi<br />
metodi di stima della efficienza globale e locale secondo la teoria dei grafi<br />
(modellizzazione matematica del network) del network identificato.<br />
E.1.2 – Eccitabilità corticale durante controllo volontario<br />
di ritmi sensorimotori (Donatella Mattia)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: hrEEG, BCI, TMS immaginazione motoria.<br />
Descrizione<br />
Alla luce di precedenti studi condotti da altri gruppi di ricerca e presso<br />
questo laboratorio, è ormai acquisito che la modulazione in termini di<br />
ampiezza e frequenza di ritmi cerebrali sensorimotori è alla base della operatività<br />
di alcuni sistemi di interfacce-cervello computer (BCI). In particolare, il<br />
sistema BCI oggetto di implementazione presso questo laboratorio si basa sul<br />
segnale EEG registrato non invasivamente dallo scalpo, da cui vengono<br />
estratte delle caratteristiche stabili e ripetibili (caratteristiche dei ritmi sensorimotori)<br />
indotte dal compito di motor imagery (immaginazione di movimenti<br />
semplici, di diversi segmenti muscolari) e riferite alla modulazione<br />
(desincronizzazione/sincronizzazione) task-correlata di ritmi cerebrali nel<br />
range di frequenze a e b (8-29 Hz) generati dalle zone sensorimotorie di<br />
scalpo (e corticali). Tale variazione/modulazione è alla base del controllo da<br />
parte del soggetto, del movimento di un cursore su video (applicazione<br />
BCI2000) verso target prestabiliti e in un tempo definito; in tale contesto il<br />
2009 451
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
soggetto è continuamente informato delle sue prestazioni (numero di target<br />
correttamente colpiti) attraverso un feedback visivo (movimento del cursore<br />
sullo schermo).<br />
Il razionale del progetto proposto è proprio quello di far luce sulla definitiva<br />
esistenza di pattern EEG “ di controllo ” intra-individuali (apprendimento)<br />
e inter-individuali (strategie di controllo) sviluppati da soggetti addestrati<br />
al controllo di un cursore su video per mezzo di variazioni di ritmi sensorimotori.<br />
Come già detto, nell’ambito di un sistema BCI di questo tipo il<br />
task a cui viene allenato il soggetto è rappresentato dalla immaginazione cinestesica<br />
(riprodurre le sensazioni dell’arto in movimento, piuttosto che vedere<br />
l’arto muoversi) di movimenti semplici di segmenti corporei (mano, piede),<br />
quindi è possibile che pattern “ di controllo ” diversi siano legati a modalità<br />
diverse di immaginazione dell’atto motorio quando questa sia associata (finalizzata)<br />
al controllo del cursore piuttosto che fine a se stessa (come avviene<br />
nella fase di screening, in cui al soggetto viene chiesto di immaginare dei<br />
movimenti senza dover effettuare null’altro).<br />
Il progetto prevede due linee di strumenti per la definizione di pattern di<br />
controllo individuali e di gruppo: a) una valutazione comportamentale basata<br />
sulla applicazione di test per la quantificazione delle abilità immaginative del<br />
soggetto (immaginazione visiva e cinestesica); b) una valutazione neurofisiologica<br />
basata su tecnica di Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) dell’area<br />
motoria primaria, sfruttando il fenomeno di “ facilitazione ” sulle risposte<br />
motorie evocate dalla stessa TMS indotto dal compito immaginativo motorio.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Durante il primo anno di progetto si è proceduto alla definizione delle<br />
tipologie di pattern EEG correlati alle prestazioni ottenute dai soggetti<br />
durante il protocollo di apprendimento del controllo di un cursore su monitor<br />
del computer (protocollo standard BCI basato sulla immaginazione motoria).<br />
I risultati descritti in dettaglio nella relazione di fine primo anno (2007) possono<br />
essere riassunti come segue: diversi pattern di reattività corticale sottesi<br />
al controllo del cursore [Bufalari et al. (2007) Conf Proc IEEE Eng Med Biol<br />
Soc 1: 3736-3739] sono stati classificati in 3 gruppi: a) desincronizzazione<br />
bilaterale in corrispondenza delle aree sensorimotorie unita ad una sincronizzazione<br />
mesiale con contenuto frequenziale in banda a o b, b) desincronizzazione<br />
bilaterale in corrispondenza delle aree sensorimotorie con contenuto<br />
frequenziale in banda a o b, c) desincronizzazione mesiale con contenuto frequenziale<br />
in banda b. Alla fine del training tutti i soggetti sani hanno ottenuto<br />
performance stabili che variavano dal 70% al 98%, in media, a seconda del<br />
soggetto.<br />
Durante il secondo anno di progetto si è implementato il set-up per la<br />
simultanea registrazione TMS e sessione BCI.<br />
Attività previste<br />
Nell’ultimo anno del progetto, si prevede: l’utilizzo della TMS durante due<br />
sessioni di training BCI (valutazione della correlazione tra controllo del cur-<br />
452 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
sore, immaginazione motoria e mappa di eccitabilità dell’area motoria primaria),<br />
prima (basale), nella fase iniziale e finale del training BCI (evoluzione<br />
della curva di apprendimento del task). Da ultimo, verranno definite le correlazioni<br />
possibili tra i dati comportamentali (score ai test di abilità immaginativa<br />
motoria), i pattern EEG di controllo del sistema BCI, (topografia e livello<br />
di performance nel controllo dell’interfaccia stessa) e le variazioni di eccitabilità<br />
corticale motoria (espresse come modificazioni delle mappe TMS).<br />
E.1.3 – Pattern di reattività elettrica corticale cerebrale durante<br />
simulazione mentale di compiti complessi (Donatella Mattia)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: hrEEG, BCI2000, Matlab.<br />
Altri Enti coinvolti: Laboratorio di Neuroimaging del MRC Cognition and<br />
Brain Sciences Unit, Cambridge (UK).<br />
Descrizione<br />
Recentemente si è dimostrato come in alcune condizioni cliniche definite<br />
come stati di “ vegetativi ” e/o di “ minima coscienza ” sia possibile sfruttare<br />
l’alta definizione spaziale di tecniche di neuroimaging come la RM funzionale<br />
(fMRI), per rivelare come in queste condizioni non solo sia possibile comprendere<br />
stimoli complessi (compiti) esterni, ma anche elaborare delle risposte<br />
cognitivamente simili a quanto avviene in condizioni fisiologiche [Owen et<br />
al. 2007]. In altre parole, è possibile “ misurare ” il livello di coscienza in condizioni<br />
di grave disordine del livello di coscienza stesso. Per Interfacce Cervello-Computer<br />
(Brain Computer Interface, BCI) si intende un sistema di<br />
comunicazione uomo-ambiente basato esclusivamente su segnali cerebrali<br />
rilevati non invasivamente tramite elettroencefalogramma [Wolpaw et al.<br />
2002]. Ad oggi, sono universalmente riconosciute le potenzialità del BCI come<br />
canale “ nuovo ” alternativo a quelli fisiologici per la comunicazione in persone<br />
che abbiano perso la capacità di controllare i propri nervi e muscoli ma<br />
che siano cognitivamente integre.<br />
L’evidenza sopradescritta di poter “ tracciare ” la presenza di coscienza in<br />
disordini del sistema nervoso centrale che presuppongono un assente o<br />
ridotto livello di coscienza, pone le basi per chiedersi se sia possibile<br />
“ estrarre ” quelle risposte evidenziabili in fMRI e quindi utilizzarle a scopo<br />
comunicativo. È concepibile pensare che sistemi di BCI basati su segnali EEG<br />
possano rappresentare un mezzo per “ estrarre ” quelle risposte. Tale sfida<br />
ambiziosa e a lungo termine, presuppone primo che si dimostri se quei compiti<br />
cognitivi che si sono rivelati così discriminativi in fMRI abbiano un correlato<br />
EEG sufficientemente selettivo, e secondo, che tali correlati EEG abbiano<br />
delle caratteristiche estraibili così da poter essere utilizzati come segnali di<br />
controllo in un sistema BCI. L’obiettivo primario del progetto è quello di<br />
esplorare sistematicamente i correlati EEGrafici che sottendono i compiti<br />
2009 453
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
cognitivi utilizzati in fMRI e quindi valutarne le potenzialità come segnali di<br />
controllo BCI.<br />
Nell’affrontare tale obiettivo ci si avvale della collaborazione del laboratorio<br />
di Neuroimaging dell’ “ MRC Cognition and Brain Sciences Unit ”, Cambridge<br />
(UK) e della precedente esperienza maturata in questo laboratorio<br />
riguardo alle interfacce cervello-computer (BCI) basate su segnale raccolto in<br />
maniera non invasiva (dallo scalpo) tramite EEG.<br />
– Owen AM, Coleman MR, Boly M, Davis MH, Laureys S, Pickard JD (2006) Science<br />
313(5792): 1402.<br />
– Wolpaw JR, Birbaumer N, McFarland DJ, Pfurtscheller G, Vaughan TM (2002) Clinical<br />
Neurophysiology 113: 767-791.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Durante il primo anno di progetto si è proceduto alla elaborazione del<br />
protocollo di somministrazione dei compiti cognitvi (immaginativi motori e<br />
di navigazione spaziale) durante le acquisizioni del segnale EEG su un campione<br />
di soggetti volontari (sani), di cui verrano presentati i risultati nel corso<br />
del secondo anno.<br />
Attività previste<br />
Il proseguimento del progetto prevede:<br />
• la elaborazione delle caratteristiche topografiche e di frequenza del<br />
segnale EEG-task correlato;<br />
• la validazione off-line delle caratteristiche del segnale EEG come<br />
segnale di controllo (classificazione del segnale);<br />
• la validazione in tempo reale delle caratteristiche del segnale EEG<br />
come segnale di controllo.<br />
E.1.4 – Studio morfostrutturale cerebrale in pazienti affetti<br />
da Sindrome delle Apnee Ostruttive del Sonno mediante RM<br />
(Maria Grazia Marciani)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Disturbi del sonno, Apnee Ostruttive.<br />
Altri Enti coinvolti: Harvard Medical School, Policlinico Tor Vergata.<br />
Descrizione<br />
La Sindrome delle Apnee Ostruttive del Sonno (OSAS) è caratterizzata da<br />
ripetitivi episodi di cessazione del flusso oro-nasale (> 10 secondi) determinati<br />
da un’ostruzione funzionale delle vie aeree superiori che tendono a collabire<br />
soprattutto quando si dorme in posizione supina. Si associa a russamento che<br />
ne rappresenta lo stadio preclinico. Le cause possono essere diverse: obesità,<br />
454 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
malformazioni cranio-facciali (micro-retrognatia, ipoplasia del mascellare),<br />
ipetrofia adeno-tonsillare (nei bambini). Presenta una prevalenza pari a circa<br />
il 4% della popolazione generale ed incrementa con l’avanzare dell’età. I continui<br />
episodi di apnea ed ipopnea che si verificano durante la notte sono<br />
responsabili di una frammentazione del sonno che risulta molto disturbato da<br />
continui risvegli e/o microrisvegli, di una scarsa ossigenazione del sangue e di<br />
importanti ripercussioni sull’apparato cardio-vascolare con un’alterazione dei<br />
sistemi di controllo della pressione arteriosa, del baroriflesso arterioso, della<br />
frequenza cardiaca e della bilancia simpato-vagale [Peter et al. 1995;<br />
Narkiewicz e Somers 2003].<br />
Tale patologia rappresenta inoltre un fattore di rischio indipendente per<br />
patologie cardio e cerebrovascolari [Partinen e Guilleminault 1990]. In particolare,<br />
numerosi meccanismi possono essere responsabili della patogenesi<br />
della patologia cerebrovascolare nell’OSAS: ipossia, modificazioni della emodinamica<br />
cerebrale con perdita dell’autoregolazione cerebrale, modificazioni<br />
emoreologiche con incremento della viscosità ematica e trombofilia, promozione<br />
dei processi aterogenetici, cardioembolia paradossa [Placidi et al. 1998;<br />
Nobili et al. 2000; Silvestrini et al. 2002]. Le forme severe di OSAS determinano<br />
inoltre sintomi e segni diurni caratterizzati da disturbi cognitivi (memoria,<br />
concentrazione) ed ipersonnolenza diurna ingravescente con aumentato<br />
rischio di incidenti alla guida di autoveicoli e sul lavoro.<br />
L’obiettivo principale di questo progetto è determinare l’associazione tra<br />
anomalie della sostanza bianca (ipersignale T2) e la presenza di OSAS. Un<br />
obiettivo secondario di questa ricerca consisterà nel determinare la distribuzione<br />
anatomica delle anomalie del segnale nella sostanza bianca (“ white<br />
matter signal abnormalities ” WMSA) nelle OSAS utilizzando metodi di voxelbased<br />
morphometry e statistical mapping [Benson et al. 2002]. Infine saranno<br />
effettuate delle correlazioni tra dati neuroradiologici e cognitivi.<br />
– Benson RR, Guttmann CR, Wei X, Warfield SK, Hall C, Schmidt JA, Kikinis R,<br />
Wolfson LI (2002) Neurology 58(1): 48-55.<br />
– Narkiewicz K, Somers VK (2003) Acta Physiol Scand 177(3): 385-390.<br />
– Nobili L, Schiavi G, Bozano E, De Carli F, Ferrillo F, Nobili F (2000) Clin<br />
Hemorheol Microcirc 22(1): 21-27.<br />
– Partinen M, Guilleminault C (1990) Chest 97(1): 27-32.<br />
– Peter JH, Grote L, Fus E, Ploch T, Stammnitz A (1995) Eur J Med Res 1(3): 132-<br />
136.<br />
– Placidi F, Diomedi M, Cupini LM, Bernardi G, Silvestrini M (1998) J Sleep Res 7(4):<br />
288-292.<br />
– Silvestrini M, Rizzato B, Placidi F, Baruffaldi R, Bianconi A, Diomedi M (2002)<br />
Stroke 33(7): 1782-1785.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nel corso del primo anno di progetto, è stato approntato il set-up delle<br />
macchine e del software di acquisizione mediante esami RMN effettuati inizialmente<br />
su fantoccio e successivamente su 7 volontari sani. I risultati<br />
2009 455
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
descritti in dettaglio nella relazione di fine primo anno possono essere riassunti<br />
come segue: sono stati reclutati 12 pazienti affetti da OSAS di grado<br />
severo, diagnosticati mediante polisonnografia dinamica ambulatoriale e 2<br />
soggetti di controllo sovrapponibili per età e fattori di rischio vascolare. Di<br />
questi, 5 pazienti sono stati finora sottoposti ad esame RMN cerebrale (età<br />
media 54,4 aa). In particolare, dopo l’esecuzione di test neurocognitivi (Mini<br />
Mental State Examination, Test delle parole di Rey, Test di memoria visiva<br />
immediata, Rievocazione della figura complessa di Rey-Osterrieth, Stroop test<br />
ridotto, Copia di disegni a mano libera e copia con elementi di programmazione,<br />
Copia della figura complessa di Rey-Osterrieth, Fluidità verbale fonologica<br />
e semantica, Matrici colorate progressive di Raven 47), tali pazienti sono<br />
stati sottoposti ad una sessione RMN.<br />
Nel corso del secondo anno, ai soggetti per i quali, su base clinico-anamnestica,<br />
appariva probabile una diagnosi di sindrome delle apnee ostruttive<br />
morfeiche (OSAS) è stata somministrata una scala di valutazione della sonnolenza<br />
diurna (Epworth Sleepiness Scale, ESS) e sono stati rilevati parametri<br />
quali peso e altezza, con calcolo dell’Indice di Massa Corporea (BMI). Tali<br />
soggetti sono stati quindi sottoposti a monitoraggio cardio-respiratorio completo<br />
ambulatoriale mediante sistema portatile Embletta. Sono stati reclutati<br />
20 pazienti affetti da OSAS di grado severo e 10 soggetti di controllo. Di questi,<br />
7 pazienti e 3 soggetti di controllo non sono riusciti ad eseguire la Risonanza<br />
Magnetica per claustrofobia. Tutti i partecipanti, prima dell’esecuzione<br />
dell’esame radiologico, sono stati sottoposti ad una valutazione neuropsicologica<br />
volta ad evidenziare la presenza di disturbi cognitivi.<br />
Attività previste<br />
Nell’ultimo anno del progetto verranno elaborati dati neuroradiologici,<br />
neuropsicologici al fine di evidenziare differenze morfostrutturali macro- e<br />
micro-scopiche significative tra pazienti e controlli.<br />
456 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
E.2 – IMAGING NEUROELETTRICO: TECNICHE E MODELLI DI ANALISI<br />
DEL SEGNALE EEG DI SCALPO PER LA STIMA DELLE SORGENTI CORTICALI<br />
E.2.1 – Analisi topologica delle reti di connettività funzionale stimate<br />
a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione, durante compiti<br />
di interazione strategica (Donatella Mattia – Fabrizio De Vico Fallani)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: hrEEG, reti di connettività funzionale, teoria dei grafi, decision-making.<br />
Descrizione<br />
Il progetto prevede l’applicazione e la creazione di nuovi strumenti matematici<br />
capaci di estrarre informazioni numeriche relative alla struttura e all’organizzazione<br />
delle reti funzionali cerebrali. In particolare, saranno analizzate le risposte<br />
cerebrali in un gruppo di soggetti impegnato in un gioco a carattere strategico-decisionale,<br />
nel quale ogni singolo soggetto di una coppia era posto di fronte<br />
alla possibilità di poter “ cooperare ” o “ non cooperare ” con il rispettivo compagno.<br />
Un tipico esempio di tale situazione sperimentale è rappresentato dalla<br />
“ corsa del coniglio ”, la cui esemplificazione classica è basata sulla sfida del film<br />
“ Gioventù Bruciata ” in cui due ragazzi fanno una corsa automobilistica lanciandosi<br />
simultaneamente verso un dirupo, se entrambi i soggetti sterzano prima di<br />
arrivarvi (cooperazione), faranno una magra figura con i pari; se uno sterza e l’altro<br />
continua per un tratto di strada maggiore (pan-per-focaccia), il primo farà la<br />
figura del coniglio, mentre il secondo guadagnerà il rispetto dei pari. Se invece<br />
entrambi continuano sulla strada (non cooperazione) moriranno.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nel corso del primo anno sono state effettuate le registrazioni EEG in 20<br />
coppie di soggetti impegnate in un compito cognitivo di tipo strategico (Corsa del<br />
Coniglio). Una volta acquisiti, i dati EEG sono stati pre-elaborati in ambiente<br />
Matlab mediante opportuni filtraggi e rimozione degli artefatti e sono state effettuate<br />
la stima di attività corticale in ogni singolo soggetto per determinate regioni<br />
di interesse mediante l’impiego delle tecniche di EEG ad alta risoluzione. Successivamente,<br />
sono stati impiegati i modelli multivariati autoregressivi (PDC) per la<br />
stima della connettività funzionale all’interno del singolo soggetto e tra i soggetti<br />
appartenenti a ciascuna coppia.<br />
I risultati ottenuti sono dei pattern di iper-connettività funzionale tra le aree<br />
cerebrali appartenenti a soggetti diversi coinvolti nello svolgimento di un compito<br />
basato sull’interazione strategica. Per ciascuna coppia sono stati ottenuti una<br />
serie di pattern di connettività funzionale in corrispondenza di ciascuna condizione<br />
di cooperazione (COP), non-cooperazione (DFT) e “ pan-per-focaccia ”<br />
(TFT) e per ciascuna banda di frequenza Theta (3-6 Hz), Alpha (7-12 Hz), Beta<br />
(13-29 Hz) e Gamma (30-40 Hz).<br />
2009 457
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
Attività previste<br />
L’attività prevista nel secondo e ultimo anno, prevede la caratterizzazione<br />
dei pattern di connettività funzionale mediante i modelli basati sulla teoria<br />
dei grafi. Mediante la teoria dei grafi i pattern di connettività funzionale possono<br />
essere concettualizzati come vere e proprie reti cerebrali, la cui topologia<br />
intesa come disposizione delle connessioni funzionali, può determinare la<br />
diversa organizzazione strutturale.<br />
Uno degli obiettivi attesi è la comprensione di come le aree cerebrali<br />
appartenenti ai soggetti nella coppia possano interagire fra loro in maniera<br />
efficiente a seconda della situazione strategica.<br />
E.2.2 – Sviluppo di metodi basati sulla teoria dei grafi in grado<br />
di estrarre caratteristiche topologiche dalle reti funzionali<br />
stimate a partire dai segnali EEG ad alta risoluzione<br />
(Fabrizio De Vico Fallani)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: hrEEG,Teoria dei Grafi, network corticali motori.<br />
Descrizione<br />
Il progetto prevede la definizione e la creazione di strumenti matematici<br />
capaci di estrarre informazioni numeriche relative alla struttura e all’organizzazione<br />
delle reti funzionali cerebrali. I pattern di connettività, ottenuti applicando<br />
modelli mutivariati autoregressivi ai set di dati EEG ad alta risoluzione,<br />
rappresentano degli oggetti piuttosto complicati da interpretare. In particolare,<br />
l’utilizzo di misure basate su questi modelli, come la Directed Transfer<br />
Function o la Partial Directed Coherence, restituisce un modello di comunicazione<br />
funzionale tra le diverse regioni cerebrali che riflette, a tutti gli<br />
effetti, il principio di causalità di Granger. In questo modo ogni comunicazione<br />
esistente tra due regioni di interesse è da intendersi come una relazione<br />
causale. Tuttavia, il grande numero di elementi, costituenti le aree corticali di<br />
interesse, e i flussi di informazione presenti tra esse, rendono ardua la classificazione<br />
dei network funzionali e l’individuazione di features topologiche.<br />
Questo fatto è particolarmente rilevante, quando si vogliono effettuare confronti<br />
tra diversi gruppi di soggetti e/o diversi task sperimentali. Grazie a strumenti<br />
derivati dalla teoria dei grafi è possibile ottenere degli indici specifici<br />
relativi alla topologia delle reti funzionali corticali (per dettaglio si veda la<br />
descrizione del progetto presentato nel 2007).<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nel secondo anno di progetto sono stati applicati una serie di indici basati<br />
sulla teoria dei grafi in grado di rilevare le caratteristiche salienti dai pattern<br />
di connettività funzionale stimati a partire da segnali EEG ad alta-risoluzione.<br />
458 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
Tra questi, il grado (degree) dei nodi rappresentanti le aree corticali, la distribuzione<br />
del grado (degree-distribution) e l’indice di efficienza della rete cerebrale,<br />
consentono di estrarre le proprietà strutturali del pattern di connettività<br />
che si vuole studiare. Tali indici sono stati applicati ad un set di dati ottenuti<br />
effettuando registrazioni elettroencefalografiche, durante compiti riguardanti<br />
fenomeni di apprendimento motorio.<br />
I risultati descritti in dettaglio nella relazione di fine secondo anno (2008)<br />
possono essere riassunti come segue: l’analisi delle reti funzionali tra determinate<br />
aree corticali, stimate con modelli multivariati autoregressivi (MVAR),<br />
ha permesso di definire le dinamiche cerebrali durante i fenomeni di apprendimento<br />
motorio, come l’esecuzione di un movimento preciso in presenza di<br />
forze esterne atte a disturbare il movimento stesso. In particolare, l’analisi del<br />
grado (degree) ha evidenziato il ruolo preponderante dell’area pre-motoria di<br />
Brodmann 6 di sinistra, la quale risulta avere un ruolo discriminante all’interno<br />
della rete di connettività dal punto di vista della variazione significativa<br />
del numero delle connessioni che si diffondono da essa durante la fase d’apprendimento<br />
motorio.<br />
Attività previste<br />
Sulla base di quanto osservato nel primo anno e nel secondo anno di progetto<br />
su un set di dati inerenti a movimenti semplici eseguiti in condizioni<br />
fisiologiche e in condizioni di apprendimento di movimenti complessi, si prevede<br />
di validare l’approccio basato sulla teoria dei grafi in condizioni di disordini<br />
del movimento dovuti a lesioni cerebellari monoemisferiche.<br />
E.2.3 – Sviluppo e validazione di metodiche per la stima istantanea<br />
della connettività corticale tempo-variante e loro applicazione<br />
a dati di EEG ad alta risoluzione (Laura Astolfi)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: hrEEG, connettività funzionale, compiti cognitivi.<br />
Descrizione<br />
La ricerca che si intende intraprendere ha come scopo lo sviluppo di una<br />
metodica per la stima della connettività funzionale tempo-variante tra diverse<br />
aree della corteccia cerebrale umana durante l’esecuzione di diversi compiti<br />
sperimentali.<br />
L’obiettivo che si vuole raggiungere è la realizzazione di un nuovo approccio<br />
metodologico che permetta di superare l’ipotesi di stazionarietà richiesta<br />
dai metodi convenzionali, rendendo possibile stimare la connettività anche<br />
nelle fasi del compito sperimentale per loro natura non stazionarie, e consentendo<br />
di seguire le rapide variazioni di connettività, finora non rilevabili con i<br />
metodi attualmente a disposizione. Il risultato sarà una descrizione dettagliata,<br />
sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza, dei pattern di<br />
2009 459
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
connettività funzionale che si instaurano durante lo svolgimento di un determinato<br />
compito sperimentale.<br />
La nuova metodica, chiamata PDC tempo-variante, si baserà sull’estensione<br />
dell’algoritmo di Partial Directed Coherence (PDC) al dominio tempofrequenza,<br />
mediante la stima adattativa di modelli autoregressivi con coefficienti<br />
variabili nel tempo (AMVAR) effettuata per mezzo di un algoritmo di<br />
stima ricorsiva ai minimi quadrati (Recursive Least Square, RLS) generalizzata<br />
per consentire la stima di un unico modello su dati registrati in trial multipli.<br />
Tale metodologia verrà sottoposta a uno studio di simulazione al fine di<br />
valutarne le prestazioni nelle diverse condizioni operative. Tale metodica<br />
verrà sviluppata e validata in modo specifico per la sua applicazione a dati<br />
ottenuti da registrazioni EEG ad alta risoluzione spaziale, che si avvalgono<br />
dell’impiego di un alto numero di elettrodi rispetto alla elettroencefalografia<br />
convenzionale e di modelli realistici delle strutture conduttrici della testa del<br />
singolo soggetto sperimentale in esame.<br />
Una volta sviluppata, la metodica verrà applicata a dati ottenuti su soggetti<br />
sani durante compiti cognitivi di interazione sociale.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Lo studio di simulazione effettuato ha permesso di stabilire che la metodica<br />
proposta (PDC tempo-variante) è efficace ed affidabile nello stimare<br />
rapidi cambiamenti nel tempo dei pattern di connettività corticale. Se le condizioni<br />
operative sono predisposte in modo appropriato, i pattern possono<br />
essere ricostruiti con sufficiente accuratezza (errore inferiore al 3%). Sia il fattore<br />
SNR che il numero di trial EEG a disposizione hanno un effetto statisticamente<br />
significativo sulle prestazioni, sia dal punto di vista della velocità di<br />
adattamento che da quello dell’accuratezza dei valori di connettività stimati.<br />
Un SNR pari almeno a 5 è sufficiente ad ottenere una buona accuratezza,<br />
mentre valori superiori non mostrano un incremento significativo delle<br />
performance. Un numero di trial pari almeno a 20 è risultato essere necessario<br />
a garantire sia una sufficiente accuratezza della stima che una adeguata<br />
velocità di adattamento. Inoltre si è dimostrato che esiste un valore ottimo per<br />
la costante di adattamento propria del metodo proposto, il quale varia in funzione<br />
del numero di trial a disposizione, e si è generata una tabella di valori<br />
utile ad effettuare la scelta migliore nelle diverse condizioni operative.<br />
Si noti infine che le condizioni operative risultanti dallo studio di simulazione<br />
(SNR pari almeno a 5 e numero di trials pari almeno a 20) sono comunemente<br />
incontrate nelle registrazioni EEG ad alta risoluzione spaziale. Questo<br />
risultato incoraggia quindi l’applicazione della metodica proposta a dati reali.<br />
Attività previste<br />
Sulla base di quanto osservato nel primo anno di progetto, la nuova metodica<br />
sviluppata si è dimostrata adatta ad essere applicata a registrazioni EEG<br />
ad alta risoluzione spaziale. Si prevede quindi di applicare la metodica a dati<br />
registrati su soggetti sani durante compiti cognitivi di interazione sociale in<br />
“ gruppo ”.<br />
460 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
E.3 – INTERFACCE CERVELLO-COMPUTER (BCI) E AUSILI TECNOLOGICI:<br />
SVILUPPO E APPLICAZIONI RIABILITATIVE<br />
E.3.1 – Implementazione di un prototipo di basato su potenziali<br />
evento-correlati per il controllo di Interfacce Cervello-Computer<br />
(Brain Computer Interface) (Fabio Aloise)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: EEG, P300, BCI.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Roma Tor Vergata (Dipartimento di Ingegneria<br />
Elettronica).<br />
Descrizione<br />
Le interfacce cervello-computer (Brain Computer Intarface, BCI) sono<br />
sistemi di comunicazione non basati sui consueti canali di uscita del cervello<br />
rappresentati dai nervi periferici e dai muscoli ma utilizzano il segnale proveniente<br />
dall’attività cerebrale [Wolpaw et al. 2002]. Il potenziale P300 è un<br />
potenziale stabile e riproducibile e per questo può essere utilizzato come<br />
caratteristica di controllo in una Interfaccia Cervello-Computer. I potenziali<br />
P300 sono dipendenti dal contenuto informativo dello stimolo, compaiono<br />
solo quando il soggetto presta attenzione allo stimolo e quando lo stimolo<br />
risulta significativo per esso [Farwell and Donchin 1988]. Questo permette al<br />
soggetto di effettuare una scelta tra diverse possibili opzioni. Attualmente i<br />
sistemi BCI basati sui potenziali P300 vengono usati per dare ai soggetti la<br />
possibilità di scrivere tramite una tastiera virtuale o in generale di interagire<br />
con il calcolatore [Sellers et al. 2006]. Il presente progetto si pone l’obiettivo di<br />
realizzare un prototipo di sistema BCI integrato basato su segnali P300 che<br />
permetta l’interazione con l’ambiente circostante. L’obiettivo è quello quindi<br />
di trasformare un sistema BCI in qualcosa di molto simile ad un generico<br />
dispositivo per l’interazione uomo macchina, come potrebbe essere un mouse<br />
o una tastiera.<br />
– Farwell LA, Donchin E (1988) Electroencephalogr Clin Neurophysiol 70(6): 510-523.<br />
– Sellers EW, Kübler A, Donchin E (2006) IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 14(2):<br />
221-224.<br />
– Wolpaw JR, Birbaumer N, McFarland DJ, Pfurtscheller G, Vaughan TM (2002) Clin<br />
Neurophysiol 113(6): 767-791. Review.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nel corso del primo anno è stato realizzato e validato un sistema che<br />
utilizzasse un’interfaccia cervello-computer basata su dei segnali P300 per il<br />
controllo ambientale. L’implementazione in questa prima fase è stata realizzata<br />
su dei calcolatori su cui venivano eseguiti il software BCI2000 e il<br />
software per l’interfacciamento con i dispositivi domotici presenti nell’am-<br />
2009 461
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
biente. È stata sviluppata un’interfaccia multi menù a icone per permettere<br />
la navigazione virtuale all’interno dell’ambiente e la relativa attuazione dei<br />
comandi.<br />
La sperimentazione, ha visto la partecipazione di 11 soggetti volontari.<br />
Si è evidenziato come 8 degli undici soggetti siano riusciti ad eseguire il<br />
compito senza problemi in entrambe le registrazioni. Il numero medio di<br />
selezioni è di circa 15, considerando che una selezione errata comportava<br />
almeno un’altra selezione per ripristinare lo stato precedente si può estrapolare<br />
che la percentuale media di controllo da parte dei soggetti si assesti<br />
attorno al 75%.<br />
Attività previste<br />
L’attività prevista nel secondo ed ultimo anno consiste nell’identificazione<br />
dell’opportuna piattaforma hardware su cui sviluppare il sistema. Una volta<br />
identificata la piattaforma più idonea sarà effettuato lo sviluppo su detta piattaforma<br />
dei moduli che compongono il sistema realizzato.<br />
E.3.2 – Strategie di rinforzo per il controllo volontario di potenziali<br />
EEG: effetto di feedback multisensoriale (Febo Cincotti)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: hrEEG, BCI2000, Matlab.<br />
Descrizione<br />
Il razionale di questo progetto nasce dalla precedente esperienza maturata<br />
in questo laboratorio riguardo alle interfacce cervello-computer (BCI)<br />
basate su segnale raccolto in maniera non invasiva (dallo scalpo) tramite<br />
EEG. In particolare, rimane elemento imprescindibile per l’apprendimento<br />
del soggetto al controllo di una applicazione del BCI (cioè il movimento di un<br />
cursore su video), la presenza di un feedback continuo che informi il soggetto<br />
stesso sulle sue prestazioni. È ormai accettato dalla comunità scientifica, che<br />
il canale visivo rappresenta la modalità di feedback che permette il raggiungimento<br />
di prestazioni nel controllo dell’applicazione BCI dell’80-90% (in<br />
media).<br />
Il nostro cervello si basa su informazioni (stimoli, input) che riceve dai<br />
nostri sensi per elaborare la percezione di oggetti ed eventi che sono parte<br />
della vita quotidiana. L’integrazione di queste informazioni provenienti da<br />
diverse modalità di senso, permette di potenziare enormemente la affidabilità<br />
della elaborazione percettiva. A questo riguardo, gli stimoli (informazioni)<br />
somatosensoriali sono una componente cruciale nella programmazione e nel<br />
comando (esecuzione) dell’atto motorio da parte del cervello al distretto periferico<br />
(nervi e muscoli), e per questo ad oggi si è creato un notevole interesse<br />
per la inclusione di questo tipo di feedback (stimolo) nella implementazione<br />
di sistemi neuro-protesici (es. mano robotica).<br />
462 2009
Come accennato precedentemente i sistemi BCI ad oggi disponibili, operano<br />
principalmente utilizzando il canale visivo come modalità di feedback.<br />
La possibilità di potenziare l’efficienza del BCI come strumento di comunicazione<br />
e controllo può risiedere nel considerare modalità di feedback extravisive<br />
per l’addestramento alla modulazione dell’attività elettrica cerebrale, in<br />
particolare la modalità somatosensoriale (tattile).<br />
L’obiettivo primario del progetto è quello di esplorare l’efficacia di un<br />
feedback somatosensoriale nell’addestramento e nella accuratezza del controllo<br />
di una applicazione BCI. Nell’affrontare tale obiettivo si deve primariamente<br />
specificare un protocollo per la somministrazione del feedback tattile.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
I risultati di fine primo anno (2007) possono essere riassunti come segue:<br />
tutti i soggetti sono stati in grado di controllare lo spostamento del cursore<br />
monodimensionale con percentuali di successo (accuratezza) dell’81.1% con<br />
la modalità di feedback visivo e del 73.5% con la modalità tattile. Simili percentuali<br />
di accuratezza nel controllo sono state ottenute nella condizione di<br />
controllo bidimensionale (media del 60%, 4 target). Questi risultati indicano<br />
che la modalità di feedback tattile può essere affidabile nell’apprendimento<br />
del controllo di sistemi BCI.<br />
Nel secondo anno di progetto si è valutata l’efficacia della modalità tattile<br />
di feedback basandosi su un set di esperimenti di addestramento con modalità<br />
tattile di feedback confrontata con quella visiva e uditiva. I risultati (n=8<br />
soggetti volontari) della classificazione online indicano che il più alto livello<br />
(Media del 93%) veniva raggiunto in tutti i soggetti nella modalità visiva<br />
rispetto a quella uditiva (Media del 70%) e tattile (Media del 68%). In maniera<br />
simile i valori di R^2 corrispondenti ai diversi tipi di modalità indicano che la<br />
modalità visiva presenta valori più alti rispetto a quella uditiva e tattile. L’analisi<br />
delle caratteristiche del potenziale P300 elicitato nelle tre diverse modalità<br />
di stimolo rivela che la latenza della componente principale P300 è aumentata<br />
(picco dopo lo stimolo a 600ms) con la modalità uditiva e tattile rispetto a<br />
quella visiva (picco dopo lo stimolo a 400ms come nella condizione di controllo<br />
Oddball). Non sono stati evidenziati significativi cambiamenti nella<br />
topografia del potenziale P300 (componente principale) elicitato con le differenti<br />
modalità di stimolo. Questi risultati suggeriscono che la stimolazione<br />
multimodale può essere efficace nelle applicazioni BCI operate attraverso<br />
P300. L’incremento nella latenza della P300 osservato nelle modalità uditiva e<br />
tattile può essere ascritto ad un livello attentivo più elevato nell’esecuzione del<br />
task (riconoscimento del target) rispetto a quanto accade nella modalità di<br />
presentazione visiva dei target.<br />
Attività previste<br />
Neurofisiopatologia clinica<br />
Nel terzo anno di progetto si valuterà come la nuova modalità di feedback<br />
si integra in un contesto di possibile alterazione delle sensibilità in condizione<br />
di patologia (e.g. lesioni del midollo spinale con conseguente deficit motorio e<br />
sensitivo di distretti del corpo non sempre sovrapponibili).<br />
2009 463
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
E.4 – MALATTIA DI PARKINSON E SINDROMI CORRELATE:<br />
STRATEGIE TERAPEUTICHE E RIABILITATIVE<br />
E.4.1 – Analisi elettromiografica di superficie in pazienti affetti<br />
da malattia di Parkinson: valutazione quantitativa del timing<br />
di attivazione muscolare (Antonella Peppe)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, EMG surface, UPDRS, Gait Analysis.<br />
Descrizione<br />
I quattro sintomi principali della malattia di Parkinson sono la rigidità, il<br />
tremore, la bradicinesia e i riflessi posturali alterati. La rigidità in particolare<br />
si manifesta con un aumento dello stato di co-contrazione dei gruppi muscolari<br />
antagonisti.<br />
Con questo studio cercheremo di quantificare in maniera oggettiva le<br />
alterazioni nell’attivazione muscolare di soggetti affetti da malattia di Parkinson<br />
rispetto a valori fisiologici e normativi grazie all’utilizzo dell’analisi elettromiografica<br />
di superficie. Quest’ultima, essendo uno strumento non invasivo,<br />
risulta essere un importante strumento di analisi che permette la rilevazione<br />
dinamica della contrazione muscolare durante la deambulazione.<br />
Attività previste<br />
La nostra analisi prenderà in considerazione i muscoli della loggia anteriore<br />
e posteriore della gamba e i risultati verranno abbinati alla relativa analisi<br />
del cammino per valutare come e quanto le variazioni della contrazione muscolare<br />
influenzino la deambulazione. Lo studio sarà effettuato su un campione di<br />
almeno 10 pazienti parkinsoniani ospedalizzati e 10 soggetti di controllo.<br />
Lo studio verrà eseguito durante il ciclo di ospedalizzazione in questa<br />
struttura ed inizierà solo dopo la stabilizzazione della sintomatologia extrapiramidale<br />
con adeguato aggiustamento terapeutico con costanti valori<br />
dell‘UPDRS prima e dopo il ciclo riabilitativo.<br />
E.4.2 – Cambio di direzione in pazienti con malattia di Parkinson:<br />
analisi qualitativa e quantitativa ed efficacia<br />
della riabilitazione motoria (Antonella Peppe)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, UPDRS, Gait Analysis, A/B.<br />
Descrizione<br />
In pazienti con malattia di Parkinson l’inabilità di eseguire adeguate atti-<br />
464 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
vità motorie è riportabile ad una ridotta azione della dopamina e ad una<br />
modificata attività dei gangli della base.<br />
Scopo di questo studio è quello di valutare attraverso l’analisi del cammino<br />
la modalità con cui il pazienti PD esegue il cambio di direzione del<br />
senso di marcia (Ahead/Back) e studiare l’effetto della riabilitazione stessa.<br />
Soggetti e Metodi: Saranno studiati 20 soggetti con malattia di Parkinson e<br />
13 soggetti di controllo. Lo studio verrà eseguito durante il ciclo di ospedalizzazione<br />
in questa struttura ed inizierà solo dopo la stabilizzazione della sintomatologia<br />
extrapiramidale con adeguato aggiustamento terapeutico con<br />
costanti valori dell’UPDRS prima e dopo il ciclo riabilitativo. Verrà inoltre<br />
somministrata una scala di valutazione funzionale prima e dopo la valutazione:<br />
Global Mobility Task (GMT). La seduta terapeutica e tutte le valutazioni<br />
verranno eseguite la mattina dopo la somministrazione della prima dose<br />
di terapia giornaliera. Nella registrazione verranno considerati tutti i parametri<br />
ma soprattutto si considererà la modalità con cui il paziente eseguirà il<br />
cambio di direzione (A/B). Si considererà il passo di ingresso, l’intermedio, ed<br />
il passo di uscita (quando la rotazione è eseguita di 180°).<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
I risultati preliminari di questo studio in un gruppo di 7 pazienti con<br />
malattia di Parkinson e 10 soggetti sani della stessa età del paziente (65.5 SD<br />
13.9 anni) indicano che, dopo trattamento, nei pazienti è presente una riduzione<br />
del numero dei passi e del tampo impiegato ad invertire la marcia; inoltre<br />
è possibile notare come il paziente parkinsoniano nella maggior parte dei<br />
casi decida di affrontare l’inversione del senso di marcia portando all’interno<br />
l’arto meno colpito. Anche i parametri cinematici e percentuali della fase del<br />
passo mostrano positive modificazioni.<br />
Attività previste<br />
In questo anno occorrerà incrementare la casistica per confermare anche<br />
da un punto di vista statistico i dati ottenuti.<br />
E.4.3 – Effetti della riabilitazione vestibolare nel disturbo vestibolare<br />
dell’equilibrio del paziente con malattia di Parkinson<br />
(Antonella Peppe)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, Riabilitazione Vestibolare, UPDRS.<br />
Descrizione<br />
Nella malattia di Parkinson le alterazioni della postura, del cammino e dell’equilibrio<br />
sono patognomoniche. La manifestazione di tali disturbi è eterogenea<br />
e la gravità è correlata al grado di severità della malattia. È noto come nella<br />
2009 465
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
malattia di Parkinson sia evidente un rallentamento motorio, una difficoltà nell’iniziare<br />
il cammino, che poi avviene a piccoli passi con aumento della percentuale<br />
di appoggio (stance) della fase del cammino rispetto a quella di oscillazione<br />
(swing). Per la rigidità muscolare e la bradicinesia assiale, il paziente presenta<br />
un atteggiamento camptocormico con riduzione o assenza dei movimenti<br />
sincinetici degli arti superiori. Il disturbo dell’equilibrio, è un sintomo complesso<br />
legato al corretto funzionamento di vari sistemi ed in particolare a quello<br />
vestibolare. Il sistema vestibolare troncale attraverso il talamo è in rapporto con<br />
i circuiti dei Gangli della Base, alterati nella malattia di Parkinson.<br />
Questo studio ha lo scopo di oggettivare l’efficacia di un ciclo di riabilitazione<br />
vestibolare sulle alterazioni della deambulazione e dell’equilibrio, in<br />
soggetti affetti da malattia di Parkinson. Il protocollo di studio prevede di<br />
valutare l’efficacia della riabilitazione attraverso Scale di valutazioni cliniche<br />
come la UPDRS Parte III, e riabilitative quali la Berg’s scale e Tinetti’s scale.<br />
Verrà eseguita una valutazione cinematica della deambulazione e somministrazione<br />
delle scale valutative (UPDRS III, GMT, TINETTI, BERG BALANCE<br />
SCALE) prima e dopo l’habituation training. L’habituation training consisterà<br />
nella marcia sul posto con “ boite ” dinamica (marcia sul posto su superficie<br />
morbida ad occhi chiusi) per 7gg e deambulazione libera sul tapis roulant ad<br />
occhi chiusi a velocità crescente compresa tra 1km/h e 4Km/h per 7gg.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Risultati del primo anno in un gruppo di 10 pazienti con malattia di<br />
Parkinson e 10 soggetti sani della stessa età del paziente mettono in evidenza<br />
come a seguito della specifica attività riabilitativa vestibolare sia evidente una<br />
riduzione della velocità della marcia, della sua lunghezza, una riduzione della<br />
componente % del doppio appoggio della marcia. I nostri dati ci confermano<br />
come un approccio riabilitativo vestibolare possa influire positivamente sui<br />
pazienti affetti da malattia di Parkinson.<br />
Attività previste<br />
In questo ultimo anno occorrerà incrementare la casistica per validare<br />
statisticamente i dati ottenuti.<br />
E.4.4 – Effetti della Rieducazione Posturale Globale in Soggetti<br />
con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, Rieducazione Posturale Globale, Gait<br />
Analysis.<br />
Descrizione<br />
I quattro sintomi principali della malattia di Parkinson sono la rigidità, il<br />
tremore, la bradicinesia e alterazione dei riflessi posturali. È stata amplia-<br />
466 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
mente dimostrata l’efficacia della fisioterapia nel fornire strategie e automatismi<br />
che permettano il miglioramento della qualità di vita in questi pazienti.<br />
Negli ultimi anni la rieducazione posturale sta raccogliendo sempre più consensi<br />
e viene indicata come tecnica fisioterapica atta a ridurre le modificazioni<br />
funzionali indotte dalle alterazioni posturali. Non vi sono attualmente<br />
studi standardizzati e obiettivi che convalidino il metodo, esistono però studi<br />
che rafforzano tale metodica tramite test e questionari svolti a seguito delle<br />
sedute di Rieducazione Posturale Globale.<br />
Scopo della nostra ricerca è verificare l’efficacia di questa metodica e<br />
quantificarne gli effetti sulla marcia grazie all’utilizzo della Gait Analysis. Il<br />
nostro studio sarà svolto su almeno 12 soggetti affetti da malattia idiopatica<br />
di Parkinson e confrontati con 11 soggetti di controllo.<br />
Metodi<br />
Una fisioterapista in possesso di diploma in Rieducazione Posturale Globale<br />
(RPG) svolgerà cinque sedute con questa metodica. L’analisi del cammino<br />
verrà svolta immediatamente prima e subito dopo la seduta di RPG. Si<br />
considereranno per l’analisi statistica i parametri medi del passo e le componenti<br />
percentuali del passo stesso. Focalizzeremo, inoltre, la nostra attenzione<br />
sulle modificazioni degli angoli del tronco, in particolare dell’angolo tra pelvi,<br />
tratto cervico dorsale (vertebre T12 e C7) e sulle variazioni del range articolare<br />
degli arti inferiori e superiori durante la marcia.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
I risultati del primo anno in un gruppo di 6 pazienti con malattia di<br />
Parkinson e 11 soggetti sani della stessa età del paziente (63.2 SD 11.2 anni)<br />
mettono in evidenza come a seguito della specifica Rieducazione Posturale<br />
Globale sia evidente una significativa variazione delle variabili cinematiche e<br />
delle variabili di stance, swing e dblstance. Anche i punti di riferimento angolari<br />
da noi considerati si modificano positivamente; in particolare risultano<br />
significativi i miglioramenti nell’oscillazione di spalla e anca e nel grado di<br />
inclinazione rispetto a t12.<br />
I nostri dati, sebbene preliminari, indicano come un trattamento di Rieducazione<br />
Posturale Globale possa influire positivamente sull’atteggiamento<br />
camptocormico e sulla deambulazione in generale in pazienti affetti da malattia<br />
di Parkinson.<br />
Attività previste<br />
In questo anno occorrerà incrementare il numero di soggetti per confermare<br />
anche da un punto di vista statistico i dati ottenuti.<br />
E.4.5 – Effetti di un training di quattro settimane con Metodo Feldenkrais<br />
in pazienti con malattia di Parkinson (Antonella Peppe)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, Feldenkrais, UPDRS, GMT.<br />
2009 467
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
Descrizione<br />
La Medicina Fisica e Riabilitativa sempre più spesso inizia ad occuparsi<br />
dei problemi motori dei pazienti con malattia di Parkinson. Un declino motorio<br />
e l’alterazione alla risposta alla terapia dopaminergica hanno indotto a<br />
studiare nuove strategie che permettano il miglioramento della qualità di vita<br />
di questi pazienti.<br />
Negli ultimi anni le Body Awareness Therapies (BAT) stanno affiancando<br />
le terapie tradizionali nel trattamento di diversi disordini motori.<br />
Esse possono essere definite come un approccio fisioterapico olistico,<br />
diretto alla consapevolezza del corpo, in termini di funzionamento, comportamento<br />
ed interazione tra il Sé e gli altri. Comprendono Basic BAT, Mensendieck<br />
e Metodo Feldenkrais. Mirano alla normalizzazione della postura,<br />
dell’equilibrio, alla riduzione delle tensioni muscolari e della rigidità visibili<br />
nei pattern motori. L’esiguo numero di studi che ne dimostrino gli effetti e la<br />
difficoltà di reperire scale di valutazione adatte ne rendono l’efficacia non<br />
riconosciuta in maniera unanime.<br />
Attività previste<br />
Scopo del nostro studio è di valutare gli effetti di un trattamento di 12<br />
sedute con Metodo Feldenkrais. In particolare verranno ricercati dei cambiamenti<br />
nella funzione del cammino, nei passaggi posturali, nell’equilibro e<br />
nella riduzione dello stato di ansia che accompagna questi pazienti.<br />
E.4.6 – Valutazione cinematica dello “ starting ” della marcia in soggetti<br />
affetti da malattia di Parkinson trattati chirurgicamente<br />
con DBS in STN e PPN (Antonella Peppe)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, DBS, STN, PPN, Gait Analysis, Start.<br />
Altri Enti coinvolti: CTO di Roma (Neurochirurgia).<br />
Descrizione<br />
È ormai noto che la stimolazione del nucleo subtalamico (DBS-STN) è<br />
efficace nel ridurre drasticamente la sintomatologia extrapiramidale ed il<br />
dosaggio di terapia giornaliera antiparkinsoniana e quindi la presenza di<br />
movimenti involontari legati alla somministrazione fasica della terapia per os.<br />
Dei sintomi extrapiramidali quello che sembra meno risentire della DBS sembra<br />
essere il cammino. Soprattutto in pazienti che presentano difficoltà nell’iniziare<br />
la deambulazione.<br />
Studi su animali e primati hanno messo in evidenza un ruolo importante<br />
del Nucleo Peduncolo Pontino (PPN), nucleo del tronco encefalico effettore<br />
finale del Loop cortico-sottocorticale Motorio. Nuovo target nella terapia chirurgica<br />
del Parkinson potrebbe essere quindi il PPN associato naturalmente<br />
alla stimolazione del STN.<br />
468 2009
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Abbiamo studiato 4 pazienti e con i nostri protocolli di valutazione non<br />
sembrano esserci differenze peculiari tra la accensione del PPN e quella del<br />
STN, anzi sembra che il STN sia certamente più efficace nel migliorare i parametri<br />
sia cinematici che cinetici del passo, in particolare lo starting del passo<br />
non sembra essere influenzato.<br />
Attività previste<br />
Si cercherà di incrementare il campione studiato, ma per questo ci sono<br />
alcune difficoltà, uno dovuto al target: è infatti verosimile che il target utilizzato<br />
in questi pazienti sia l’area Peduncolopontina e non il nucleo PPN e questo quindi<br />
va valutato con accuratezza; l’altro alla tipologia del paziente inviato all’impianto<br />
che dovrebbe essere più mirato verso una forma acinetica piuttosto che rigida.<br />
E.4.7 –Valutazione dell’attività respiratoria in soggetti affetti<br />
da malattia di Parkinson gravi, trattati chirurgicamente<br />
con DBS in STN (Antonella Peppe)<br />
Anno d’inizio: 2006<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Malattia di Parkinson, DBS, STN, respirazione.<br />
Descrizione<br />
La malattia di Parkinson coinvolge i muscoli respiratori, il diaframma e<br />
muscoli accessori che, attraverso la loro attività, consentono la ventilazione<br />
polmonare. Essi subiscono, come tutto l’apparato muscolare, gli effetti della<br />
progressione della malattia e della alterata risposta alla terapia antiparkinsoniana<br />
per os. È ormai nota l’importanza della terapia chirurgica della malattia<br />
di Parkinson. Per tale ragione numerosi sono i pazienti a cui sono stati posti<br />
elettrodi intracerebrali nel sottotalamo (DBS STN). Con questo studio si è<br />
voluto valutare se la DBS possa essere utile nel migliorare anche una subclinica<br />
alterazione delle funzioni respiratorie in pazienti on PD avanzato.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Abbiamo studiato 19 pazienti completi impiantati con STN. La complessità<br />
del protocollo prevede delle valutazioni che alcuni pazienti non sono riusciti<br />
ad eseguire (OFF terapia, OFF stimolo status). I dati emersi, sembrano<br />
confermare l’effetto della Stimolazione Cerebrale Profonda del nucleo Sottotalamico,<br />
nel produrre delle modificazioni dei parametri respiratori come la<br />
MEP e MIP (Maximal Expiratory Pressure e Maximal Inspiratory Pressure),<br />
indici di forza di contrazione muscolare.<br />
Attività previste<br />
Neurofisiopatologia clinica<br />
Nel prossimo anno, quello conclusivo, occorrerà continuare ad incrementare<br />
il numero della casistica cercando di far completare a tutti i pazienti le<br />
quattro fasi del protocollo.<br />
2009 469
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
E.5 – PLASTICITÀ CEREBRALE<br />
E.5.1 – Aree di rappresentazione corticale di muscoli dell’arto superiore<br />
e della mano: mappe motorie da TMS per la valutazione<br />
dei fenomeni di plasticità cerebrale dopo training<br />
di immaginazione motoria in soggetti volontari sani<br />
(Paola Cicinelli)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Mappe motorie da TMS, motor imagery, plasticità cerebrale.<br />
Descrizione<br />
Precedenti studi, condotti da altri gruppi di ricerca e presso questo laboratorio,<br />
hanno dimostrato che la motor imagery è un compito “ cognitivo ”<br />
capace di attivare quelle aree motorie cerebrali che normalmente sono attive<br />
durante l’esecuzione del movimento reale.<br />
Studi di TMS hanno dimostrato che l’area di rappresentazione corticale<br />
del muscolo coinvolto nel compito di motor imagery modifica la sua ampiezza<br />
durante l’immaginazione di movimento rispetto alla condizione di riposo.<br />
Questa modulazione dell’eccitabilità corticale motoria durante motor imagery<br />
è stata osservata sia nei soggetti sani che in pazienti con esiti di ictus cerebrale.<br />
Partendo da questi risultati, il passo successivo è utilizzare la motor imagery<br />
nell’ambito di un “ training ” allo scopo di favorire fenomeni di plasticità<br />
cerebrale delle aree motorie. Per tale fine verranno reclutati nello studio una<br />
popolazione di soggetti volontari sani che effettueranno un “ training ” di<br />
motor imagery secondo un protocollo standard BCI basato sulla immaginazione<br />
motoria.<br />
Attività previste<br />
Mappe motorie da TMS saranno registrate dal muscolo opponente del<br />
pollice e dal muscolo estensore comune delle dita sia a riposo (“ rest ”) che<br />
durante pensiero di movimento del pollice verso il mignolo (“ imagery ”). Le<br />
aree di rappresentazione corticale di questi due muscoli verranno analizzate<br />
sia prima (pre-training) che dopo (post-training) il protocollo standard BCI.<br />
In particolare si valuteranno i seguenti parametri delle mappe motorie da<br />
TMS: soglia di eccitabilità; ampiezza del MEP dall’hot spot; volume ed area<br />
della mappa.<br />
Individuare una modifica delle mappe motorie da TMS dopo un training<br />
BCI in soggetti volontari sani è di grande interesse per studi futuri in pazienti<br />
con lesioni del SNC.<br />
470 2009
Neurofisiopatologia clinica<br />
E.5.2 – La tossina botulinica A nel trattamento della spasticità<br />
di pazienti con esiti di Grave Cerebrolesione Acquisita (GCA):<br />
valutazione neurofisiologica prima e dopo trattamento<br />
(Paola Cicinelli)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Tossina botulinica A, spasticità, TMS, scale cliniche.<br />
Descrizione<br />
La Tossina Botulinica A (BT-A) è stata utilizzata nel trattamento della spasticità<br />
di pazienti con grave cerebrolesione acquisita. L’azione della BT-A è più<br />
complessa di quanto comunemente ritenuto ed, accanto ai noti effetti inibitori<br />
sulla placca neuromuscolare, è stato recentemente ipotizzato che la BT-A<br />
abbia anche effetti a livello del sistema nervoso centrale. In particolare, inibendo<br />
le afferenze g dai fusi neuromuscolari potrebbe indirettamente modulare<br />
l’eccitabilità corticale motoria.<br />
Partendo da tale presupposto, abbiamo effettuato una valutazione neurofisiologica<br />
mediante Potenziali Evocati Motori (MEPs) e riflesso H in una<br />
popolazione di pazienti con spasticità dell’arto superiore e/o inferiore: 4<br />
pazienti con esiti di stroke e 6 pazienti con esiti di trauma cranico e coma.<br />
Accanto alle valutazioni neurofisiologiche, abbiamo utilizzato delle scale cliniche<br />
di misura della spasticità (scala di Ashworth) e di valutazione funzionale<br />
(Barthel Index). Le valutazioni clinica e neurofisiologica sono state effettuate<br />
prima (T0) e dopo 3 settimane (T1) dall’iniezione di BT-A. La dose<br />
media di Tossina Botulinica A (Botox®-Allergan) iniettata in almeno 3<br />
muscoli dell’arto superiore era di 200U (range 85-400U); all’arto inferiore la<br />
dose Botox era di 150-400U.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Il punteggio medio della scala di Ashworth diminuiva dopo tre settimane<br />
dal trattamento con BT-A. I MEPs da stimolazione magnetica transcranica<br />
registrati dal muscolo opponente del pollice e dal muscolo flessore breve dell’alluce<br />
presentavano un incremento dell’ampiezza ed una diminuzione della<br />
latenza dopo BT-A. Il riflesso H dal muscolo FCR e dal muscolo soleo<br />
mostrava una riduzione del rapporto Hmax/Mmax dopo BT-A. La scala clinica<br />
di valutazione funzionale (Barthel Index) non mostrava variazioni a tre<br />
settimane dal trattamento con BT-A.<br />
Attività previste<br />
Nel 2009 abbiamo in previsione di ampliare la popolazione di pazienti<br />
con grave cerebrolesione acquisita e spasticità. In particolare tutti i pazienti<br />
saranno trattati con tossina botulinica A (BT-A) nei distretti muscolari clinicamente<br />
affetti da spasticità ed in tutti i pazienti saranno effettuate le scale di<br />
valutazione clinica (Ashworth e Barthel Index) prima e dopo tre settimane da<br />
2009 471
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente E<br />
BT-A. In alcuni pazienti sarà inoltre effettuato un follow-up clinico di un anno<br />
per valutare gli eventuali miglioramenti ottenuti dopo ripetuti trattamenti con<br />
BT-A. In tali pazienti si valuterà inoltre l’eventuale correlazione tra scale cliniche<br />
VS dose di BT-A e scale cliniche VS numero di trattamenti di BT-A. In<br />
alcuni pazienti, compatibilmente con le controindicazioni alla TMS (es. valvole<br />
di derivazione ventricolo-peritoneale per idrocefalo post-traumatico) e<br />
con il loro quadro neuropsicologico (scarsa collaboratività ed agitazione<br />
psico-motoria) verranno effettuate le valutazioni neurofisiologiche sopra<br />
menzionate (MEPs e riflesso H).<br />
472 2009
F–NEUROIMMAGINI FUNZIONALI<br />
EMILIANO MACALUSO<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
F.1 –SCIENZE CLINICHE<br />
F.1.1 –Basi neurali di tristezza, rabbia e gioia nella Sclerosi Multipla:<br />
studio in vivo con RM funzionale (Marco Bozzali)<br />
F.1.2 –Evoluzione del danno cerebrale nei diversi stati della malattia<br />
di Alzheimer(Marco Bozzali)<br />
F.1.3 –Interpretazione di indici derivati dalla risonanza magnetica<br />
non-convenzionale in termini di substrato patologico<br />
(Mara Cercignani)<br />
F.2 –METODI E FISICA<br />
F.2.1 –Caratterizzazione del segnale in fase nelle immagini MRI e la loro<br />
applicazione clinica (Gisela Hagberg)<br />
F.3 – INTERAZIONI MULTI-SENSORIALI<br />
F.3.1 –Interazione fra carico di memoria e attenzione spaziale divisa<br />
(Valerio <strong>Santa</strong>ngelo)<br />
F.3.2 –Orientamento dell’attenzione spaziale in contesti altamente<br />
ecologici (Davide Nardo)<br />
F.3.3 – Studio delle dinamiche cerebrali legate al carico di memoria<br />
di lavoro e all’elaborazione di stimoli multisensoriali (Scott Fairhall)<br />
F.3.4 –Tempo soggettivo e risposta neurale (Domenica Bueti)<br />
F.4 – PROCESSI VISIVI E DI INTEGRAZIONE SENSORI-MOTORIA<br />
F.4.1 –Aggiornamento dinamico delle rappresentazioni spaziali<br />
(Gaspare Galati)<br />
F.4.2 –Localizzazione delle sorgenti neurali dei potenziali evocati visivi<br />
per stimoli in movimento (Sabrina Pitzalis)<br />
474 2009
Neuroimmagini funzionali<br />
F.1 – SCIENZE CLINICHE<br />
F.1.1 – Basi neurali di tristezza, rabbia e gioia nella Sclerosi Multipla:<br />
studio in vivo con RM funzionale (Marco Bozzali)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Sclerosi Multipla, fMRI, Diffusion Tensor Imaging.<br />
Descrizione<br />
La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia infiammatoria demielinizzante<br />
che colpisce diffusamente la sostanza bianca del Sistema Nervoso Centrale<br />
(SNC) sia al livello dell’encefalo che del midollo spinale. La lesione anatomopatologica<br />
tipica della SM è la placca demielinizzante, un’area in cui, dopo<br />
una fase di infiammazione acuta a carico della sostanza bianca del SNC, si<br />
verificano fenomeni di cicatrizzazione e di parziale ricostituzione della guaina<br />
mielinica. Le placche presentano una distribuzione variabile ed imprevedibile,<br />
e di conseguenza i deficit funzionali correlati possono coinvolgere<br />
diverse funzioni, tra cui principalmente le funzioni piramidali, sensitive, cerebellari,<br />
visive e cognitive. Negli ultimi decenni è stata dedicata una maggiore<br />
attenzione ai sintomi psicopatologici, focalizzando soprattutto sulla patologia<br />
depressiva, presente in una percentuale che varia tra il 25 ed il 50% dei<br />
pazienti affetti da SM [Joffe et al. 1987; Minden et al. 1990; Sadovnick et al.<br />
1996; Pat et al. 1999; Feinstein et al. 2001]. Stati emotivi di tristezza ed ansia<br />
inficiano notevolmente il già alterato funzionamento dei pazienti ed il loro<br />
livello di benessere. Altri aspetti psicologici influenti includono la labilità<br />
emotiva (riso e pianto patologici - PLC) ed elevati livelli di rabbia e frustrazione<br />
[Minden 1992; Mohr, Dick 1998; Pollin 1995]. Solo alcuni studi in<br />
ambito clinico e neuropsicologico hanno considerato il ruolo di queste emozioni<br />
nella patologia e la loro influenza sull’outcome riabilitativo [Minden<br />
1992; Mohr Dick 1998; Pollin 1995; Maurelli et al. 1992]. Ad oggi non esistono,<br />
invece, studi che abbiano investigato, tramite tecniche di neuroimaging,<br />
gli stati emotivi alterati in pazienti affetti da SM.<br />
Il presente lavoro ha indagato i substrati neuronali sottostanti alcune<br />
emozioni, quali tristezza, rabbia e gioia, i cui disordini potrebbero avere un<br />
ruolo nella psicopatologia della SM. Sono stati reclutati 18 pazienti con SM<br />
“ relapsing remitting ” e 13 soggetti sani di controllo. Un disegno event-related<br />
è stato creato con lo scopo di indagare i correlati neurali di tristezza, rabbia,<br />
gioia evocati mediante presentazione di volti con specifiche espressioni facciali<br />
(FACS) [Ekman 1976]. Durante la somministrazione degli stimoli, i soggetti<br />
venivano sottoposti ad un compito di discriminazione emotiva. In<br />
aggiunta allo studio funzionale sono stati acquisiti anche dati di imaging<br />
strutturale (Diffusion Tensor Imaging-DTI e Magnetization Transfer Imaging-<br />
MTI), con sequenze sensibili alla presenza non solo del danno tissutale<br />
macroscopico, ma anche microstrutturale. I dati funzionali, processati con<br />
SPM5, sono stati analizzati tramite un modello lineare generale.<br />
2009 475
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
L’analisi dei dati strutturali di Magnetization Transfer Imaging ha prodotto<br />
interessanti risultati sul danno microscopico della sostanza bianca<br />
apparentemente normale e del tessuto lesionale e misure cliniche di disabilità.<br />
L’analisi dei dati strutturali di DTI è attualmente in corso e focalizzata<br />
sulla ricostruzione trattografica di specifici tratti di sostanza bianca, al fine di<br />
correlare il danno microscopico di tali tratti con misure cliniche (e.g., fascio<br />
cortico-spinale-misure di disabilità motoria).<br />
– Cercignani M, Basile B, Spanò B, Comanducci G, Fasano F, Caltagirone C, Nocentini<br />
U, Bozzali M (2009) NMR Biomed 22: 646-653.<br />
– Ekman P, Friesen WV (1976) Pictures of Facial Affect. Palo Alto: Consulting Psychologists.<br />
– Joffe RT, Lippert GP, Gray TA, Sawa G, Horvath Z (1987) Arch Neurol 44: 376-378.<br />
– Feinstein A, Feinstein K (2001) J Affect Disord 66: 193-198.<br />
– Maurelli M, Marchioni E, Cerretano R, Bosone D, Bergamaschi R, Citterio A, Martelli<br />
A, Sibilla L, Savoldi F (1992) Acta Neurol Scand 86: 124-128.<br />
– Minden SL, Schiffer RB (1990) Arch Neurol 47: 98-104.<br />
– Minden SL (1992) J Neuropsych Clin Neurosci 4: 198-213.<br />
– Mohr DC, Dick LP (1998) In: Camic PM, Knight S (Eds) Clinical handbook of<br />
health psychology: a practical guide to effective interventions. Hogrefe and Huber,<br />
Seattle, 313–348.<br />
– Pat SB, Metz LM (1999) Psychother Psychosom 66: 286-292.<br />
– Pollin I (1995) Medical crisis counselling: Short-term therapy from long-term illness.<br />
NY: Norton.<br />
– Sadovnick AD, Remick RA, Allen J, Swartz E, Yee IM, Eisen K, Farquhar R, Hashimoto<br />
SA, Hooge J, Kastrukoff LF, Morrison W, Nelson J, Oger J, Paty DW (1996)<br />
Neurology 46: 628-632.<br />
Attività previste<br />
• Completamento analisi in corso e relativa produzione scientifica.<br />
• Studio, mediante analogo protocollo, di pazienti (e relativi controlli)<br />
affetti da SM con altri fenotipi di malattia (secondary progressive MS, primary<br />
progressive MS).<br />
F.1.2 – Evoluzione del danno cerebrale nei diversi stati<br />
della malattia di Alzheimer(Marco Bozzali)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: AD, MCI, risonanza magnetica.<br />
Altri Enti coinvolti: Policlinico Gemelli di Roma (Dipartimento di Neurologia).<br />
476 2009
Descrizione<br />
Neuroimmagini funzionali<br />
La malattia di Alzheimer (AD) costituisce la più comune forma di decadimento<br />
cognitivo nel mondo occidentale [Hardy 1997] ed è caratterizzata da un<br />
progressivo coinvolgimento delle funzioni cognitive, una progressiva disabilità<br />
allo svolgimento delle comuni attività quotidiane e una varietà di disturbi neuropsichiatrici<br />
e comportamentali. È stata recentemente individuata una condizione<br />
clinica, nota come mild cognitive impairment (MCI) [Petersen et al.<br />
2001] che è altamente associata a sviluppo di demenza tipo AD in tempi brevi,<br />
specialmente nella sua variante amnesia [Petersen et al. 2004]. Da un punto di<br />
vista neuropatologico, è stata ben descritta l’evoluzione del danno tissutale<br />
cerebrale, in accordo con l’evolversi della malattia [Braak and Braak 1991].<br />
Tale danno coinvolge inizialmente le strutture temporali mediali (ippocampo e<br />
gito paraippocampale) per poi estendersi progressivamente all’intera corteccia<br />
associativa. Allo stesso modo, studi volumetrici mediante Risonanza Magnetica<br />
(RM) strutturale hanno mostrato un’analoga evoluzione dell’atrofia macroscopica<br />
cerebrale [Braak et al. 1999; Fox et al. 1996]. Studi successivi, condotti<br />
mediante tecniche avanzate di RM quantitativa, hanno mostrato che il danno<br />
tissutale in corso di AD coinvolge non solo la sostanza grigia cerebrale [Bozzali<br />
et al. 2006] ma anche la sostanza bianca (WM), e che il danno di entrambi i<br />
tessuti correla con misure di decadimento cognitivo [Bozzali et al. 2002; Bozzali<br />
et al. 2001; Rose et al. 2000; Villain et al. 2008]. Tuttavia, l’esatta relazione<br />
tra estensione e localizzazione del danno tissutale, sia macro- che micro-scopico,<br />
e lo stato clinico e neuropsicologico dei pazienti con AD a diversi stadi di<br />
malattia rimane largamente dibattuto. In particolare, ad oggi, non esistono<br />
‘bio-marker’ di tipo né diagnostico, né prognostico con sensibilità e specificità<br />
sufficienti da essere applicabili al singolo soggetto.<br />
Da un punto di vista fisiopatologico, si sta facendo sempre più strada l’idea<br />
che la distribuzione del danno patologico dell’AD in termini quantitativi,<br />
spieghi solo parzialmente l’evoluzione della malattia, con strette correlazioni<br />
cliniche solamente nelle prime fasi, quando il danno è per lo più localizzato in<br />
sede temporale e la sintomatologia è dominata dai disturbi di memoria.<br />
Infatti, almeno un secondo meccanismo fisiopatologico, maggiormente legato<br />
alla localizzazione più che alla distribuzione del danno tissutale, sembra svolgere<br />
un ruolo determinante nell’evoluzione dell’AD: il danno da disconnessione<br />
cerebrale. A supporto di ciò vi sono evidenze sia di disconnessione strutturale<br />
[Villani et al. 2008] che funzionale [Greicius et al. 2004; Sorg et al.<br />
2007], le ultime fondate sulla teoria del cosiddetto Default Mode Network<br />
(DMN) [Greicius et al. 2003; Raichle and Snyder 2007].<br />
Ad oggi, sono infatti disponibili metodiche di RM quantitativa che consentono<br />
sia lo studio in vivo del danno macro- e micro-strutturale della GM<br />
(Voxel-based morhometry, [Good et al. 2001; Bozzali et al. 2006]] e della WM<br />
(Diffusion tensor imaging [Basser at al. 1994] and tractography, [CAMINO;<br />
www.camino.org.uk], sia dei cambiamenti di connettività funzionale regionale,<br />
con la tecnica del cosiddetto Resting State fMRI [Greicius et al. 2003;<br />
Raichle, Snyder 2007]. Inoltre, una tecnica strutturale che ha conosciuto un<br />
recente sviluppo metodologico è quella del quantitative Magnetization Tranfer<br />
Imaging, che recentemente applicata alla Sclerosi Multipla [Cercignani et al.<br />
2009 477
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
2009] ha mostrato l’abilità di fornire informazioni relativamente specifiche<br />
circa il danno patologico sia della GM che della WM.<br />
Obiettivo di questo studio è di investigare una larga casistica di soggetti<br />
con MCI e AD moderato, e di seguirli longitudinalmente sia dal punto di vista<br />
clinico-neuropsicologico, sia dal punto di vista del neuroimaging, mediante le<br />
sopraccitate tecniche avanzate, sia strutturale, con il fine ultimo di trovare<br />
strette correlazioni clinico-strumentali.<br />
– Basser PJ, Mattiello J, LeBihan D (1994) Biophys J 66: 259-267.<br />
– Bozzali M, Filippi M, Magnani G, Cercignani M, Franceschi M, Schiatti E et al.<br />
(2006) Neurology 67: 453-460.<br />
– Bozzali M, Falini A, Franceschi M, Cercignani M, Zuffi M, Scotti G et al. (2002) J<br />
Neurol Neurosurg Psychiatry 72: 742-746.<br />
– Bozzali M, Franceschi M, Falini A, Pontesilli S, Cercignani M, Magnani G et al.<br />
(2001) Neurology 57: 1135-1137.<br />
– Braak H, Braak E (1991) Acta Neuropathol 82: 239-259.<br />
– Braak E, Griffing K, Kimihito A, Bohl J, BratzkeH, Braak H (1999) Eur Arch Psychiatry<br />
Clin Neurosci 249: Suppl. 3 III/14-III/22.<br />
– Cercignani M, Basile B, Spanò B, Comanducci G, Fasano F, Caltagirone C, Nocentini<br />
U, Bozzali M (2009) NMR Biomed 22: 646-653.<br />
– Fox NC, Warrington EK, Freeborough PA, Hartikainen P, Kennedy AM, Stevens<br />
JM, et al. (1996) Brain 119: 2001-2007.<br />
– Good CD, Johnsrude IS, Ashburner J, Henson RN, Friston KJ, Frackowiak RS<br />
(2001) Neuroimage 14: 21-36.<br />
– Greicius MD, Srivastava G, Reiss AL, Menon V (2004) PNAS USA 101: 4637-4642.<br />
– Greicius MD, Krasnow B, Reiss AL, Menon V (2003) PNAS USA 100: 253-258.<br />
– Hardy J (1997) Trends Neurosci 20: 154-159.<br />
– Petersen RC, Doody R, Kurz A, Mohs RC, Morris JC, Rabins PV et al. (2001) Arch<br />
Neurol 58: 1985-1992.<br />
– Petersen RC (2004) J Intern Med 256: 183-194.<br />
– Raichle ME, Snyder AZ (2007) Neuroimage 37: 1083-1090.<br />
– Rose SE, Chen F, Chalk JB, Zelaya FO, Strugnell WE, Benson M et al. (2000)<br />
J Neurol Neurosurg Psychiatry 69: 528-530.<br />
– Sorg C, Riedl V, Mühlau M, Calhoun VD, Eichele T, Läer L, Drzezga A, Förstl H,<br />
Kurz A, Zimmer C, Wohlschläger AM (2007) PNAS USA 104: 18760-18765.<br />
– Villain N, Desgranges B, Viader F, de la Sayette V, Mézenge F, Landeau B, Baron<br />
JC, Eustache F, Chételat G (2008) J Neurosci 28: 6174-6181.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Attualmente sono stati già reclutati e investigati 10 pazienti con MCI, 10<br />
con AD e 10 controlli sani. L’analisi dei dati a base-line è attualmente in corso.<br />
Attività previste nell’anno<br />
• Reclutamento di un numero considerevole di soggetti consecutivi con<br />
MCI, sia amnesico che di altra natura.<br />
478 2009
• Valutazione clinico-neuropsicologica estensiva dei soggetti.<br />
Neuroimmagini funzionali<br />
• Studio a ‘baseline’ mediante RM convenzionale (sequenze Doppio echo;<br />
T1 pesate e Flair) e quantitativa (Diffusion Tensor Imaging; Magnetization<br />
Transfer Imaging; Resting State fMRI) di tutti i soggetti con MCI reclutati.<br />
Allo stesso tempo, verranno reclutate e investigate con analoghi protocolli<br />
(psicometrico e di RM) due popolazioni estreme di controllo: un gruppo di<br />
soggetti sani e un gruppo di pazienti con AD.<br />
• I pazienti con MCI verranno seguiti clinicamente e neuropsicologicamente<br />
a scadenza semestrale, e con la ripetizione del protocollo completo<br />
(inclusivo di neuroimaging) a scadenza annuale. I dati verranno analizzati sia<br />
in modo trasversale (MCI vs AD; MCI vs controlli sani) che longitudinale<br />
(variazioni nel tempo all’interno degli MCI). Inoltre, i dati circa l’evoluzione<br />
clinica (conversione dei pazienti con MCI oppure no a demenza e di quale<br />
tipo) e neuropsicologica (estensione dei deficit cognitivi dei pazienti con MCI)<br />
consentiranno riclassificazioni dei soggetti reclutati a ‘baseline’ e analisi retrospettive<br />
dei dati di RM, alla ricerca di marker diagnostici e prognostici.<br />
• L’analisi dei dati riguarderà, sia l’investigazione strutturale dell’intero<br />
cervello (GM e WM) con tecnica voxel-based e senza ipotesi a priori, sia l’investigazione<br />
strutturale di specifici tratti di sostanza bianca (cingolo, fascicolo<br />
longitudinale superiore, corpo calloso, ecc). Tutti i dati strutturali verranno<br />
correlati con quelli di connettività funzionale (Resting state fMRI) e con quelli<br />
clinici-psicometrici.<br />
F.1.3 – Interpretazione di indici derivati dalla risonanza magnetica nonconvenzionale<br />
in termini di substrato patologico<br />
(Mara Cercignani)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Magnetization Transfer Imaging; AD; Sclerosi Multipla.<br />
Descrizione<br />
La risonanza magnetica (RM) è divenuta il mezzo più frequentemente<br />
usato per ottenere immagini del sistema nervoso centrale, grazie allo straordinario<br />
contrasto ottenibile fra diversi tessuti (sostanza grigia e sostanza<br />
bianca), e fra tessuti sani e patologici. Una delle caratteristiche della RMnucleare<br />
è la possibilità di manipolare i parametri di acquisizione per ottenere<br />
uno spettro quasi infinito di diversi contrasti d’immagine, che riflettono caratteristiche<br />
fisiche e chimiche del tessuto in esame. Questa proprietà sta alla<br />
base delle tecniche di RM quantitativa, che si prefigge di stimare per l’appunto<br />
i parametri che descrivono le caratteristiche fisico-chimiche dei tessuti,<br />
come la concentrazione di acqua e di altre molecole di interesse biologico, le<br />
caratteristiche di diffusione dei tessuti, la permeabilità delle membrane, il<br />
flusso sanguigno, e altri rilevanti parametri. La possibilità di stimare in<br />
2009 479
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
maniera non-invasiva queste grandezze ha un enorme potenziale a livello diagnostico;<br />
tuttavia la realizzazione di questo obiettivo è limitata da un lato dai<br />
problemi legati alla precisa quantificazione di queste grandezze (artefatti,<br />
disomogeneità di campo, rumore), dall’altro dalla difficoltà nell’interpretare<br />
in modo univoco i diversi parametri RM che si possono ottenere.<br />
L’obiettivo principale di questo progetto è di combinare due diverse tecniche<br />
RM, l’imaging a trasferimento di magnetization (MT) e l’imaging pesato<br />
in diffusione (DTI) per lo studio di patologie del sistema nervoso centrale. Il<br />
progetto si prefigge da un lato di ottimizzarne l’acquisizione e l’elaborazione,<br />
minimizzando le sorgenti di errore nella misura dei vari parametri, dall’altro<br />
di caratterizzare il substrato delle grandezze derivabili tramite queste metodiche.<br />
L’MT è un meccanismo di contrasto basato sull’interazione fra protoni di<br />
idrogeno contenuti nelle molecole d’acqua e quelli legati a macromolecole<br />
lipidiche e proteiche, ed è quindi un indice indiretto della densità di tali molecole<br />
in un tessuto. Nell’encefalo, queste sono costituite in gran parte da mielina.<br />
Il DTI è un meccanismo di contrasto che riflette la mobilità delle molecole<br />
d’acqua intrappolate nei tessuti, e pertanto è sensibile alla configurazione<br />
tissutale a livello microscopico. Grazie alla particolare struttura della sostanza<br />
bianca, inoltre, la diffusione è anisotropa all’interno di questi tessuti. Questa<br />
proprietà può essere sfruttata per stimare la direzione principale di diffusione,<br />
che coincide con la direzione dei fascicoli di sostanza bianca. Grazie<br />
alle tecniche di trattografia è dunque possibile ricostruire in vivo i fasci di<br />
sostanza bianca. Inoltre, tutte le grandezze derivate dal DTI misurano qualche<br />
proprietà microscopica dei tessuti, legata alla cellularità, all’organizzazione e<br />
all’integrità tissutale, e sono pertanto utili a caratterizzare il tessuto sano e<br />
patologico.<br />
Questo progetto si propone di applicare queste tecniche (MT e DTI) a due<br />
diverse patologie che rappresentino modelli patologici di interesse: la malattia<br />
di Alzheimer (AD) come modello degenerativo puro, la sclerosi multipla (SM)<br />
come modello infiammatorio puro (in pazienti all’esordio), infiammatoriodegenerativo<br />
(in pazienti in fase più avanzata). In queste due patologie, malgrado<br />
queste ipotesi non siano del tutto accreditate, si ritiene che i processi di<br />
tipo degenerativo siano di tipo diverso: anterogrado nel caso dell’AD; retrogrado<br />
nel caso della SM. L’utilizzo combinato delle tecniche di MT e DTI in<br />
queste patologie potrà quindi chiarire l’interpretazione, in chiave di substrato<br />
patologico, dei vari parametri derivabili da entrambe le tecniche.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Attualmente, è incominciata l’ottimizzazione delle acquisizioni con DTI e<br />
MT su individui sani, in parte giovani e in parte anziani (controlli rappresentativi<br />
per le popolazioni di pazienti oggetto di studio). Inoltre, dati preliminari<br />
sono anche stati acquisiti su individui con SM relapsing-remitting e su<br />
pazienti con AD. Sono in corso analisi dei dati per migliorare l’acquisizione e<br />
studiare strategie per l’analisi specifica di regioni cerebrali specifiche per i<br />
due tipi di patologia.<br />
480 2009
Attività previste<br />
Neuroimmagini funzionali<br />
• Studio di RM con MT e DTI su una ampia popolazione sana, al fine di<br />
ottimizzare l’acquisizione e l’elaborazione dei dati.<br />
• Studio di soggetti con SM, con decorso relapsing remitting e secondary<br />
progressive, e confronto con la popolazione sana.<br />
• Studio di soggetti con malattia di Alzheimer e confronto con popolazione<br />
sana.<br />
• Estrapolazione di protocolli di acquisizione ottimale per uno studio<br />
altamente informativo dei due modelli patologici considerati.<br />
2009 481
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
F.2 – METODI E FISICA<br />
F.2.1 – Caratterizzazione del segnale in fase nelle immagini MRI<br />
e loro applicazione clinica (Gisela Hagberg)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Segnale MRI in fase, fMRI, clinica.<br />
Descrizione<br />
L’apparecchiatura MRI è un sistema sensibile non solo alle variazioni spaziali<br />
del segnale in ampiezza ma anche a quelle legate al segnale in fase, indicatore<br />
della presenza di ferro. La fase, grazie alla peculiarità di essere linearmente<br />
proporzionale al valore del campo magnetico che sottende l’immagine<br />
MRI, può essere una fonte di nuovi contrasti. Questa peculiarità, oltre a fornire<br />
potenziali applicazioni cliniche, può anche rappresentare un limite inerente<br />
la tecnica: infatti, problemi legati alla disomogeneità del campo statico e<br />
alla sua variazione durante l’acquisizione delle immagini, sono più manifesti<br />
nelle immagini di fase rispetto a quelle di ampiezza. L’interesse generale di<br />
sfruttare questa informazione risiede soprattutto nel contrasto che si può<br />
ottenere fra la materia bianca e quella grigia, e fra alcune strutture sotto-corticali.<br />
Inoltre, in studi fMRI è possibile sfruttare il segnale in fase per migliorare<br />
l’analisi dei dati.<br />
Gli obiettivi del progetto sono: valutare e descrivere gli effetti MRI misurabili<br />
attraverso il segnale in fase, proporre metodi di correzione per superare<br />
i limiti inerenti la tecnica e valutare possibili applicazioni cliniche.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
In due articoli scientifici del 2008 abbiamo messo in evidenza come il<br />
segnale in fase è oggetto di variazioni specifiche dovute all’attività neuronale e<br />
le condizioni più favorevoli per la loro misura. Inoltre, sono stati rivisitate in<br />
maniera più generale tutte le fonti di variazione del segnale in fase in studi<br />
funzionali.<br />
Attività previste<br />
• Approfondire la descrizione teorica con particolare riferimento al segno<br />
di fase e la sua misura su diversi tomografi MR.<br />
• Studiare l’effetto di alcuni filtri spaziali su immagini fMRI e su immagini<br />
morfologiche.<br />
482 2009
Neuroimmagini funzionali<br />
F.3 – INTERAZIONI MULTI-SENSORIALI<br />
F.3.1 – Interazione fra carico di memoria e attenzione spaziale divisa<br />
(Valerio <strong>Santa</strong>ngelo)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Memoria di lavoro, attenzione divisa, attenzione spaziale.<br />
Descrizione<br />
La capacità di interagire in modo proficuo con l’ambiente circostante<br />
necessita di un continuo utilizzo delle risorse attentive. Il sistema attentivo<br />
permette infatti di focalizzare le proprie risorse percettive e cognitive solo su<br />
un numero limitato di elementi importanti (attenzione selettiva) filtrando al<br />
tempo stesso tutti i segnali irrilevanti in una determinata situazione. L’attenzione<br />
permette altresì di monitorare simultaneamente più informazioni presenti<br />
nello spazio circostante (attenzione divisa) provenienti da una o più<br />
modalità sensoriali (stimoli visivi, uditivi, tattili, ecc.). Mentre le basi neurali<br />
dei meccanismi di selezione e filtraggio sono stati ampiamente studiati negli<br />
anni passati [Cave, Bichot 1999; Driver 2001; Kanwisher, Wojciulik 2000],<br />
molto meno è conosciuto rispetto al monitoraggio simultaneo di più informazioni<br />
o locazioni spaziali. Diversi studi comportamentali hanno indicato che<br />
gli esseri umani sono in grado di dividere la propria attenzione su diversi stimoli<br />
o locazioni spaziali, sebbene al costo di un aumento della loro capacità<br />
di processamento dell’informazione (cioè, con un aumento dei tempi di reazione,<br />
rispetto al monitoraggio di un’unica locazione spaziale) [Eriksen,<br />
St James 1986; Shaw and Shaw 1977]. Tuttavia, i meccanismi neurali sottostanti<br />
tali costi di processamento non sono ancora stati pienamente compresi.<br />
Per questa ragione, <strong>Santa</strong>ngelo, Fagioli e Macaluso [in preparazione]<br />
hanno recentemente condotto un esperimento di risonanza magnetica funzionale<br />
(fMRI), in cui il numero di stimoli/modalità (uno o due: target<br />
visivi/uditivi, o entrambi) ed il numero di locazioni spaziali (una o due: emicampo<br />
destro/sinistro o entrambi) venivano manipolati ortogonalmente. I<br />
risultati, come atteso, hanno dimostrato che dividere l’attenzione su più locazioni<br />
comporta un costo in termini di tempi di reazione rispetto a mantenere<br />
la propria attenzione fissa su un’unica locazione spaziale. In modo analogo,<br />
c’è un costo anche nel dividere le proprie risorse attentive su due modalità<br />
sensoriali rispetto a mantenerle fisse su una modalità. Tuttavia, il costo nell’attendere<br />
due locazioni spaziali invece che una è significativamente maggiore<br />
nel caso in cui la modalità attesa è unica, rispetto a quando sono due<br />
(interazione fra i due fattori modalità e locazioni attese). Questo dato è una<br />
chiara prova a favore del fatto che esistono sistemi attentivi modalità-specifici<br />
(cioè, un sistema attentivo visivo ed un sistema attentivo uditivo) [Rizzolatti et<br />
al. 1987; Ward 1994]: quando ciascun sistema modalità-specifico deve dividere<br />
le proprie risorse su diverse locazioni spaziali entra in difficoltà (ad es.,<br />
2009 483
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
attendere stimoli visivi presentati sia sull’emicampo destro che sinistro), rallentando<br />
la performance. D’altro canto, questi sistemi possono lavorare in<br />
parallelo su diverse locazioni spaziali (ad es., attendere stimoli visivi a destra e<br />
stimoli uditivi a sinistra) senza troppi costi. Coerentemente con i dati comportamentali,<br />
i dati di risonanza hanno mostrato che esiste un circuito attentivo<br />
dorsale frontoparietale selettivamente attivo nel momento in cui il compito<br />
richiede di dividere l’attenzione spaziale fra diverse locazioni e diverse modalità<br />
sensoriali. In altre parole, sembra che quando il compito diveniva più<br />
complesso, il network attentivo interveniva al fine di allocare più efficacemente<br />
le risorse attentive, tanto da non mostrare costi in termini di tempi di<br />
reazione. Paradossalmente invece, nel momento in cui il compito era meno<br />
complesso (gestione di un’unica modalità sensoriale) nessun network specifico<br />
interveniva nella gestione delle risorse attentive, dando vita a dei costi<br />
comportamentali molto più ampi.<br />
L’elemento sorprendente di questi risultati, che merita a nostro avviso un<br />
ulteriore approfondimento in questo nuovo progetto, è l’apparente assenza<br />
d’interazione fra carico cognitivo e attenzione spaziale divisa. A ben guardare,<br />
in effetti, quando ai soggetti veniva chiesto di prestare attenzione a stimoli provenienti<br />
da due modalità sensoriali (target visivi e target uditivi), questo implicava<br />
un aumento del carico di memoria di lavoro [de Fockert et al. 2001]<br />
necessario per mantenere vivi in memoria i target rilevanti in quel dato blocco<br />
di prove sperimentali. Si potrebbe dunque ipotizzare che il network dorsale<br />
frontoparietale non solo gestisca la ripartizione delle risorse attentive nello<br />
spazio tra diverse modalità sensoriali, ma anche eventuali incrementi nel<br />
carico di memoria di lavoro (questo sarebbe in accordo con altri studi che<br />
mostrano una certa sovrapposizione fra network attentivi e network di memoria<br />
di lavoro) [Awh, Jonides 2001; Awh, Vogel, Oh 2006]. Un’ipotesi alternativa<br />
è che invece, sebbene nella condizione di split attentivo fra le due modalità<br />
sensoriali ci sia un aumento del carico di memoria lavoro, questo aumento<br />
non sia tale da ledere la prestazione, e dunque del tutto gestibile all’interno di<br />
un network specializzato nella gestione delle risorse attentive.<br />
Al fine di decidere fra le due ipotesi, proponiamo di variare in modo parametrico<br />
l’incremento del carico di memoria di lavoro per verificare come questo<br />
interagisca sul network dorsale frontoparietale tramite l’utilizzo della risonanza<br />
magnetica funzionale (fMRI).<br />
I contrasti cruciali per verificare l’interazione fra carico di memoria e<br />
attenzione spaziale divisa saranno:<br />
1) Effetto principale del carico di memoria (alto carico vs basso carico):<br />
questo contrasto metterà in evidenza il circuito responsabile della gestione<br />
dell’incremento del carico di memoria di lavoro. Tale circuito potrebbe essere<br />
sostanzialmente sovrapposto al network attentivo [Awh, Jonides 2001; Awh et<br />
al. 2006], indicando così una stretta relazione tra carico di memoria e monitoraggio<br />
di informazioni simultanee su locazioni spaziali diverse.<br />
2) Interazione locazione x modalità in funzione del carico di memoria:<br />
questo contrasto chiarirà ancora meglio come il carico di memoria influisce<br />
nel monitoraggio di flussi d’informazioni simultanee, evidenziando network<br />
simili o diversi a seconda del carico di memoria di lavoro utilizzato.<br />
484 2009
Neuroimmagini funzionali<br />
– Awh E, Jonides J (2001) Trends in Cognitive Sciences 5: 119-126.<br />
– Awn E, Vogel EK, Oh S-H (2006) Neuroscience 139: 201-208.<br />
– Cave KR, Bichot NP (1999) Psychonomic Bulletin & Review 6: 204-223.<br />
– De Fockert JW, Rees G, Frith CD, Lavie N (2001) Science 291: 1803-1806.<br />
– Driver J (2001) British Journal of Psychology 92: 53-78.<br />
– Eriksen CW, St James JD (1986) Perception & Psychophysics 40: 225-240.<br />
– Kanwisher N, Wojciulik E (2000) Nature Reviews Neuroscience 1: 91-100.<br />
– Rizzolatti G, Riggio L, Dascola I, Umiltà C (1987) Neuropsychologia 25: 31-40.<br />
– <strong>Santa</strong>ngelo V, Fagioli S, Macaluso E (2010) NeuroImage 49: 2717-2727.<br />
– Shaw ML, Shaw P (1977) Journal of Experimental Psychology: Human Perception<br />
and Performance 3: 201-211.<br />
– Ward LM (1994) Canadian Journal of Experimental Psychology 48: 242-259.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
È stato sviluppato il paradigma sperimentale che permetterà di evidenziare<br />
se, e in che modo, l’incremento del carico di memoria di lavoro influisce<br />
sulla capacità di dividere l’attenzione nello spazio e fra gli oggetti.<br />
Due studi piloti (2 soggetti) hanno dimostrato come tale paradigma sia in<br />
grado di fornire una stimolazione adeguata sia per quanto concerne la variazione<br />
parametrica del compito di memoria, sia per quanto concerne il compito<br />
di attenzione divisa, mostrandosi quindi del tutto adeguato agli scopi del<br />
presente studio.<br />
Attività previste<br />
15 volontari di età compresa fra i 18 ed i 35 anni verranno reclutati per<br />
prendere parte all’esperimento. Tali partecipanti dovranno avere acuità visiva<br />
ed uditiva nella norma, e non dovranno aver subito precedenti danni neurologici,<br />
né aver sofferto di problemi psichiatrici. Prima dell’acquisizione di<br />
immagini funzionali, ciascun soggetto prenderà parte ad una fase di preparazione<br />
(‘training’) in cui potrà familiarizzare con il compito sperimentale.<br />
F.3.2 – Orientamento dell’attenzione spaziale in contesti<br />
altamente ecologici (Davide Nardo)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Attenzione spaziale, interazione esogena-endogena, stimoli<br />
ecologici.<br />
Descrizione<br />
La letteratura sull’orientamento dell’attenzione spaziale individua due<br />
diversi meccanismi: endogeno (volontario), in cui le risorse attentive sono<br />
“ spinte ” verso lo stimolo o la posizione d’interesse; esogeno (automatico), in<br />
cui le risorse vengono invece “ attratte ” da bruschi eventi che si verificano<br />
2009 485
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
nello spazio circostante [Jonides 1981; Klein, Shore 2000; Pinsk, Doniger,<br />
Kastner 2004].<br />
Gli effetti di orientamento endogeno ed esogeno sono stati studiati attraverso<br />
varianti del paradigma di Posner [Posner 1978, 1980; Poster, Cohen<br />
1984], in cui uno stimolo target che deve essere rilevato viene presentato in<br />
una di due possibili posizioni spaziali. Nell’orientamento esogeno, il target<br />
viene preceduto dalla presentazione di un indizio spaziale (cue) non-informativo.<br />
Nell’orientamento endogeno, il target viene preceduto da una freccia che<br />
indica con un’elevata probabilità la posizione del target, in modo che la<br />
migliore strategia per rispondere sia quella di spostare l’attenzione nella posizione<br />
indicata.<br />
È stato dimostrato che l’effetto di validità (cuing) ottenuto con le varianti<br />
del paradigma di Posner si verifica non solo all’interno della stessa modalità<br />
sensoriale, ma anche quando cue e target appartengono a modalità differenti<br />
[McDonald, Ward 2000; Spence, Driver 1997; Spence et al. 1998]. Orientamento<br />
endogeno ed esogeno competono continuamente per il controllo delle<br />
risorse attentive. Nella vita quotidiana capita spesso che mentre una persona<br />
impegna volontariamente le proprie risorse attentive in un determinato compito<br />
(ad es. la lettura), uno stimolo elaborato tramite un’altra modalità sensoriale<br />
(ad es. un rumore forte), possa catturarne l’attenzione. Lo studio dell’interazione<br />
fra questi meccanismi tuttavia è iniziato solo di recente, e per il<br />
momento è limitato a livello comportamentale unisensoriale visivo [Berger et<br />
al. 2005; Van der Lubbe e Postma 2005].<br />
Il nostro gruppo ha recentemente indagato le basi neurali dell’interazione<br />
multisensoriale fra orientamento endogeno ed esogeno dell’attenzione spaziale<br />
[<strong>Santa</strong>ngelo et al. Submitted]. In questo studio, i soggetti dovevano discriminare<br />
la posizione di un target visivo presentato sul lato destro o sinistro di un<br />
punto di fissazione. I target erano preceduti da un cue endogeno seguito da<br />
uno esogeno. I due cue potevano essere coerenti, indicando entrambi il lato di<br />
comparsa del target (validi) o il lato opposto rispetto al target (invalidi).<br />
Oppure potevano essere incoerenti (uno valido e l’altro invalido), simulando<br />
ciò che accade quando l’attenzione volontaria diretta verso una particolare<br />
posizione viene catturata da uno stimolo che appare all’improvviso.<br />
I risultati hanno mostrato che il “ costo di ri-orientamento dell’attenzione<br />
spaziale ” (cioè tempi di reazione più lunghi per trial invalidi rispetto a trial<br />
validi) era associato all’attivazione di regioni parietali superiori per l’attenzione<br />
esogena, e della rete fronto-parietale per quella endogena. I meccanismi<br />
endogeni ed esogeni interagivano: l’attività delle aree esogeno-specifiche era<br />
modulata dallo stimolo endogeno, mentre l’attività delle aree endogeno-specifiche<br />
era modulata da quello esogeno. In particolare, l’attività di tali aree<br />
aumentava se entrambi gli indizi erano invalidi. Inoltre, i due meccanismi<br />
interagivano producendo una facilitazione nelle aree visive attivate dalla<br />
risposta al target. Quando i due cue sono congruenti (e in particolare, validi),<br />
la doppia segnalazione (endogena-esogena) di una posizione spaziale provoca<br />
un incremento dell’attività delle aree visive controlaterali producendo una<br />
facilitazione sensoriale nelle regioni deputate alla discriminazione del target.<br />
Gli studi sopra descritti sono tuttavia accomunati dall’estrema artificialità<br />
486 2009
degli stimoli e del contesto sperimentale, che rappresentano una iper-semplificazione<br />
del mondo reale. In una situazione sperimentale gli stimoli sono<br />
tipicamente presentati in modo segregato o isolato su uno sfondo neutro. Nel<br />
mondo reale i target invece sono immersi in un contesto ricco di dettagli e stimoli<br />
concorrenti. Inoltre, la natura degli stimoli impiegati in contesti sperimentali<br />
(flash, beep, rumore bianco…) è priva di significato ecologico. Il fatto<br />
che in letteratura le attivazioni conseguenti a stimolazioni esogene siano più<br />
scarse rispetto alle attivazioni conseguenti a stimolazioni endogene potrebbe<br />
essere proprio dovuto alla scarsa ecologicità degli stimoli usati, e al numero<br />
elevato di ripetizioni di alerting stimuli. Infatti, per quanto uno stimolo possa<br />
catturare automaticamente l’attenzione di un soggetto, con la ripetizione<br />
entra in gioco l’abituazione allo stimolo, specialmente in assenza di significato<br />
ecologico.<br />
Nel presente progetto proponiamo una metodica in grado di superare l’artificialità<br />
presente negli studi precedenti e di avvicinarsi ad un contesto più<br />
ecologico. Nello specifico, verranno impiegati dei video che simulano l’esplorazione<br />
di un ambiente reale costituito da elementi complessi interagenti fra<br />
loro: edifici, strade, oggetti, arredamenti, persone, ecc. Guardando tali video, i<br />
soggetti avranno l’impressione, di muoversi all’interno di un ambiente ricco e<br />
complesso, del tutto simile ad una scena reale di vita quotidiana.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Attraverso l’impiego di un programma per la creazione di videogiochi, sono<br />
stati sviluppati due video che riproducono l’esplorazione di un ambiente tridimensionale<br />
piuttosto complesso e molto simile ad uno scenario reale. Sebbene i<br />
due video riproducano l’esplorazione del medesimo ambiente, al secondo video<br />
è stata aggiunta la presenza di una serie di personaggi antropomorfi (entità)<br />
che “ sbucano ” in modo imprevedibile da vari punti dello scenario. L’aggiunta<br />
di tali entità serve a manipolare l’orientamento esogeno dell’attenzione.<br />
Tre studi piloti sono stati condotti, uno comportamentale e due fMRI. Lo<br />
studio comportamentale (11 soggetti) ha permesso di evidenziare la relazione<br />
esistente tra orientamento dell’attenzione endogeno (movimenti oculari), esogeno<br />
(comparsa delle entità) e mappe di salienza visiva sulla base di discrepanze<br />
di intensità, colore e orientamento delle linee [Itti, Koch e Niebur 1998;<br />
Itti, Koch 2000]. Il primo pilota fMRI (3 soggetti) ha investigato l’attività cerebrale<br />
associata all’orientamento dell’attenzione durante la visione del video<br />
privo di entità, sia in condizione di libera esplorazione (con movimenti oculari),<br />
sia in condizione di sguardo fisso. Il secondo pilota fMRI (3 soggetti) ha impiegato<br />
la stessa procedura con il video con le entità. L’analisi dei dati ha permesso<br />
di individuare l’attivazione dei circuiti fronto-parietali che tipicamente si<br />
riscontrano durante l’esecuzione di un compito di orientamento dell’attenzione.<br />
Attività previste nell’anno<br />
Neuroimmagini funzionali<br />
16 volontari di età compresa fra i 18 ed i 40 anni verranno reclutati per<br />
prendere parte all’esperimento. I partecipanti dovranno avere acuità visiva ed<br />
uditiva nella norma, e non dovranno aver subito precedenti danni neurologici,<br />
2009 487
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
né aver sofferto di problemi psichiatrici. Ai soggetti verranno presentati tutti e<br />
due i video, sia quello con le entità (entità) che quello senza (empty). In una<br />
condizione, i soggetti dovranno guardare i video mantenendo lo sguardo su<br />
un punto di fissazione (fix), mentre in un’altra essi saranno liberi di muovere<br />
gli occhi a loro piacimento per esplorare l’ambiente (eye). Le analisi dei dati<br />
saranno eseguite sia con l’approccio tradizionale basato su ipotesi e sul general<br />
linear model (SPM), sia con approcci di tipo data-driven basati sulla correlazione<br />
dell’attività cerebrale tra soggetti (Inter-Subject Correlation) [Hasson<br />
et al. 2004, 2008].<br />
– Berger A, Henik A, Rafal R (2005) Journal of Experimental Psychology: General 134:<br />
207-221.<br />
– Hasson U, Furman O, Clark D, Dudai Y, Davachi L (2008) Neuron 57: 452-462.<br />
– Hasson U, Nir Y, Levy I, Fuhrmann G, Malach R (2004) Science 303: 1634-1640.<br />
– Itti L, Koch C (2001) Neuroscience 2: 194-203.<br />
– Itti L, Koch C, Niebur E (1998) IEEE Transactions on Pattersn Analysis and<br />
Machine Intelligence 20: 1254-1259.<br />
– Jonides J (1981) In: Long J, Baddeley A (Eds) Attention and performance IX. Hillsdale,<br />
NJ: Erlbaum, 187-203.<br />
– Klein RM, Shore D (2000) In: Monsell S, Driver J (Eds) Attention & performance<br />
XVIII: Control of cognitive processes Cambridge, MA: MIT Press, 195-208.<br />
– McDonald JJ, Ward LM (2000) Psychological Science 11: 167-171.<br />
– Pinsk MA, Doniger GM, Kastner S (2004) Journal of Neurophysiology 92: 622-629.<br />
– Posner MI (1978) Chronometric explorations of mind. Hillsdale, NJ: Erlbaum.<br />
– Posner MI (1980) Quarterly Journal of Experimental Psychology 32: 3-25.<br />
– Posner MI, Cohen Y (1984) In Bouma D, Bouwhuis D (Eds) Attention and performance<br />
X. Hillsdale, NJ: Erlbaum, 531-556.<br />
– <strong>Santa</strong>ngelo V, Macaluso E (in preparation) WM maintenance modulates the deployment<br />
of attentional resources.<br />
– Spence C, Driver J (1997) Perception & Psychophysics 59: 1-22.<br />
– Spence C, Nicholls MER, Gillespie N, Driver J (1998) Perception & Psychophysics<br />
60: 544-557.<br />
– Van der Lubbe RHJ, Postma A (2005) Experimental Brain Research 164: 464-471.<br />
F.3.3 – Studio delle dinamiche cerebrali legate al carico di memoria<br />
di lavoro e all’elaborazione di stimoli multisensoriali<br />
(Scott Fairhall)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Connettività, multisensoriale, attenzione.<br />
Descrizione<br />
Storicamente lo studio delle funzioni cerebrali si è concentrato sul ruolo<br />
di specifiche aree del cervello (specializzazione funzionale). Tuttavia anche il<br />
488 2009
più semplice compito cognitivo richiede la co-ordinazione di molte popolazioni<br />
di neuroni, localizzate in diverse aree cerebrali (integrazione funzionale).<br />
Inoltre, spesso i paradigmi sperimentali includono un unico compito,<br />
mentre nella vita reale il cervello deve compiere più compiti simultaneamente.<br />
Scopo di questo studio è di investigare interazione dinamica all’interno<br />
dei network cerebrali coinvolti nella memoria di lavoro e nell’elaborazione<br />
di stimoli multisensoriali. In particolare verranno valutati network associati<br />
con: 1) l’elaborazione di stimoli uditivi (voce femminile che legge una<br />
storia); 2) l’elaborazione di volti presentati nella modalità visiva [Fairhall,<br />
Ishai 2007]; 3) aree associate alla discriminazione di stimoli visivi presentati a<br />
diversi livelli di carico di memoria (sistema attentivo/esecutivo nelle cortecce<br />
fronto-parietali) [Fairhall et al. in press].<br />
Questo ci permetterà lo studio delle interazioni “ intra-modali ” ed “ intermodali<br />
” durante l’elaborazione di stimoli audio-visivi. Il livello di coordinamento<br />
e/o competizione fra i network sarà misurato in funzione del carico di<br />
memoria. In particolare sarà stimato come variazioni di competizione multisensoriale<br />
(e.g. stessa vs diverse storie presentate nella modalità visiva ed uditiva)<br />
modulano i nodi dei diversi network, e come questo varia in funzione del<br />
carico di memoria. Le analisi di connettività permetteranno di studiare non<br />
solo l’impatto delle manipolazioni sperimentali sul livello di attivazione dei<br />
singoli nodi, ma pure come i diversi nodi comunicano fra di loro in funzione<br />
delle condizioni.<br />
Inoltre, la manipolazione della congruenza degli stimoli audio-visivi in<br />
funzione del carico di memoria permetterà di verificare il ruolo che strutture<br />
esecutive/attentive (network fronto-parietale) hanno nel determinare interazioni<br />
multisensoriali a livello della corteccia sensoriale visiva dimostrate in un<br />
nostro recente studio [Fairhall, Macaluso 2009].<br />
– Fairhall SL et al. (in press) Cereb Cortex.<br />
– Fairhall SL, Ishai A (2007) Cereb Cortex 17: 2400-2406.<br />
– Fairhall SL, Macaluso E (2009) Eur J Neurosci. E-pub May 26.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Stimoli e disegno sperimentale sono già stati messi a punto.<br />
Attività previste<br />
Neuroimmagini funzionali<br />
Durante l’anno verranno acquisiti i dati fMRI in 16 volontari e fatte le<br />
analisi dei dati (analisi convenzionali ed analisi di connettività).<br />
F.3.4 – Tempo soggettivo e risposta neurale (Domenica Bueti)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 12<br />
Parole chiave: Tempo, fMRI, percezione visiva e uditiva.<br />
2009 489
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
Descrizione<br />
Questo studio si pone come obiettivo quello di testare la validità di un<br />
modello di rappresentazione del tempo: il modello dell’orologio interno [Gibbon J<br />
(1977) Psychological Review 84: 279-325]. Questo modello ipotizza che il tempo<br />
sia rappresentato come somma lineare di impulsi generati da un oscillatore (un<br />
orologio interno) e accumulati in una struttura nervosa apposita (accumulatore).<br />
Gli impulsi accumulati nell’accumulatore rappresentano la durata percepita.<br />
Il progetto ha come obiettivo quello di verificare l’esistenza di un’area cerebrale<br />
che funga da accumulatore, in cui cioè esista una correlazione positiva tra<br />
aumento dell’attività nervosa, nel caso dell’impiego della risonanza magnetica<br />
funzionale (fMRI), della risposta emodinamica e percezione soggettiva del<br />
tempo. Per poter mettere in relazione percezione soggettiva del tempo e attività<br />
neurale ci serviremo di compiti sperimentali in grado di indurre nei partecipanti<br />
una discrepanza tra durata percepita e durata oggettiva.<br />
Se esiste una struttura che accumula linearmente il tempo nel cervello ci<br />
attendiamo di osservare, almeno in una delle aree attivate nei compiti temporali,<br />
una correlazione positiva tra durata soggettiva e risposta emodinamica. Più lunga<br />
è la durata percepita, maggiore sarà l’ampiezza del segnale nell’area che accumula<br />
il tempo. Inoltre, utilizzando sia durate visive che uditive, saremo in grado di verificare<br />
se questa area accumulatore sia comune per le due modalità sensoriali.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Poiché il progetto si svolgerà nell’anno 2009, non sono stati al momento<br />
acquisiti dati fMRI. È stato tuttavia messo a punto l’apparato sperimentale ed<br />
è stato realizzato uno studio pilota per verificare l’adeguatezza del paradigma<br />
sperimentale. 10 volontari sani sono stati testati sia nei 2 compiti temporali<br />
che in quelli di controllo non temporali. Nei compiti temporali, sia l’uso delle<br />
variazioni di velocità degli stimoli visivi che di frequenza degli stimoli uditivi<br />
è risultato efficace nell’indurre una sovrastima delle durate percepite. I due<br />
compiti di controllo non temporali (discriminazione di colore e posizione)<br />
sono risultati di difficoltà equiparabile.<br />
Attività previste nell’anno<br />
Lo studio prevede una breve sessione di addestramento (15 minuti circa)<br />
ed una di fMRI della durata di 50 minuti circa. Le acquisizioni fMRI verranno<br />
fatte nel tomografo Allegra (3 Tesla). In totale, saranno reclutati 16 volontari<br />
sani (età 20-40 anni), con vista normale o corretta alla norma. Verranno utilizzati<br />
due compiti di riproduzione della durata di stimoli sia visivi che uditivi e<br />
due compiti di controllo in cui nessun tipo di giudizio temporale verrà richiesto.<br />
Gli stimoli visivi saranno nuvole di punti che si muovono a diverse velocità,<br />
mentre gli stimoli uditivi saranno toni singoli di diversa frequenza. Le<br />
variazioni di velocità e di frequenza saranno necessarie per indurre nei partecipanti<br />
una sovrastima delle durate percepite. I compiti di controllo saranno<br />
un compito di discriminazione del colore ed uno di discriminazione della<br />
posizione spaziale dei suoni Nella sessione fMRI verrà registrato sia il tempo<br />
di riproduzione delle durate (compiti temporali) che l’accuratezza della risposta<br />
(compiti non temporali) dei singoli partecipanti.<br />
490 2009
Neuroimmagini funzionali<br />
F.4 – PROCESSI VISIVI E DI INTEGRAZIONE SENSORI-MOTORIA<br />
F.4.1 – Aggiornamento dinamico delle rappresentazioni spaziali<br />
(Gaspare Galati)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Memoria spaziale, perspective taking, rotazione mentale,<br />
realtà virtuale, sistemi di riferimento spaziali.<br />
Descrizione<br />
L’abilità di assumere il punto di vista di un’altra persona (perspective<br />
taking) è essenziale nella vita di tutti i giorni in quanto fornisce informazioni<br />
critiche per monitorare l’interazione sociale. Diversi studi hanno investigato<br />
l’abilità di assumere il punto di vista altrui nello spazio [Vogeley, Fink 2003],<br />
intesa come capacità di spostare mentalmente il proprio punto di vista per<br />
allinearlo a quello di un altro osservatore durante l’aggiornamento spaziale di<br />
un oggetto target. Nonostante molti esperimenti abbiano considerato il processo<br />
il perspective taking come una trasformazione visuo-spaziale che<br />
richiede una rotazione mentale del proprio punto di vista [Huttenlocher, Presson<br />
1973; Huttenlocher, Presson 1979; Presson 1980, 1982; Amorim, Stucchi<br />
1997; Creem et al. 2001], solo pochi di essi [Langdon, Coltheart 2001; Amorim<br />
2003; Lambrey et al. 2008] hanno considerato il perspective taking come la<br />
capacità di anticipare cosa un individuo sta osservando nella scena visiva. Per<br />
esempio, Amorim [2003] e Lambrey e collaboratori [2008], attraverso un<br />
paradigma di priming, hanno esplorato il processo di presa di prospettiva<br />
come meccanismo distinto da quello di cambio di prospettiva. In particolare è<br />
stato utilizzato un compito di memoria spaziale in cui il soggetto doveva<br />
osservare e memorizzare la posizione spaziale di un oggetto bersaglio all’interno<br />
di un ambiente virtuale a lui noto. Dopo un cambio di prospettiva, il<br />
soggetto decideva se la posizione dell’oggetto era cambiata nell’ambiente virtuale<br />
adesso percepito da un nuovo punto di vista. Tuttavia, la presenza di un<br />
personaggio virtuale (avatar), che anticipava al soggetto la prospettiva di<br />
osservazione sulla scena durante la fase di richiamo, ha messo in evidenza<br />
una riduzione della dipendenza angolare, tipicamente associato ad un processo<br />
di rotazione mentale. In altre parole, spostare mentalmente il proprio<br />
punto di vista per allinearlo a quello di un altro osservatore si traduceva in un<br />
vantaggio durante l’aggiornamento della posizione di un oggetto nello spazio.<br />
Attraverso l’utilizzo di un paradigma simile, il presente progetto mira a<br />
chiarire la natura del processo di perspective taking come meccanismo distinto<br />
da quello di cambio di prospettiva. Nello specifico, nel compito proposto, i soggetti<br />
verranno istruiti a memorizzare (fase di codifica) la posizione di un<br />
oggetto (una pianta) in una stanza virtuale da un determinato punto di vista.<br />
Successivamente (fase di richiamo), dovranno decidere se la posizione dell’oggetto<br />
sia rimasta la stessa nonostante un possibile cambio di prospettiva. Tuttavia,<br />
in alcune prove, la prospettiva di osservazione sulla fase di richiamo<br />
2009 491
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
potrà essere anticipata fin dalla fase di codifica, grazie alla presenza di un personaggio<br />
virtuale.<br />
Attraverso questo paradigma, il presente studio intende confermare il vantaggio,<br />
espresso in termini di minori tempi di risposta e maggiore accuratezza,<br />
nell’esecuzione del compito spaziale quando la dipendenza dall’angolo di rotazione<br />
del proprio punto di vista viene abolita nelle prove di presa di prospettiva<br />
e identificare le basi neurali del processo di presa di prospettiva come meccanismo<br />
distinto da quello di cambio di prospettiva.<br />
– Amorim M-A (2003) Visual Cognition 10: 157-199.<br />
– Amorim M-A, Stucchi N (1997) Cognitive Brain Research 5: 229-239.<br />
– Creem SH, Downs TH, Wraga M, Proffitt DR, Downs JH,III (2001) Cognitive, Affective<br />
& Behavioral Neuroscience 1: 239-249.<br />
– Huttenlocher J, Presson CC (1973) Cognitive Psychology 4: 277-299.<br />
– Huttenlocher J, Presson CC (1979) Cognitive Psychology 11: 375-394.<br />
– Lambrey S, Amorim M-A, Samson S, Noulhiane M, Hasboun D, Dupont S, Baulac<br />
M, Berthoz A (2008) Brain 131 523-534.<br />
– Langdon R, Coltheart M (2001) Cognition 82: 1-26.<br />
– Presson CC (1980) Journal of Experimental Child Psychology 29: 391-402.<br />
– Presson CC (1982) Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, & Cognition<br />
8: 243-251.<br />
– Vogeley K, Fink GR (2003) Trends in Cognitive Science 7: 38-42.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Ad oggi, è stata ultimata la creazione degli stimoli, la preparazione del<br />
paradigma sperimentale, la raccolta dei dati comportamentali e la raccolta<br />
parziale dei dati di risonanza.<br />
Attività previste<br />
Misure ulteriori di risonanza magnetica funzionale a 3T basate sull’effetto<br />
BOLD su un gruppo di 12-15 volontari sani, utilizzando un paradigma cognitivo<br />
all’uopo predisposto e validato comportamentalmente; analisi delle neuroimmagini<br />
ed identificazione dei circuiti cerebrali responsabili dei processi di interesse.<br />
Acquisizione di serie di immagini funzionali durante la somministrazione<br />
di stimoli standard e l’esecuzione di protocolli standard, utilizzati come localizzatori<br />
che definiscono per ciascun soggetto la posizione anatomica di<br />
alcune regioni cerebrali ben note e funzionalmente definite.<br />
F.4.2 – Localizzazione delle sorgenti neurali dei potenziali evocati visivi<br />
per stimoli in movimento (Sabrina Pitzalis)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Percezione visiva, motion-onset, ERP, fMRI, co-registrazione<br />
ERP-fMRI, brain mapping, mapping retinotopico.<br />
492 2009
Descrizione<br />
Le tecniche elettrofisiologiche dei potenziali evocati visivi (VEP) sono<br />
molto utilizzate nel campo delle neuroscienze per lo studio del funzionamento<br />
cerebrale e la localizzazione delle sue principali componenti è un<br />
aspetto di fondamentale importanza per chi li studia.<br />
Lo scopo principale del progetto è quello di localizzare le componenti del<br />
VEP da movimento mediante una stimolazione pattern-onset ed attraverso la<br />
combinazione dei dati VEP con quelli fMRI. Nei VEP da movimento, due sono<br />
le componenti solitamente studiate: una intorno a 100 ms e un’altra intorno a<br />
150 ms e si ipotizza originino rispettivamente da V1 e MT+. Al momento però<br />
non ci sono né studi che combinano VEP ed fMRI né studi che hanno testato i<br />
quattro quadranti. Inoltre si intende confermare se veramente ad alte velocità<br />
l’attività di V5 bypassa V1, un’ipotesi proposta in letteratura molti anni fa e<br />
mai verificata con tecniche moderne di coregistrazione VEP/fMRI.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Durante il primo anno di questo progetto (2008), abbiamo acquisito tutti i<br />
dati elettrofisiologici e una prima parte di dati di risonanza magnetica. I risultati<br />
VEP ottenuti con stimoli lenti (4°/sec) e veloci (22°/sec) confermano che<br />
MT+ si attiva prima di V1 per il movimento veloce ed estendono la letteratura<br />
precedente mostrando che essi includono oltre alle 2 componenti a 100 e a<br />
150 anche un complesso pattern di componenti localizzate nelle aree V3A e<br />
occipito-parietali dorsali. Infine i risultati hanno anche mostrato una riattivazione<br />
sia dell’area V1 (per il movimento lento e veloce) che di MT+ (nella sola<br />
condizione movimento veloce). Nello studio di neuroimmagini, i dati di risonanza<br />
magnetica anatomica sono stati usati per ricostruire la superficie corticale<br />
di ogni singolo partecipante e localizzare le attivazioni funzionali sull’anatomia<br />
individuale. I dati di risonanza magnetica funzionale sono stati usati<br />
per individuare i bordi delle principali aree corticali visive (V1, V2, V3, V3a,<br />
VP, V4v) mediante il metodo del “ Field-Sign ”. È stato inoltre eseguito il mapping<br />
dell’area V5/MT, sensibile al movimento visivo.<br />
Attività previste<br />
Neuroimmagini funzionali<br />
Nella seconda parte del progetto completeremo la raccolta dei dati fMRI<br />
sugli stessi 12 soggetti. In una prima fase verrà eseguito il mapping dell’area<br />
V6, una nuova area visiva sensibile al movimento visivo le cui caratteristiche<br />
retinotopiche e funzionali sono state recentemente descritte dal nostro<br />
gruppo [Pitzalis et al. 2005, 2006]. Lo stimolo utilizzato per identificare l’area<br />
V6 è costituito da un tipo complesso di movimento coerente (detto flusso<br />
ottico). In una seconda fase verrà eseguito l’esperimento sulla percezione del<br />
movimento visivo vero e proprio, con una stimolazione pattern-onset identica<br />
a quella utilizzata nello studio VEP e presentata nei quattro quadranti del<br />
campo visivo.<br />
Il compito del soggetto sarà quello di mantenere lo sguardo fisso su un<br />
punto centrale dello schermo. L’attivazione nel tempo all’interno di ogni sin-<br />
2009 493
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente F<br />
golo voxel verrà analizzata mediante analisi di Fourier con conseguente estrazione<br />
della fase del segnale. Le mappe di attivazione saranno inoltre localizzate<br />
rispetto alle mappe retinotopiche individuali. In questo modo si potrà<br />
valutare il contributo individuale delle principali aree visive e confrontarlo, in<br />
condizione di movimento lento e veloce, con quello di strutture corticali superiori<br />
come le aree parietali, temporali e frontali. L’attivazione funzionale sarà<br />
visualizzata sia su mappe corticali bidimensionali che su uno spazio stereotassico<br />
standard, in modo da facilitare i confronti con studi precedenti che<br />
hanno finora utilizzato lo spazio standard 3-D di tipo Talairach. Successivamente,<br />
i dati di risonanza magnetica funzionale (fMRI) verranno confrontati<br />
(co-registrati) con i dati elettrofisiologici (VEP), allo scopo di evidenziare i<br />
processi neurali sottostanti la percezione del movimento visivo.<br />
In particolare, si intende localizzare i generatori neurali delle componenti<br />
VEP da movimento e verificare l’effetto della velocità, e relativa distribuzione<br />
temporale, nelle aree visiva primaria (V1) e V5/MT. Il mapping dell’area V6<br />
(solo recentemente identificata) consentirà di monitorare il suo eventuale<br />
contributo nella percezione del movimento lento e veloce.<br />
– Pitzalis S, Galletti C, Patria F, Committeri G, Galati G, Fattori P, Sereno MI (2005)<br />
Neuroimage 120: S23.<br />
– Pitzalis S, Galletti C, Huang R-S, Patria F, Committeri G, Galati G, Fattori P,<br />
Sereno MI (2006) Journal of Neuroscience 26: 7962-7973.<br />
494 2009
G–RICERCA CLINICA TRASLAZIONALE<br />
STEFANO PAOLUCCI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.1 – FATTORI PROGNOSTICI E PROBLEMATICHE RELATIVE A PAZIENTI<br />
CON SCLEROSI MULTIPLA<br />
G.1.1 – Efficacia della tossina botulinica nel trattamento della spasticità<br />
in pazienti con Sclerosi Multipla (Angelo Tonini)<br />
G.1.2 – Idrokinesiterapia nella riabilitazione dei pazienti con Sclerosi<br />
Multipla: efficacia nel trattamento della fatica ed impatto sulla qualità<br />
della vita (Luca Pace)<br />
G.1.3 – La quantificazione del danno tissutale in pazienti con Sclerosi<br />
Multipla con tecniche avanzate a 3Tesla (Umberto Sabatini)<br />
G.1.4 – Riabilitazione e pattern di Risonanza Magnetica funzionale in pazienti<br />
con Sclerosi Multipla: studio longitudinale (Maria Grazia Grasso)<br />
G.1.5 – Utilizzo del Biofeedback nel trattamento della spasticità nei pazienti<br />
con Sclerosi Multipla (Maria Grazia Grasso)<br />
G.1.6 – Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico con<br />
immunomodulatori in pazienti ambulatoriali con Sclerosi Multipla<br />
(Maria Grazia Grasso)<br />
G.2 – FATTORI PROGNOSTICI NELLA RIABILITAZIONE POST-ICTALE<br />
G.2.1 – Analisi del rischio di caduta nei pazienti con esiti da ictus dimessi a<br />
domicilio (Giovanni Morone)<br />
G.2.2 – Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero<br />
in pazienti anziani (>65 anni) con recenti postumi di un evento<br />
cerebrovascolare (Stefano Paolucci)<br />
G.3 – MESSA A PUNTO DI PROTOCOLLI E NUOVE TECNOLOGIE PER LA GESTIONE<br />
DI PROBLEMATICHE CLINICHE AD ALTO IMPATTO INVALIDANTE<br />
G.3.1 –Analisi della cinematica del cammino durante seduta riabilitativa<br />
mediante dispositivo elettromeccanico Gait Trainer (GT)<br />
(Marco Iosa)<br />
G.3.2 –Applicazione di un metodo di quantificazione del contenuto<br />
di ferro cerebrale nel paziente affetto da malattia di Parkinson<br />
(Umberto Sabatini)<br />
G.3.3 –Biomarkers ematici nel traumatizzato cranico con esiti di coma<br />
in fase riabilitativa (Rita Formisano, Paola Bossù)<br />
G.3.4 –Caratteristiche psicologiche di personalità ed attitudinali,<br />
nella riabilitazione con Gait Trainer in pazienti affetti da malattia<br />
cerebrovascolare in fase subacuta (Maura Dragoni)<br />
G.3.5 – Disturbi del sonno esito di Trauma Cranio-Encefalico<br />
(Rita Formisano)<br />
G.3.6 –Effetti anatomo-funzionali del trauma cranico moderato<br />
o grave sulle abilità mnesiche, durante il periodo di amnesia<br />
post-traumatica (APT) e dopo la sua risoluzione<br />
(Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
G.3.7 –Effetti del trauma cranico sull’empatia Cognitiva e Affettiva<br />
(Rita Formisano)<br />
496 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.3.8 – Effetti della tDCS (transcranial Direct Current Stimulation)<br />
sul recupero motorio dei pazienti con stroke (Stefano Paolucci)<br />
G.3.9 – Efficacia del trattamento con rivastigmina in pazienti post-ictali<br />
con cerebrolesione destra ed emidisattenzione (Stefano Paolucci)<br />
G.3.10 – Funzionamento e disabilità negli Stati Vegetativi (SV) e negli Stati di<br />
Minima Coscienza (SMC) (Rita Formisano)<br />
G.3.11 – Gli esiti del trauma cranico grave, coma e stato vegetativo:<br />
uno studio multicentrico italiano (Renato Avesani, Rita Formisano)<br />
G.3.12 – I disturbi urologici nel paziente post-comatoso<br />
(Rita Formisano, Enrico Finazzi-Agrò)<br />
G.3.13 – La valutazione delle abilità di guida: validazione di una batteria<br />
psicometrica computerizzata (Vienna System) (Rita Formisano)<br />
G.3.14 – Le neuroimmagini morfo-funzionali con risonanza magnetica<br />
ad alto campo (3 Tesla) nelle gravi cerebrolesioni acquisite<br />
(sindrome post-comatosa) (Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
G.3.15 – Nuova metodica di coregistrazione dei dati di diffusione in MRI<br />
(Umberto Sabatini)<br />
G.3.16 – Plasticità del sistema nervoso centrale (SNC), dopo procedura<br />
neurochirurgica (cranioplastica) (Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
G.3.17 – Protocollo di studio per la valutazione dell’efficacia della terapia<br />
di stimolazione a microcorrente (MET) nel trattamento del dolore<br />
cronico (Vincenzo Vinicola)<br />
G.3.18 – Studio di risonanza magnetica funzionale nel corso della decisione<br />
di atterraggio aereo: un modello di studio delle funzioni esecutive<br />
trasferibile alla patologia degenerativa del sistema nervoso centrale<br />
(Umberto Sabatini)<br />
G.3.19 – Studio Prospettico Randomizzato. Il trattamento dei pazienti<br />
in stato vegetativo (SV) e di minima coscienza (MCS) mediante<br />
impianto stereotassico di elettrostimolatori cerebrali di profondità<br />
(DBS) (Rita Formisano)<br />
G.3.20 – Sviluppo di tecniche di trattografia second tensor (Umberto Sabatini)<br />
G.3.21 – Sviluppo di un dispositivo per la quantificazione del tremore<br />
e dei movimenti involontari (Marco Iosa)<br />
G.3.22 – Trattamento delle fratture vertebrali con tecniche microinvasive<br />
(VeFract). Studio osservazionale (Vincenzo Vinicola)<br />
G.3.23 – Validazione di un dispositivo per la quantificazione del tremore<br />
(Marco Iosa)<br />
G.3.24 – Valproato di sodio nel trattamento della cefalea cronica da abuso<br />
di farmaci sintomatici: uno studio randomizzato controllato<br />
(Maria Gabriella Buzzi)<br />
G.3.25 – Valutazione del paziente affetto da Parkinsonismo post-traumatico<br />
mendiante scale cliniche e Risonanza Magnetica funzionale (RMf)<br />
prima e dopo terapia con L-Dopa (Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
G.3.26 – Valutazione di efficacia di due diversi protocolli riabilitativi<br />
respiratori nella broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO)<br />
(Sergio Lubich)<br />
2009 497
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.3.27 – Valutazione funzionale e nutrizionale degli atleti praticanti<br />
minibasket in carrozzina; individuazione di test da campo<br />
per la valutazione delle abilità sport specifiche (Marco Traballesi)<br />
G.3.28 – Valutazione, tramite il Doppler transcranico funzionale (DTCf),<br />
dei cambiamenti della velocità del flusso sanguigno cerebrale<br />
durante compiti attentivi in pazienti con Trauma Cranio-Encefalico<br />
(TCE) (Rita Formisano)<br />
G.3.29 – Verifica dei fattori predittivi sull’outcome funzionale di persone<br />
adulte affette da amputazione d’arto inferiore (Marco Traballesi)<br />
G.4 – FATTORI PROGNOSTICI E NUOVE TECNICHE NELLA RIABILITAZIONE<br />
DELLE DISABILITÀ INFANTILI<br />
G.4.1 – Utilizzo della scala di Melbourne come strumento di verifica<br />
dell’apprendimento motorio in bambini affetti da postumi di paralisi<br />
cerebrale trattati con bendaggio funzionale (Daniela Morelli)<br />
G.4.2 – Valutazione degli effetti del bendaggio funzionale sulla propriocezione<br />
nei bambini con paralisi cerebrale infantile (Marco Iosa)<br />
G.4.3 –Valutazione di bambini emiplegici e diplegici trattati con bendaggio<br />
funzionale (Daniela Morelli)<br />
G.5 – STUDI DI TIPO FISIOLOGICO/CLINICO APPLICATI ALLE VARIE PROBLEMATICHE<br />
RIABILITATIVE<br />
G.5.1 –Correlati neuro-anatomo funzionali della rappresentazione motoria<br />
nella malattia di Parkinson (Umberto Sabatini)<br />
G.5.2 – Determinazione del costo energetico della deambulazione in persone<br />
amputate di coscia protesizzate (Marco Traballesi)<br />
G.5.3 – Studio delle pressioni tra il moncone di coscia e l’invaso della protesi<br />
(Marco Traballesi)<br />
G.6 – SVILUPPO DI PROTOCOLLI E LINEE GUIDA PER IL TRATTAMENTO RIABILITATIVO<br />
DELLE LESIONI MIDOLLARI E DELLE SINDROMI DA DANNO CEREBELLARE<br />
G.6.1 – Analisi cinematica della deambulazione di soggetti con lesioni<br />
midollari incomplete: confronto tra trattamento riabilitativo<br />
Fisiokinesiterapico, Idrokinesiterapico e Robotica (Marco Molinari)<br />
G.6.2 –Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione clinico<br />
cinematica del cammino (Giorgio Scivoletto)<br />
G.6.3 –Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione dell’influenza<br />
di componenti cognitive ed emozionali nei processi decisionali<br />
in pazienti con patologia cerebellare (Maria Giuseppa Leggio)<br />
498 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.1 – FATTORI PROGNOSTICI E PROBLEMATICHE RELATIVE A PAZIENTI<br />
CON SCLEROSI MULTIPLA<br />
G.1.1 – Efficacia della tossina botulinica nel trattamento<br />
della spasticità in pazienti con Sclerosi Multipla<br />
(Angelo Tonini)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Tossina Botulinica, Sclerosi Multipla, riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
La spasticità è una condizione di ipertonia risultata da una perdita di<br />
controllo inibitorio dei neuroni corticali. Nei pazienti con Sclerosi Multipla<br />
soprattutto nelle fasi avanzate della malattia la spasticità prevalente agli arti<br />
inferiori è un sintomo molto frequente e si associa ad una riduzione della<br />
mobilità, con aumento del dolore e spasmi. Tale quadro ha un elevato<br />
impatto sulla disabilità funzionale e sulla qualità della vita dei pazienti. Per<br />
tale motivo il trattamento della spasticità è spesso al centro del progetto riabilitativo<br />
nei malati con Sclerosi Multipla. Il trattamento convenzionale per<br />
la spasticità comprende la terapia farmacologica sistematica, la fisioterapia,<br />
interventi ortopedici e neurochirurgici. È riconosciuto, tuttavia, che nessun<br />
trattamento, o la combinazione di più trattamenti, è completamente soddisfacente.<br />
Procedure chirurgiche e farmaci comunemente utilizzati, quale dantrolene,<br />
il diazepam e baclofen, inoltre hanno effetti secondari potenzialmente<br />
seri. Al contrario, il trattamento con la tossina botulinica (BTX-A) offre un<br />
nuovo approccio terapeutico della spasticità. Il tipo A del BTX-A è una neurotossina<br />
derivata dal batterio Clostridium Botulinum. Impedisce il rilascio di<br />
acetilcolina a livello della giunzione neuromuscolare quindi inibisce la contrazione.<br />
Negli ultimi anni è diventato trattamento di scelta per alcune distonie<br />
focali, compresi la distonia cervicale, il blefarospasmo, lo spasmo facciale.<br />
L’effetto terapeutico della tossina oltre ad un profilo dose dipendente svolge la<br />
sua azione nel sito di inoculo.<br />
Gli obiettivi che si possono raggiungere con il trattamento locale con<br />
BTX-A sono: (a) migliorare la funzione (recupero e/miglioramento del movimento<br />
volontario, correzione della postura e/o dello schema del passo) (b) ed<br />
il confort del paziente riducendo le contratture e gli spasmi muscolari, favorendo<br />
il riposo notturno, (c) ridurre il tempo necessario all’accudimento del<br />
paziente da parte dei familiari, (d) agevolare l’igiene personale ed il posizionamento,<br />
(e) ridurre l’insorgenza di complicanze ortopediche secondarie alle<br />
posture patologiche.<br />
Lo scopo del nostro studio è quello di valutare l’efficacia e la sicurezza del<br />
trattamento con BTX-A in una serie continua di pazienti affetti da SM con<br />
spasticità agli AAII.<br />
2009 499
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
Attività previste<br />
Verranno studiati tutti i pazienti afferenti presso l’IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> con<br />
diagnosi di Sclerosi Multipla. Tutti i pazienti verranno valutati dal neurologo<br />
e dal fisiatra. La disabilità funzionale, la fatica e la mobilità del paziente<br />
saranno rilevate per mezzo di scale funzionali (Expanded Disability Status<br />
Scale con i Sistemi Funzionali, Barthel Index, Fatigue Severity Scale, Rivermead<br />
Mobility Index ) che verranno effettuate all’ingresso e ad 1 e 3 mesi.<br />
All’ingresso verrà effettuata una valutazione della spasticità tramite scala di<br />
Asworth che verrà ripetuta ad 1 e 3 mesi dal trattamento con BTX-A. Saranno<br />
inclusi tutti i pazienti che presenteranno un grado di spasticità significativo<br />
all’ingresso (Punteggio alla scala di Asworth ≥3).<br />
In base al sito prevalentemente coinvolto dalla spasticità (i.e. AASS e/o<br />
AAII) ed in base alle esigenze del paziente e/o dei caregivers, saranno selezionati<br />
i muscoli da infiltrare con BTX-A con una dose massima non superiore<br />
alle 600 U.I. totali.<br />
G.1.2 – Idrokinesiterapia nella riabilitazione dei pazienti<br />
con Sclerosi Multipla: efficacia nel trattamento della fatica<br />
ed impatto sulla qualità della vita (Luca Pace)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Biofeedback, Sclerosi Multipla, riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
La disponibilità di nuovi trattamenti farmacologici quali copolimero,<br />
interferone, mitoxantrone, immunoglobuline ha modificato radicalmente, nel<br />
corso degli ultimi anni, l’approccio al paziente con Sclerosi Multipla. Oggi<br />
infatti è accresciuto notevolmente l’interesse al livello di qualità della vita e<br />
più in generale l’attenzione ai bisogni del paziente disabile. In tutto il corredo<br />
sintomatologico, la fatica è un sintomo comune nei pazienti con Sclerosi Multipla<br />
ed è un fattore che influenza negativamente la loro qualità della vita. La<br />
fatica è presente in oltre tre quarti dei pazienti con la Sclerosi Multipla ed in<br />
molti studi è considerato dai pazienti il sintomo più debilitante della malattia<br />
ed è la ragione principale per assenteismo dal lavoro.<br />
Oltre ad un approccio farmacologico che ha dimostrato scarsi benefici,<br />
ha assunto un ruolo centrale nel trattamento del sintomo “ fatica ”, il<br />
“ momento riabilitativo ” che non viene più inteso come un semplice intervento<br />
sulla funzione motoria, bensì un approccio articolato per obiettivi che<br />
ha come scopo quello di organizzare strategie di recupero, ed ottimizzare le<br />
capacità residue del paziente.<br />
Le tecniche riabilitative motorie che rispetto ad altre patologie neurologiche<br />
col tempo si sono differenziate per modalità e tempi di applicazione, integrate<br />
da protocolli di riabilitazione cognitiva, terapia occupazionale, attualmente<br />
sono finalizzate al mantenimento di “ qualità di vita ” del paziente e<br />
500 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
della famiglia che lo circonda. Tra queste l’idrokinesiterapia, quando possibile,<br />
è un approccio riabilitativo diffusamente utilizzato nel trattamento della<br />
Sclerosi Multipla in special modo nelle prime fasi della malattia. La sua applicazione<br />
è con certezza apprezzata da un certo numero di pazienti che riferiscono<br />
di trarne giovamento ma la carenza di letteratura riguardo questo argomento<br />
non ci permette ancora di arrivare ad alcuna conclusione in merito sia<br />
sull’effettiva efficacia del trattamento che sulla selezione dei pazienti da trattare.<br />
Lo scopo dello studio sarà quello di valutare l’efficacia ed i limiti del trattamento<br />
riabilitativo in acqua in pazienti con diagnosi di Sclerosi Multipla ed in<br />
particolare il beneficio sulla fatica, e evidenziare criteri prognostici in grado di<br />
identificare i pazienti che maggiorente possano giovarsi di tale trattamento.<br />
Attività previste<br />
Verranno studiati tutti i pazienti ricoverati presso l’IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
con diagnosi di Sclerosi Multipla. Tutti i pazienti verranno valutati dal neurologo<br />
e dal fisiatra. La disabilità funzionale, la fatica e la mobilità del paziente<br />
saranno rilevate per mezzo di scale funzionali (Expanded Disability Status<br />
Scale con i Sistemi Funzionali, Barthel Index, Fatigue Severity Scale, Rivermead<br />
Mobility Index) che verranno effettuate all’ingresso e dopo il periodo di<br />
riabilitazione. Saranno inoltre eseguite le valutazioni pneumologiche, neuropsicologiche,<br />
foniatriche, oculistiche e ortottiche per evidenziare particolari<br />
deficit funzionali.<br />
Sarà selezionato un gruppo di pazienti che eseguirà un ciclo di Idrokinesiterapia<br />
associato ad un trattamento standard di riabilitazione neuromotoria<br />
il cui recupero funzionale verrà confrontato a quello ottenuto da un gruppo,<br />
comparato per età, gravità ed anni di malattia, che eseguirà soltanto il trattamento<br />
riabilitativo standard.<br />
Il trattamento riabilitativo standard prevede 2 sedute di 1 ora per sei<br />
giorni a settimana per la durata di 2 mesi. Quando ritenuto necessario i<br />
pazienti saranno inseriti in terapia occupazionale, respiratoria, cognitiva,<br />
foniatrica, urologica e ortottica.<br />
G.1.3 – La quantificazione del danno tissutale in pazienti con Sclerosi<br />
Multipla con tecniche avanzate a 3Tesla (Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Sclerosi Multipla, risonanza magnetica, risposta terapeutica,<br />
riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
Lo studio ha l’obiettivo di effettuare la quantificazione del danno tissutale<br />
nel paziente affetto da Sclerosi Multipla mediante tecniche di neuroimmagini<br />
avanzate e con approccio multimodale con apparecchiatura di risonanza magne-<br />
2009 501
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
tica ad alto campo (3T), volta a creare strumenti per la quantificazione della progressione<br />
di malattia e la risposta alla terapia farmacologica e riabilitativa.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nel 2008, la popolazione di pazienti esaminati è stata di 20 soggetti. L’esame<br />
RM è stato condotto con magnete con intensità del campo magnetico di 3<br />
Tesla, (Allegra, Siemens Erlangen, Germania). Per tutti i pazienti sono stati eseguiti<br />
esami della durata media totale compresa tra 30 e 40 minuti, includendo:<br />
Multiple Echo (densità protonica: TR 6020 msec, TE 12 msec; T2: TR 6020<br />
msec, TE 133 msec), DWI (TR 8500, TE 87 con b=0, b=1000, su 64 direzioni,<br />
con 12 acquisizioni addizionali senza gradienti di direzione), MPRAGE (TR 841<br />
msec, TE 7.5 msec con spessore delle partizioni di 1 mm). L’esame è stato inoltre<br />
completato con l’acquisizione di immagini pesate in T1 dopo somministrazione<br />
di agente di contrasto, a circa 5 minuti dalla somministrazione endovenosa.<br />
Le immagini sono state analizzate usando il software FSL 4.0 e D-Image<br />
(Dilogix, Roma, Italia). I valori volumetrici e i valori medi di diffusività media<br />
(MD) ed anisotropia frazionata (FA) sono stati correlati ai dati clinici includendo<br />
le scale cliniche Expanded Disability Status Scale (EDSS), i sistemi funzionali<br />
relativi all’EDSS, Barthel Index, Rivermead Mobility Index e scala della<br />
fatica (Fatigue Severity Score, FSS).<br />
Dai risultati è emersa una correlazione positiva significativa tra volume<br />
lesionale in sede sottotentoriale e score del sistema funzionale sensoriale<br />
(rho=0.757, p=0.002). La misura dei parametri del tensore di diffusione MD<br />
ed FA sia a livello globale che di specifiche aree anatomiche ha mostrato molteplici<br />
correlazioni con i dati clinici: in particolare di rilievo sono state le correlazioni<br />
significative con lo score del sistema funzionale mentale.<br />
Attività previste<br />
• Aumento popolazione esaminata.<br />
• Elaborazione dei dati.<br />
• Scrittura articoli.<br />
G.1.4 – Riabilitazione e pattern di Risonanza Magnetica funzionale<br />
in pazienti con Sclerosi Multipla: studio longitudinale<br />
(Maria Grazia Grasso)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Risonanza Magnetica funzionale, Sclerosi Multipla, riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
Questo progetto prende avvio dall’analisi dei dati emersi nella letteratura<br />
internazionale dai quali ci si rende conto di come l’efficacia della neuroriabili-<br />
502 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
tazione nei pazienti affetti da Sclerosi Multipla (ampiamente dimostrata in<br />
campo clinico) non sia stata ancora evidenziata in maniera efficace e convincente<br />
con indagini neuroradiologiche.<br />
Lo scopo dello studio consiste nel verificare se in uno studio longitudinale<br />
condotto su pazienti affetti da Sclerosi Multipla osservati in due periodi (storia<br />
naturale e riabilitativa), la fMRI mostra: una modificazione al termine del<br />
ciclo di trattamento riguardante il grado di attivazione corticale; una modificazione<br />
al termine del ciclo di trattamento del numero e dell’estensione delle<br />
aree attivate in risposta ad un target motorio stereotipato; una diversità di<br />
modificazione tra i due emisferi; una diversa modificazione in termini di<br />
grado di attivazione corticale e/o di zone attivate per target di afferenza<br />
somato/sensitiva; programmazione corticale del movimento, immaginazione<br />
del movimento, esecuzione effettiva del target motorio (event-related fMRI);<br />
una modificazione dell’attivazione cerebellare (apprendimento motorio); una<br />
reinversione di tendenza post-riabilitazione con aumento dell’attivazione della<br />
corteccia sensori-motoria controlaterale e riduzione della ipsi-laterale segno<br />
di un efficace meccanismo di recupero dei network motori corticali; una correlazione<br />
tra questi dati e il carico lesionale in T2, in T1, l’atrofia cerebrale<br />
(separatamente per sostanza bianca e sostanza grigia), il punteggio delle scale<br />
cliniche somministrate.<br />
Attività previste<br />
Lo studio prevede l’inclusione di 30 pazienti affetti da Sclerosi Multipla,<br />
di età compresa tra 30 e 60 anni, con punteggio EDSS compreso tra 4 e 8,<br />
ultima ricaduta precedente di almeno tre mesi rispetto alla data di entrata<br />
nello studio, assenza di altre patologie gravi a carico del sistema nervoso e<br />
cardio-circolatorio.<br />
I pazienti vengono sottoposti a Risonanza Magnetica con acquisizioni funzionali<br />
(event-related) e con acquisizioni standard (FLAIR, T1 vol, T2 vol) al<br />
tempo 0 (baseline), dopo 3 e 6 mesi, con un periodo di riabilitazione multidisciplinare<br />
compreso tra il 3° ed il 6° mese. Con le stesse tempistiche i pazienti vengono<br />
valutati da un punto di vista clinico (esame neurologico e scale cliniche).<br />
Viene mostrata al paziente, in ogni sessione prima per la mano destra e<br />
poi per la mano sinistra, la fotografia di un oggetto ogni 3 secondi e gli viene<br />
chiesto di immaginarne l’azione presentata o di mimarla con la mano in<br />
esame. Dopo 10 oggetti il paziente viene messo a riposo con l’immagine di<br />
rest (per 20 secondi) per poi iniziare nuovamente ad immaginare o mimare<br />
per altre 5 sessioni. È stato inoltre inserito nel programma un comando di<br />
randomizzazione in modo da evitare l’abitudine/esercizio del paziente al compito<br />
proposto.<br />
Dimostrare tramite la Risonanza Magnetica funzionale la validità della<br />
riabilitazione multidisciplinare come terapia essenziale per stimolare il recupero<br />
strutturale dell’encefalo (plasticità neuronale) in pazienti affetti da Sclerosi<br />
Multipla, rappresenterebbe un passo importante per migliorare l’approccio<br />
terapeutico alla malattia e per validare la fMRi stessa come indagine<br />
chiave di follow-up clinico.<br />
2009 503
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.1.5 – Utilizzo del Biofeedback nel trattamento della spasticità<br />
nei pazienti con Sclerosi Multipla (Maria Grazia Grasso)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Biofeedback, Sclerosi Multipla, riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
La disponibilità di nuovi trattamenti farmacologici quali copolimero,<br />
interferone, mitoxantrone, immunoglobuline ha modificato radicalmente, nel<br />
corso degli ultimi anni, l’approccio al paziente con Sclerosi Multipla. Oggi<br />
infatti è accresciuto notevolmente l’interesse al livello di qualità della vita e<br />
più in generale l’attenzione ai bisogni del paziente disabile. Ha così assunto<br />
un ruolo centrale nel trattamento, il momento riabilitativo che non viene più<br />
inteso come un semplice intervento sulla funzione motoria, bensì un approccio<br />
articolato per obiettivi (goals) che ha come scopo quello di organizzare le<br />
strategie di recupero, ed ottimizzare le capacità residue del paziente.<br />
Nella riabilitazione neuromotoria dei pazienti con Sclerosi Multipla si<br />
utilizzano diverse tecniche riabilitative motorie che rispetto ad altre patologie<br />
neurologiche col tempo si sono differenziate per modalità e tempi di<br />
applicazione ma al momento non esistono evidenze scientifiche che indichino<br />
le modalità più efficaci. La metodica del biofeedback (BFB), normalmente<br />
utilizzata fin dagli anni 60 nella riabilitazione ed in particolare nel<br />
recupero del deficit della dorsi-flessione post-stroke, viene utilizzata nei<br />
pazienti con Sclerosi Multipla esclusivamente nella riabilitazione del pavimento<br />
pelvico e perineo nei disturbi di incontinenza, come dimostrato da<br />
diversi studi.<br />
Per BFB si intende la trasduzione di un fenomeno biologico incosciente<br />
(come ad es. l’attività elettrica muscolare) in un segnale (visivo o acustico) che<br />
viene utilizzato per controllare il fenomeno monitorato. In tale modo, la pratica<br />
ripetuta e l’esperienza con il BFB agiscono come un training neuromuscolare,<br />
ovvero esercizi grazie ai quali il soggetto acquista la capacità di modificare<br />
e/o modulare la coordinazione neuromuscolare.<br />
Lo scopo di questo studio è verificare l’efficacia dell’utilizzo del Biofeedback<br />
nella riabilitazione motoria e precisamente nel cercare di ridurre l’ipertonia<br />
agli arti inferiori.<br />
Attività previste<br />
Verranno studiati tutti i pazienti ricoverati presso l’IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
con diagnosi di Sclerosi Multipla. Tutti i pazienti verranno valutati dal neurologo<br />
e dal fisiatra. La disabilità funzionale, la fatica e la mobilità del paziente<br />
saranno rilevate per mezzo di scale funzionali (Expanded Disability Status<br />
Scale con i Sistemi Funzionali, Barthel Index, Fatigue Severity Scale, Rivermead<br />
Mobility Index ) che verranno effettuate all’ingresso e dopo il periodo di<br />
riabilitazione. All’ingresso verrà effettuata una valutazione della spasticità tra-<br />
504 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
mite scala di Asworth che verrà ripetuta alla fine del periodo di riabilitazione.<br />
Verrà inoltre analizzata l’attività elettrica a riposo del muscolo affetto da spasticità<br />
tramite elettromiografia superficiale BFB.<br />
Saranno inclusi tutti i pazienti che presenteranno un grado di spasticità<br />
significativo all’ingresso (Punteggio alla scala di Asworth ≥3). Al fine di<br />
ridurre al minimo la variabilità del campione sperimentale, ogni paziente<br />
arruolato durante la degenza effettuerà due periodi di 5 settimane ciascuno in<br />
cui effettuerà in uno solo la terapia neuroriabilitativa standard e nell’altro,<br />
oltre alla terapia riabilitativa standard, il paziente effettuerà il biofeedback. La<br />
successione dei due periodi verrà randomizzata.<br />
Il trattamento riabilitativo standard prevedrà 2 sedute di 1 ora per sei<br />
giorni a settimana per la durata di 2 mesi. Quando ritenuto necessario i<br />
pazienti saranno inseriti in terapia occupazionale, respiratoria, cognitiva,<br />
foniatrica, urologica e ortottica.<br />
Il trattamento con BFB prevedrà tre sedute settimanali di biofeedback per<br />
un totale di 15 sessioni. Durante la sessione, ognuna della durata di 15 minuti,<br />
il paziente sarà in posizione di decubito supino con anche e ginocchia flesse a<br />
30°, in condizione di rilassamento. Verranno applicati gli elettrodi di superficie<br />
sul muscolo interessato e il Biofeedback verrà impostato con una soglia<br />
inferiore di 0.10 mV a quella di riposo, chiedendo al paziente di rilassare il<br />
muscolo. Ogni volta che la contrazione andrà sottosoglia lo strumento emetterà<br />
un avviso acustico che indicherà all’esaminatore e al paziente della riuscita<br />
del compito. Quando il paziente sarà in grado di mantenersi al di sotto<br />
della soglia per almeno l’80% del tempo, nella seduta successiva questa verrà<br />
diminuita di 0.30 mV; se riuscirà nel compito per un periodo tra il 50 e l’80%<br />
del tempo, verrà invece diminuita di 0.10 mV.<br />
Tutti i pazienti saranno sottoposti nuovamente a valutazione al termine<br />
del protocollo riabilitativo.<br />
I dati saranno infine sottoposti ad analisi statistiche.<br />
G.1.6 – Valutazione dell’efficacia del trattamento farmacologico<br />
con immunomodulatori in pazienti ambulatoriali<br />
con Sclerosi Multipla (Maria Grazia Grasso)<br />
Anno d’inizio: 2006<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Sclerosi Multipla, disabilità, interferon.<br />
Descrizione<br />
Scopo del nostro studio è quello di verificare nei pazienti con Sclerosi<br />
Multipla che afferiscono all’ambulatorio della <strong>Fondazione</strong> la frequenza del<br />
trattamento farmacologico con immunomodulatori, la sua efficacia in termini<br />
di numero di ricadute cliniche e di disabilità, il numero dei drop-out e le<br />
eventuali modificazioni terapeutiche durante un periodo di follow-up di 3<br />
anni.<br />
2009 505
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Dai 387 pazienti seguiti ambulatorialmente presso la nostra <strong>Fondazione</strong><br />
sono stati esclusi i soggetti con meno di un anno di follow-up. Ad oggi 97<br />
pazienti sono in terapia con farmaci modificanti l’andamento della malattia.<br />
(DMA) (cioè immunomodulatori e immunosoppressori). Di questi 97, 55 sono<br />
con forma di malattia remittente e 42 con forma progressiva. Abbiamo valutato<br />
che in entrambi i gruppi il numero delle relapses cliniche dopo il trattamento<br />
farmacologico è statisticamente minore rispetto al numero precedente<br />
il trattamento. Tra i 97 pazienti, abbiamo avuto al primo trattamento, 30<br />
drop-out di cui 25 per cambio terapia farmacologica, 1 per gravidanza, 1 per<br />
decesso, 3 persi durante il follow-up.<br />
Attività previste<br />
È prevista la valutazione statistica dei dati sulla disabilità e la diffusione<br />
dei dati mediante comunicazione a congressi e/o invio a riviste specializzate.<br />
506 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.2 – FATTORI PROGNOSTICI NELLA RIABILITAZIONE POST-ICTALE<br />
G.2.1 – Analisi del rischio di caduta nei pazienti con esiti da ictus<br />
dimessi a domicilio (Giovanni Morone)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Cerebrovascular accident, Stroke outpatients, fall risk, Timed<br />
Walking Test, rehabilitation.<br />
Descrizione<br />
Saranno reclutati 80 pazienti con esiti da ictus cerebri dimessi a domicilio<br />
e valutati nell’anno post-dimissione. Alla dimissione verrà valutata la<br />
prestazione motoria dei pazienti mediante 10m walking test, 6 minute<br />
walking test e Functional Ambulation Classification. Mediante questionario<br />
telefonico (somministrato ogni 60 giorni) verrà registrato il numero di<br />
cadute (e le modalità) durante l’anno post-dimissione a domicilio. I dati<br />
relativi alle cadute verranno confrontati con quelli delle valutazioni alla<br />
dimissione.<br />
Ipotesi alla base dello studio è che vi sia un maggiore rischio di caduta nei<br />
pazienti che sovrastimano le proprie capacità motorie, ovvero quelli che autoselezionano<br />
una elevata velocità di cammino sui 10m, ma che non hanno<br />
buone prestazioni al test di resistenza sui 6 minuti.<br />
Attività previste<br />
• Terapia locomotoria con ausilio robotica.<br />
• Analisi strumentata del movimento.<br />
• Valutazione funzionale locomotoria.<br />
G.2.2 – Efficacia ed efficienza del trattamento riabilitativo ospedaliero<br />
in pazienti anziani (>65 anni) con recenti postumi di un evento<br />
cerebrovascolare (Stefano Paolucci)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Ictus, riabilitazione, analisi multivariate.<br />
Descrizione<br />
Prosecuzione studio di tipo osservazionale, dedicato all’approfondimento<br />
dei fattori prognostici nel recupero funzionale nei pazienti ultrasessantacinquenni,<br />
con recente (entro un mese dall’evento) disabilità post-ictale, ed in<br />
particolar modo di quelli nutrizionali.<br />
2009 507
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Il 2008 è stato dedicato alla stesura finale del protocollo e all’arruolamento<br />
dei pazienti. In particolare sono stati arruolati 143 pazienti.<br />
Attività previste<br />
Ci si propone di completare l’arruolamento e di cominciare l’analisi dei<br />
dati.<br />
508 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.3 – MESSA A PUNTO DI PROTOCOLLI E NUOVE TECNOLOGIE<br />
PER LA GESTIONE DI PROBLEMATICHE CLINICHE AD ALTO IMPATTO INVALIDANTE<br />
G.3.1 – Analisi della cinematica del cammino durante seduta riabilitativa<br />
mediante dispositivo elettromeccanico Gait Trainer (GT)<br />
(Marco Iosa)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Cerebrovascular accident, Stroke, Gait analysis, Gait recovery,<br />
rehabilitation.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Roma Foro Italico (Dipartimento di<br />
Scienze del Movimento Umano e dello Sport).<br />
Descrizione<br />
Scopo dello studio è la comprensione della biomeccanica del movimento<br />
del paziente sul Gait Trainer.<br />
Saranno reclutati 3 pazienti con esiti da ictus cerebri e un soggetto sano<br />
di controllo. Ciascuno dei partecipanti verrà sottoposto ad almeno tre sedute<br />
al Gait Trainer ognuna con diverso sgravio del peso corporeo (con il minimo<br />
sgravio giudicato confortevole dal paziente nella prima seduta, lo sgravio<br />
verrà aumentato del 50% di questo valore nella seconda e nella terza ridotto<br />
del 50%). Durante ogni seduta verrà effettuata un’analisi del movimento<br />
mediante sistema stereofotogrammetrico (SMART, 9 camere) per valutare la<br />
cinematica articolare di entrambi gli arti inferiori con e senza intervento del<br />
fisioterapista sul ginocchio.<br />
Attività previste<br />
• Terapia locomotoria con ausilio robotica.<br />
• Analisi strumentata del movimento.<br />
• Valutazione funzionale locomotoria.<br />
G.3.2 – Applicazione di un metodo di quantificazione del contenuto<br />
di ferro cerebrale nel paziente affetto da malattia di Parkinson<br />
(Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Ferro cerebrale, Risonanza Magnetica, malattia di Parkinson.<br />
Descrizione<br />
Lo scopo di questo studio è l’applicazione di un metodo di quantificazione<br />
della distribuzione di Ferro cerebrale, mediante RM ad alto campo (3<br />
2009 509
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
tesla), in un gruppo di pazienti affetti dalla malattia di Parkinson idiopatico.<br />
30 pazienti e 30 soggetti di controllo saranno ammessi allo studio.<br />
L’obiettivo di questo lavoro è di dimostrare che il metodo sviluppato è in<br />
grado di misurare nei malati parkinsoniani l’accumulo di ferro nella sostanza<br />
nera.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Nell’anno 2008, è stato incluso un gruppo di 20 pazienti affetti dalla<br />
malattia di Parkinson (età media 57.7 ± 8.5, durata di malattia: 5.7 ± 2.7,<br />
UPRDS motor score: 15.6 ±7.9) e 10 soggetti di controllo (età media: 49 ± 9.7).<br />
È stato utilizzato un protocollo di acquisizione RM ad alto campo (3T) (Allegra,<br />
Siemens). Il protocollo di studio ha previsto l’acquisizione di 52 slices<br />
(spessore 2 mm) in T2 con i seguenti parametri: echo times 18-107 ms, TR<br />
5000, FOV 230, dimensione del voxel =1.5 x 1.5 mm; 6 acquisizioni consecutive<br />
in T2* con i seguenti parametri: echo times: 6-12-20-30-45-60 ms, TR =<br />
5000, FOV= 192, voxel =1.5 x 1.5 mm. La durata totale dell’acquisizione è<br />
stata di 20 minuti.<br />
La comparazione tra i due gruppi ha messo in evidenza una differenza<br />
significativa nei valori di r2* tra pazienti parkinsoniani e controlli a livello<br />
rispettivamente del nucleo pallido di destra (cluster level:p corrected<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Il numero di soggetti reclutati allo stato attuale risulta pari a 30 pazienti.<br />
Attività previste<br />
L’arruolamento dei pazienti si è concluso, mentre è in corso il follow-up,<br />
ad 1 anno dal trauma, sull’outcome clinico dei pazienti e l’organizzazione<br />
della spedizione dei restanti campioni ematici alla Banyan Biomarkers, Inc.<br />
Alachua, FL, USA.<br />
Per l’assessment clinico sono state somministrate la Glasgow Outcome<br />
Scale-Extended (GOS-E) [Wilson et al. 1998] per indagare il livello di outcome,<br />
la Disability Rating Scale (DRS) [Rappaport et al. 1982] per valutare<br />
il grado di disabilità, e la LCF per misurare il livello di recupero delle funzioni<br />
cognitive dopo disturbo di coscienza. Per la valutazione neuropsicologica,<br />
verranno indagati i seguenti ambiti: il livello intellettivo generale<br />
(Matrici di Raven PM47), la memoria a breve e a lungo termine verbale e<br />
visuo-spaziale (Digit Span, Corsi Block e 15 parole di Rey), le funzioni esecutive<br />
(Wisconsin, Fluenza semantica e Fonologica), le funzioni attentive<br />
(Matrici attentive e TEA) e il linguaggio (denominazione orale di parole e<br />
Token test).<br />
Per la parte riguardante lo studio della qualità della vita e del reinserimento<br />
sociale verranno somministrate le seguenti scale: il “ QOLIBRI” protocollo<br />
internazionale sulla “ Quality of Life in severe Traumatic Brain<br />
Injury ” patients e il CIQ [Community Integration Questionnaire; Willer et<br />
al. 1993].<br />
Tutti i pazienti verranno nuovamente sottoposti inoltre ad un esame di<br />
risonanza magnetica cerebrale per le possibili correlazioni con i dati neuroradiologici.<br />
– Rappaport M et al. (1982) Arch Phys Med Rehabil 63: 118-123.<br />
– Wilson JT et al. (1998) J Neurotrauma 8: 573-585.<br />
– Willer B et al. (1993) J Head Trauma Rehabil 8: 75-87.<br />
G.3.4 – Caratteristiche psicologiche di personalità ed attitudinali,<br />
nella riabilitazione con Gait Trainer in pazienti affetti<br />
da malattia cerebrovascolare in fase subacuta (Maura Dragoni)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Psicologia, riabilitazione.<br />
Descrizione<br />
Lo studio si propone di identificare le variabili psicologiche individuali<br />
del paziente e del care-giver che possano influenzare l’outcome riabilitativo,<br />
in soggetti affetti da encefalopatia vascolare. In particolare, si propone di<br />
2009 511
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
valutare le variabili psicologiche associate o meno al proficuo utilizzo di un<br />
nuovo strumento robotico Gait Trainer (GT), apparecchio con sgravio del<br />
peso corporeo.<br />
Attività previste<br />
Tutti i pazienti verranno studiati al T0-T30-T60 e T90 con le seguenti<br />
scale motorie e funzionali: Barthel Index (BI), Rivermead Motilità Index<br />
(RMI), Canadian Neurological Scale (CNS), Function ambulation control<br />
(FAC), 6-MWT, ten meters walking test; inoltre i pazienti verranno sottoposti a<br />
scale psicologiche di personalità: Eysenck Personality Questionnaire (EPQ-R);<br />
Brief Cope; Recovery Locus of Control (RLC); scale di misurazione dello stato<br />
emotivo Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), scale di benessere<br />
(QLI) e di soddisfazione (Pittsburg).<br />
G.3.5 – Disturbi del sonno esito di Trauma Cranio-Encefalico<br />
(Rita Formisano)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: TCE, disturbi del sonno, qualità della vita.<br />
Descrizione<br />
Sebbene la presenza dei disturbi del sonno dopo Trauma Cranio-Encefalico<br />
(TCE) sia ben nota, a tutt’oggi non sono presenti in letteratura dati precisi<br />
in merito a tali disturbi che, rispetto a disturbi fisici, cognitivi, emozionali,<br />
hanno ricevuto un’attenzione clinica e scientifica minore.<br />
A seguito di una grave cerebrolesione acquisita, lesioni focali o diffuse<br />
possono produrre disfunzioni nella regolazione del funzionamento del ciclo<br />
sonno-veglia. L’eccessiva sonnolenza diurna, l’insonnia, le alterazioni del ciclo<br />
sonno-veglia, le apnee notturne, la narcolessia, ed altri disturbi del sonno, che<br />
si possono presentare a seguito di un TCE, acutizzano alcuni sintomi presenti<br />
in tali pazienti, come ad esempio dolore cronico, disturbi cognitivi, affaticabilità,<br />
irritabilità, ansia, depressione. I disturbi del sonno possono inoltre compromettere<br />
il processo riabilitativo del paziente e con esso la sua capacità di<br />
tornare ad una vita produttiva e soddisfacente.<br />
Prevenire e trattare disturbi del sonno potrebbe perciò essere una parte<br />
rilevante della riabilitazione dei TCE.<br />
Obiettivi dello studio sono valutare la prevalenza dei disturbi del sonno in<br />
un gruppo di soggetti con TCE in fase cronica, afferenti al Day Hospital della<br />
U.O. B o presso l’ambulatorio Invalidi Civili (ex-art. 26) della <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, che siano già ridomiciliati; analizzare la relazione tra la presenza<br />
dei disturbi del sonno, le caratteristiche del TCE e variabili soggettive; valutare<br />
l’impatto dei disturbi del sonno sul funzionamento cognitivo, sull’umore<br />
e sulla qualità della vita.<br />
512 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.3.6 – Effetti anatomo-funzionali del trauma cranico moderato<br />
o grave sulle abilità mnesiche, durante il periodo<br />
di amnesia post-traumatica (APT) e dopo la sua risoluzione<br />
(Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: GCA, coma, PTA.<br />
Descrizione<br />
Obiettivi del seguente studio sono quelli di valutare, mediante studi di<br />
Risonanza Magnetica (RM) funzionale, gli effetti a livello anatomo-funzionale<br />
del trauma cranico moderato o grave sulle abilità mnesiche:<br />
– durante il periodo di APT;<br />
– una volta che questa si sia risolta, nel gruppo di pazienti con progressiva<br />
risoluzione dell’APT (Gruppo 1);<br />
– in un gruppo di pazienti in cui l’APT non si risolve (Gruppo 3), che presentano<br />
quindi un’evoluzione verso una sindrome amnesica persistente<br />
(demenza post-traumatica)<br />
Valutare, inoltre, mediante RMN funzionale ed esami neurofisiologici,<br />
eventuali differenze anatomofunzionali tra pazienti in APT e soggetti sani<br />
(Gruppo 2), rispetto alle abilità mnesiche.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Sono stati monitorati 15 pazienti in fase di amnesia post-traumatica<br />
mediante le scale GOAT e Westmead.<br />
L’esame di fMRI è stato effettuato solo su 3 pazienti che sono attualmente<br />
in attesa di re-test, mentre ai restanti soggetti non è stato possibile eseguire<br />
l’esame a causa della presenza di diverse problematiche neurocomportamentali<br />
spesso presenti nella fase di APT (agitazione psicomotoria) e fisiche (presenza<br />
di fissatori o placche metalliche, un caso di soprappeso).<br />
Attività previste<br />
Lo studio prevede la valutazione di una popolazione di 15 soggetti con<br />
esiti di TCE grave o moderato (Gruppo 1), in APT, mediante RM funzionale.<br />
Tale popolazione sarà confrontata con 2 gruppi di controllo che, come il<br />
Gruppo 1, saranno sottoposti ad esecuzione di RM funzionale.<br />
a) Gruppo 2: 15 soggetti volontari sani;<br />
b) Gruppo 3: pazienti appartenenti originariamente al Gruppo 1 che,<br />
dopo un tempo pari al quadruplo della durata del coma, presentino ancora<br />
gravi disturbi amnesici (sindrome amnesica persistente). Ipotizzando, infatti,<br />
la presenza di possibili differenze neuro-anatomo-funzionali tra i pazienti in<br />
APT transitoria rispetto a pazienti in sindrome amnesica persistente, si ritiene<br />
utile effettuare un confronto, non solo tra i pazienti (Gruppo 1) e il gruppo di<br />
2009 513
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
soggetti sani (Gruppo 2), ma anche tra i pazienti con le due diverse tipologie<br />
di disturbi mnesici (APT transitoria vs sindrome amnesica persistente).<br />
La misurazione della APT, calcolata a partire dalla data dell’evento traumatico,<br />
verrà effettuata 3 volte a settimana mediante due scale:<br />
a) GOAT [Levin et al. 1979];<br />
b) Westmead PTA Scale Questionnaire (WPTAS) [Shores et al. 1986].<br />
Lo studio è tuttora in corso di svolgimento.<br />
– Levin HS, O’Donnel VM, Grossman RG (1979) J Nerv Ment Dis 167: 675-684.<br />
– Shores A, Marosszeky JE, Sandanam J et al. (1986) Med J Australia 144: 569-572.<br />
G.3.7 – Effetti del trauma cranico sull’empatia cognitiva e affettiva<br />
(Rita Formisano)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Empatia, TCE, funzioni esecutive.<br />
Descrizione<br />
Lo studio si propone di valutare le capacità empatiche, a livello cognitivo<br />
ed affettivo, nel paziente con esiti di grave Trauma Cranio-Encefalico (TCE) e<br />
la correlazione tra capacità empatiche e variabili relative all’umore e al comportamento,<br />
variabili neuropsicologiche (consapevolezza di malattia e del<br />
disturbo empatico; funzioni esecutive, memoria a breve e lungo termine verbale)<br />
e alessitimia del paziente.<br />
Un ulteriore obiettivo è quello di valutare la consapevolezza del paziente<br />
delle sue abilità empatiche.<br />
Sono stati sinora reclutati tre gruppi di soggetti: un gruppo sperimentale,<br />
formato da 12 pazienti di sesso maschile con esiti di Trauma Cranio-Encefalico<br />
Grave, un gruppo di controllo, formato da 13 soggetti, equiparabili per<br />
condizioni socio-demografiche al gruppo di pazienti, un gruppo formato dai<br />
caregiver dei pazienti (uno per ogni paziente).<br />
I risultati, che consideriamo preliminari, hanno evidenziato una diminuzione<br />
significativa delle abilità empatiche cognitive, ed una buona consapevolezza<br />
da parte del paziente in relazione a questa abilità.<br />
Attività previste<br />
Al gruppo di pazienti e al gruppo di controllo verranno somministrati<br />
alcuni questionari per la valutazione delle abilità empatiche e dell’alessitimia.<br />
Al gruppo di pazienti e al gruppo di caregiver verrà somministrato un<br />
questionario per valutare la consapevolezza di malattia del paziente.<br />
Esclusivamente al gruppo di pazienti verranno somministrate alcune<br />
prove neuropsicologiche per la valutazione delle funzioni esecutive e della<br />
memoria a breve e a lungo termine.<br />
514 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
Al gruppo formato dai caregiver dei pazienti saranno somministrati gli<br />
stessi questionari somministrati ai pazienti riformulati in modo da poter<br />
indagare indirettamente le capacità empatiche cognitive ed affettive dei<br />
pazienti, attraverso un giudizio del caregiver sui sentimenti, atteggiamenti e<br />
comportamenti esperiti e descritti dal paziente.<br />
I cambiamenti comportamentali del paziente in seguito al TCE verranno<br />
valutati tramite un’intervista semistrutturata somministrata al caregiver del<br />
paziente.<br />
Per l’assessment clinico saranno somministrate la Glasgow Outcome<br />
Scale-Extended (GOS-E) [Wilson et al. 1998] per indagare il livello di vigilanza,<br />
la Disability Rating Scale (DRS) [Rappaport et al. 1982] per valutare il<br />
grado di disabilità, la LCF per misurare il livello di recupero delle funzioni<br />
cognitive dopo il disturbo di coscienza.<br />
– Rappaport M, Hall KM, Hopkins K, Belleza T (1982) Arch Phys Med Rehabil 63:<br />
118-123.<br />
– Wilson JTL, Pettigrew LEL, Teasdale GM (1998) J Neurotraum 15: 573-585.<br />
G.3.8 – Effetti della tDCS (transcranial Direct Current Stimulation)<br />
sul recupero motorio dei pazienti con stroke (Stefano Paolucci)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: tDCS, stroke, recupero motorio.<br />
Descrizione<br />
La tDCS è un’applicazione di correnti dirette (DC) di bassa intensità (1-2<br />
mA) sullo scalpo, mediante una coppia di elettrodi (anodo e catodo). Una<br />
quota del flusso di cariche è in grado di raggiungere la corteccia cerebrale e di<br />
produrre modificazioni a carico del potenziale di riposo della membrana del<br />
neurone; tale azione si traduce in un effetto neuromodulatorio. Recenti studi<br />
hanno dimostrato che nello stroke la corteccia motoria dell’emisfero affetto<br />
subisce un’azione inibitoria da parte della corteccia motoria dell’emisfero<br />
sano. Tale condizione si traduce in un’influenza negativa sulle performances<br />
motorie dell’emisoma paretico. L’utilizzo di questa metodica non invasiva,<br />
sicura e a basso costo, attraverso una modulazione dell’eccitabilità corticale e<br />
dei drives interemisferici, può essere utile nel migliorare il recupero motorio<br />
dei pazienti affetti da stroke.<br />
Saranno valutati gli effetti della tDCS in associazione alla terapia riabilitativa<br />
standard sul recupero motorio in 10 pazienti con stroke, confrontati<br />
con 10 pazienti trattati solo con terapia riabilitativa standard.<br />
Attività previste<br />
È previsto l’acquisto dell’apparecchio e la messa a punto del protocollo.<br />
2009 515
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.3.9 – Efficacia del trattamento con rivastigmina<br />
in pazienti post-ictali con cerebrolesione destra<br />
ed emidisattenzione<br />
(Stefano Paolucci)<br />
Anno d’inizio: 2004<br />
Durata in mesi: 84<br />
Parole chiave: Ictus, emidisattenzione spaziale, studio randomizzato.<br />
Descrizione<br />
Lo studio, un trial farmacologico randomizzato in aperto articolato originariamente<br />
su 24 mesi, si proponeva di valutare se un trattamento con rivastigmina,<br />
farmaco inibitore dell’acetilcolinesterasi e butirrilcolinesterasi, normalmente<br />
utilizzato per il trattamento dei disturbi cognitivi in corso di malattia<br />
di Alzheimer, fosse in grado di modificare le performances cognitive e funzionali<br />
di pazienti con cerebrolesione destra post-ictale ed allegati deficit<br />
visuo-spaziali.<br />
Lo studio si propone di confontare 10 pazienti in trattamento con rivastigmina+specifico<br />
trattamento riabilitativo con altri 10 che praticavano il<br />
solo trattamento riabilitativo standard.<br />
Sono stati definiti i parametri fisiologici misurabili in laboratorio,<br />
durante le sedute di allenamento e quali di questi fossero maggiormente correlati<br />
col modello di prestazione in base alla nostra esperienza.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
In considerazione della difficoltà di arruolamento, principalmente per la<br />
scarsa frequenza del disturbo, lo studio non è stato ancora completato. Infatti<br />
al momento sono stati arruolati 18 pazienti dei 20 previsti (mancano solo 2<br />
pazienti nel gruppo trattati con il farmaco).<br />
G.3.10 – Funzionamento e disabilità negli Stati Vegetativi (SV)<br />
e negli Stati di Minima Coscienza (SMC) (Rita Formisano)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: ICF, SV, SMC.<br />
Altri Enti coinvolti: Multicentrico con coinvolgimento di 95 tra Centri Riabilitativi,<br />
Speciali Unità di Accoglienza Permanente (SUAP) e Associazioni di<br />
familiari.<br />
Descrizione<br />
Obiettivo dello studio dell’applicazione dell’International Classification<br />
Functioning (ICF) nei pazienti con SV e SMC ricoverati presso la <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, da mettere in rete in uno studio multicentrico italiano, è:<br />
516 2009
– Creare e mantenere una rete tra i principali centri italiani che si occupano<br />
di pazienti in SV e SMC nelle diverse fasi del percorso terapeutico.<br />
– Creare una rete tra le associazioni di familiari, ove presenti, in modo<br />
tale che sia possibile un veloce e proficuo scambio e raccolta di informazioni<br />
e dati che chiariscano l’entità del problema organizzativo, politico, socio-assistenziale<br />
ed etico; e ove possibile, collegarle a federazioni già presenti sul territorio<br />
nazionale.<br />
– Creare e somministrare un protocollo specifico per la descrizione del<br />
profilo di funzionamento delle persone in SV o in SMC, per la valutazione<br />
delle caratteristiche dei caregiver e per la valutazione del carico assistenziale/burden<br />
degli operatori sociosanitari dei centri coinvolti.<br />
– Creare un Database specifico per la raccolta delle informazioni ricavate<br />
dal protocollo di ricerca.<br />
– Fornire agli operatori coinvolti nel progetto un Corso di formazione e<br />
chiarificazione su “etica della condizione umana”, per fornire alcuni momenti<br />
di riflessione guidata su temi inerenti alla complessità etica della cura delle<br />
persone in SV e SMC.<br />
– Rilevare gli attuali percorsi di cura dei pazienti SV e SMC nelle diverse<br />
realtà coinvolte dal progetto.<br />
Attività previste<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Si prevede di:<br />
• Creare una rete di centri italiani che si occupano di pazienti in SV e SMC.<br />
• Identificare il profilo di funzionamento e di disabilità delle persone in<br />
SV e SMC.<br />
• Identificare le caratteristiche dei caregiver in particolare dei loro bisogni,<br />
del livello di tensione/stress, degli stili di coping messi in atto, dei livelli di<br />
ansia e/o depressione e della loro qualità di vita.<br />
• Identificare il burden degli operatori socio-sanitari.<br />
• Creare un Database ICF based su funzionamento e disabilità delle persone<br />
in SV e SMC.<br />
• Proporre un percorso di cura tramite un linguaggio comune e secondo<br />
l’ottica biopsicosociale promossa dall’OMS.<br />
• Realizzare una formazione e chiarificazione condivisa su “etica della<br />
condizione umana” e di conseguenza su “etica della cura”.<br />
• Sensibilizzare per lo sviluppo di politiche socio-sanitarie, centrate sul<br />
tema della disabilità e della presa in carica globale della persona in SV e<br />
SMC.<br />
• Mettere in rete associazioni di familiari.<br />
Per il conseguimento di tali risultati verranno utilizzati i seguenti strumenti<br />
di misurazione:<br />
– Glasgow Coma Scale (GCS).<br />
– Glasgow Outcome Scale (GOS).<br />
– Levels of Cognitive Functioning (LCF).<br />
2009 517
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
– Disability Rating Scale (DRS).<br />
– Family Strain Questionnaire (FSQ).<br />
– Coping Orientation to Problems Experienced (COPE).<br />
– Prolonged Grief Disorders (PG-2).<br />
– Caregiver Needs Assessment (CNA).<br />
– Inventario per l’ansia di “stato” e di “tratto” forma Y (STAI Y).<br />
– Beck Depression Inventory (BDI).<br />
– Short Form 12 (SF-12).<br />
– Maslach Burnout Inventory (MBI).<br />
G.3.11 – Gli esiti del trauma cranico grave, coma e stato vegetativo:<br />
uno studio multicentrico italiano<br />
(Renato Avesani, Rita Formisano)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: GCA, coma, stato vegetativo.<br />
Altri Enti coinvolti: Negrar di Verona e altri Centri per GCA.<br />
Descrizione<br />
Il Gruppo GISCAR ha attivato la raccolta, mediante una scheda elettronica<br />
che ogni centro riabilitativo aderente al progetto compila autonomamente,<br />
di informazioni cliniche e riabilitative relative ai dati dei pazienti, con<br />
rispetto dell’anonimato e codificazione numerica consecutiva progressiva,<br />
all’ingresso e alla dimissione dall’istituto di riabilitazione, con lo scopo di<br />
conoscere l’incidenza delle gravi cerebrolesioni acquisite, degli stati vegetativi<br />
di origine traumatica e non in Italia.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Sono state raccolte informazioni sull’outcome di 2500 pazienti affetti da<br />
GCA (traumatici e non) alla dimissione dal percorso riabilitativo. Su un<br />
numero minore di pazienti è stato possibile realizzare un follow up. Dai dati<br />
ricavati si evince come la condizione di stato vegetativo diminuisca sensibilmente<br />
(dal 7 al 3%) dalla dimissione al momento del follow up (intervallo 1-3<br />
anni dalla data dell’evento acuto). Osservazioni più attente del paziente ed<br />
una analoga osservazione longitudinale più puntuale potrebbero confermare<br />
ulteriori diminuzioni della percentuale di stato vegetativo ed un aumento dei<br />
pazienti in stato di minima coscienza.<br />
In particolare l’Unità Post-Coma della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ha riportato<br />
i dati di 40 pazienti. Il registro è tuttora in fase di aggiornamento e<br />
ampliamento del campione.<br />
Attività previste<br />
• Ampliamento del campione.<br />
518 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.3.12 – I disturbi urologici nel paziente post-comatoso<br />
(Rita Formisano, Enrico Finazzi-Agrò)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Disfunzioni urinarie, GCA, TCE.<br />
Descrizione<br />
Una disfunzione delle basse vie urinarie ed in particolare un’incontinenza<br />
urinaria sono riscontrati comunemente dopo trauma cranio-encefalico (TCE)<br />
grave, con una incidenza simile ai dati riportati nell’ictus cerebrale.<br />
Sintomi delle basse vie urinarie sono osservati comunemente dopo gravi<br />
cerebrolesione acquisite (GCA) anche in fase cronica.<br />
Attività previste<br />
Saranno arruolati consecutivamente pazienti con GCA (GCS≤8) ricoverati<br />
presso l’Unità Post-Coma della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> e valutati, in accordo<br />
agli Standard dell’ICS (International Conitnence Society), mediante valutazione<br />
urologica, cistouretrografia, esame urodinamico ed ecografia vescicale e renale.<br />
I dati urologici saranno correlati con gli indici di gravità della fase acuta (GCS e<br />
durata del coma) e con scale di disabilità specifica (GOS, DRS, LCF).<br />
È previsto un follow-up di un anno per valutare l’evoluzione dei disturbi<br />
urologici e la correlazione con l’outcome finale.<br />
G.3.13 – La valutazione delle abilità di guida: validazione di una batteria<br />
psicometrica computerizzata (Vienna System) (Rita Formisano)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Vienna System, TCE, abilità di guida.<br />
Descrizione<br />
Scopo primario dello studio è la validazione di una batteria psicometrica<br />
computerizzata (Vienna System) su un campione normativo italiano, che<br />
possa rappresentare successivamente una popolazione di riferimento per la<br />
valutazione delle abilità di guida dopo il coma.<br />
Scopo secondario, invece, è evidenziare variabili predittive valide per l’identificazione<br />
di persone a rischio di incidenti stradali, in particolare soggetti<br />
con esiti di trauma cranio-encefalico o post-comatosi, che richiedono un giudizio<br />
sulla possibilità di riprendere a guidare.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Sono stati sinora reclutati 54 soggetti, 30 maschi e 24 femmine, di età<br />
compresa tra i 18-60 anni.<br />
2009 519
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
Attività previste<br />
Lo studio prevede la valutazione di circa 100 soggetti sani in possesso di<br />
patente di guida.<br />
Ai soggetti verranno somministrati i seguenti test:<br />
a. Adaptive Matrices Test (AMT) [Hornke et al. 2003]: test adattivo di<br />
valutazione dell’intelligenza non-verbale.<br />
b. Peripheral Perception (PP) [Schuhfried et al. 2002]: valuta la percezione<br />
periferica durante i compiti di inseguimento.<br />
c. Aggressive Driving Behavior (AVIS) [Herzberg e Jürgen 2003]: valutazione<br />
del comportamento aggressivo in setting di psicologia del traffico in<br />
condizioni normali e di stress.<br />
d. Eysenck Personality Profiler-V6 (EPP6) [Eysenck, Wilson 2000]: questionario<br />
multidimensionale per la selezione del personale.<br />
e. Two Hand Coordination (2HAND) [Schuhfried 2007]: test di coordinazione<br />
visivo-motoria.<br />
f. Cognitrone (COG) [Schuhfried 2003]: test di performance generale per<br />
la valutazione della concentrazione e dell’attenzione.<br />
g. Determination Test (DT) [Schuhfried 2003]: test di reazione a stimuli<br />
complessi multipli.<br />
h. Visual Pursuit Test (LVT) [Biehl 2003]: valutazione dell’attenzione<br />
selettiva.<br />
i. Reaction Test (RT) [Schuhfried e Prieler 2003]: misurazione di tempi di<br />
reazione in risposta a stimoli visivi e acustici.<br />
j. Signal Detection (SIGNAL) [Puhr e Schuhfried 2003]: test di quantificazione<br />
delle performance attentive e della differenziazione visiva.<br />
k. Tachistoscopic Traffic Test Mannheim for Screen (TAVTMB) [Biehl<br />
2003]: test di percezione visiva.<br />
l. Vienna Risk-Taking Test (WRBT) [Hergovick et al. 2005]: valutazione<br />
della disponibiltà individuale a correre dei rischi. La raccolta di tale banca<br />
dati verrà correlata con la predisposizione a incorrere in incidenti stradali in<br />
un follow up a medio e lungo termine.<br />
m. Time Movement Anticipation (ZBA) [Bauer, Guttmann, Trimmel,<br />
Leodolter, Leodolter 2007]: test di velocità.<br />
– Biehl B (2003) Manual Tachistoscopic Traffic Perception Test (TAVTMB). Mödling:<br />
Schuhfried GmbH.<br />
– Eysenck HJ, Wilson GD (2000).The Eysenck Personality Profiler (version 6).<br />
Worthing, UK: Psi-Press.<br />
– Hergovich A, Bognar B, Arendasy M, Sommer M (2005). Manual Vienna Risktaking<br />
Test Traffic (WRBTV). Mödling: Schuhfried GmbH.<br />
– Hornke LF, Etzel S, Rettig K (2003) Manual Adaptive Matrices Test (AMT). Schuhfried<br />
GmbH, Mödling.<br />
– Schuhfried G, Prieler J, Bauer W (2002) Manual Peripheral Perception (PP).<br />
Schuhfried GmbH, Mödling.<br />
520 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.3.14 – Le neuroimmagini morfo-funzionali con risonanza magnetica<br />
ad alto campo (3 Tesla) nelle gravi cerebrolesioni acquisite<br />
(sindrome post-comatosa) (Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Neuroimmagini, GCA, TCE.<br />
Descrizione<br />
Lo scopo del presente progetto consiste nell’applicare tecniche innovative<br />
di Risonanza Magnetica in pazienti affetti da esiti di gravi traumi cranio-encefalici<br />
e gravi cerebrolesioni acquisite (sindrome post-comatosa) di diversa eziologia,<br />
per identificare marcatori d’individuazione precoce di recupero e stabilire<br />
quali di questi parametri possano essere utilizzati come indici di prognosi.<br />
L’obiettivo è monitorare nel tempo, con metodiche non invasive (tecniche<br />
avanzate di RM), l’evoluzione clinica ed eventuali modificazioni cerebrali dei<br />
pazienti con gravi cerebrolesioni acquisite senza alcuna modifica del normale<br />
percorso clinico-assistenziale, ad eccezione di 2 esami di Risonanza Magnetica.<br />
È stato elaborato un protocollo integrato con le tecniche avanzate che<br />
negli ultimi anni hanno dimostrato la maggior sensibilità e specificità per le<br />
cerebrolesioni degenerative e acquisite e che in parte sono state proprio sviluppate<br />
presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
Il protocollo di neuroimmagini sarà sviluppato in base ad un modello su<br />
tre livelli:<br />
– livello tronco-encefalico, quantificazione della Sostanza Nera (SN) (calcolo<br />
del volume), quantificazione del deposito di ferro, ricostruzione delle<br />
fibre assonali nigro-striatali;<br />
– livello sottocorticale, quantificazione del deposito di ferro a livello dei<br />
nuclei pallido, putamen, caudato, ricostruzione delle fibre striato-talamo-corticali;<br />
– livello corticale, quantificazione della superficie corticale, valutazione<br />
del pattern di attivazione del circuito motorio cortico-sottocorticale.<br />
Attività previste<br />
Nel presente studio verranno arruolati 100 pazienti affetti da gravi cerebrolesioni<br />
acquisite traumatiche e non, fermo restando eventuali ampliamenti del<br />
numero di pazienti da reclutare in base al potere statistico che i risultati preliminari<br />
potranno fornire con il numero di pazienti originariamente stabilito.<br />
I pazienti verranno sottoposti all’atto dell’arruolamento ad esame di RM<br />
su apparecchiatura da 3T, presso il nostro Istituto e prevede l’esecuzione di un<br />
protocollo standard e l’applicazione delle tecniche di RM avanzate.<br />
Saranno inclusi pazienti con grave cerebrolesione acquisita traumatica e<br />
non, definita in base alla diagnosi di coma in fase acuta, con Glasgow Coma<br />
Scale – GCS uguale o inferiore a 8 (GCS≤8) e durata del coma di almeno 6 ore<br />
[Jennett B et al. (1979) Neurosurgery 4: 283-288]. I pazienti saranno monito-<br />
2009 521
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
rati nel tempo con controlli RM con apparecchiatura ad alto campo prima e<br />
dopo terapia medica, chirurgica o riabilitativa in esame.<br />
G.3.15 – Nuova metodica di coregistrazione dei dati di diffusione<br />
in MRI (Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Tensore di diffusione, risonanza magnetica, sostanza bianca<br />
encefalica.<br />
Descrizione<br />
I parametri derivati dal tensore di diffusione, consentono di valutare con<br />
tecniche voxel-based la sofferenza della sostanza bianca nella patologia<br />
rispetto ai soggetti sani. Tuttavia, la precisa coregistrazione dei diversi soggetti<br />
è di estrema importanza per evitare numerosi falsi positivi. Verrà validata<br />
una nuova metodica di riallineamento dei dati del tensore che tenga<br />
conto della variabilità anatomica interindividuale.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Durante il corso dell’anno 2008 è stata terminata l’acquisizione del protocollo<br />
MRI sui soggetti sani. Le nuove metodiche di coregistrazione dei dati di<br />
diffusione con le immagini anatomiche hanno permesso di quantificare per<br />
ogni regione cerebrale indici quantitativi sensibili a diversi effetti dell’invecchiamento<br />
fisiologico. In particolare, è stato possibile utilizzare in modo combinato<br />
le informazioni relative alla mineralizzazione progressiva con l’età dei<br />
nuclei sottocorticali, le informazioni relative alla atrofia macroscopica della<br />
sostanza grigia, e le informazioni relative al danno ultra-strutturale a scale di<br />
lunghezza microscopiche. Tali informazioni hanno permesso di individuare le<br />
diverse caratteristiche peculiari della fisiologia dell’invecchiamento nei nuclei<br />
della sostanza grigia sottocorticale.<br />
Attività previste<br />
• Elaborazione dei dati.<br />
• Partecipazione congressi.<br />
• Scrittura articoli.<br />
G.3.16 – Plasticità del sistema nervoso centrale (SNC),<br />
dopo procedura neurochirurgica (cranioplastica)<br />
(Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Plasticità, cranioplastica, connettività, trattografia.<br />
522 2009
Descrizione<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
L’obiettivo principale dello studio è quello di valutare i cambiamenti plastici<br />
della connettività del SNC dopo la cranioplastica, per mezzo di Risonanza<br />
Magnetica (RM) mediante trattografia. Tutti i soggetti sottoposti a cranioplastica<br />
saranno esaminati, prima e dopo trattamento neurochirurgico,<br />
attraverso scale cliniche neurologiche, un’estesa batteria di test neuropsicologici<br />
e trattografia (RM).<br />
L’obiettivo secondario è la valutazione della predittività del recupero neurologico,<br />
neuropsicologico e dell’outcome finale con Trattografia in RM funzionale.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Al momento attuale abbiamo l’acquisizione dei dati completi di 2<br />
pazienti di età rispettivamente di 26 e di 58 anni. Il primo affetto da grave<br />
trauma cranio-encefalico (TCE) e il secondo da emorragia subaracnoidea<br />
con diagnosi di grave cerebrolesione acquisita (GCA) (Glasgow Coma Scale<br />
– GCS [Jennett, Teasdale 1981] ≤8). Tutti i soggetti sottoposti a cranioplastica<br />
saranno esaminati, prima e dopo trattamento neurochirurgico, attraverso<br />
scale cliniche neurologiche, un’estesa batteria di test neuropsicologici<br />
e trattografia (RM).<br />
Attività previste<br />
Saranno arruolati ulteriori pazienti con grave trauma cranio encefalico<br />
(TCE) o emorragia subaracnoidea con diagnosi di GCA≤8. Tutti i soggetti<br />
inclusi saranno valutati attraverso le seguenti scale: Rivermead Motor Scale<br />
[Wilson et al. 1985]; Barthel Index [Shah et al. 1989] e la scala di Ashworth, in<br />
caso di spasticità, prima e dopo trattamento neurochirurgico.<br />
La valutazione dei deficit neuropsicologici sarà effettuata mediante la<br />
seguente batteria di test (prima e dopo trattamento neurochirurgico):<br />
• Orientamento spazio-temporale [Spinnler and Tognoni 1987].<br />
• Memoria: Digit span (diretto e inverso) [Orsini 2003]; Corsi span<br />
[Orsini et al. 1987]; Test d’apprendimento uditivo-verbale mediante le Parole<br />
di Rey [Rey 1958; Carlesimo et al. 1996]; Memoria di prosa [Novelli et al.<br />
1986]; Ragionamento logico visuo-spaziale matrici progressive di Raven (colorate)<br />
[Raven 1954; Basso et al. 1987].<br />
• Funzioni Esecutive: Wisconsin card sorting test (WCST) [Heaton et al.<br />
1993, 2000]; Torre di Londra (ToL) [Krikorian et al. 1994]; Test di Fluenza<br />
Verbale [Novelli et al. 1986].<br />
• Attenzione: Test dell’attenzione computerizzato [Zimmerman e Fimm 1992].<br />
• Neglect [Diller et al. 1974].<br />
• Denominazione: Test di denominazione (B.A.D.A) [Miceli et al. 1995].<br />
• Comprensione verbale: Token test [De Renzi e Vignolo 1962].<br />
2009 523
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
– Basso A, Capitani E, Laiacona M (1987) Functional Neurology 2: 189-194. Würselen:<br />
Psytest.<br />
– Carlesimo GA, Caltagirone C, Gainotti G, Fadda L, Gallassi R, Lorusso S, Marfia G,<br />
Marra C, Nocentini U, Parnetti L (1996) European Neurology 36: 378-384.<br />
– De Renzi E, Vignolo LA (1962) Brain 85: 556-678.<br />
– Diller L, Weinberg J, Piasetsky E, RuchdeschelHibbard M, Egelko S, Scotzin M,<br />
Commotakis J, Gordon W (1974) Methods for the evaluation and treatment of the<br />
visual perceptual difficulties of right brain damaged individuals. New York: University<br />
Medical Centre, Supplement of the 8th Annual Workshop for Rehabilitation Professionals.<br />
– Heaton RK, Chelune GJ, Talley JL, Kay GG, Curtiss G (1993) Wisconsin Card Sorting<br />
Test. Florida: Psychological Assessment Resources, Inc.<br />
– Heaton RK, Chelune GJ, Talley JL, Kay GG, Curtiss G (2000) WCST: Wisconsin Card<br />
Sorting Test. Forma completa revisionata. Adattamento italiano a cura di Hardoy<br />
MC, Carta MG, Hardoy MJ, Cabras PL. Ed. It. OS Organizzazioni Speciali. Firenze.<br />
– Jennett B, Teasdale G (1981) Management of Head Injuries. Davis FA (ed.) Philadelphia.<br />
– Krikorian R, Bartok J, Gay N (1994) Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology<br />
16(6): 840-850.<br />
– Miceli G, Laudanna G, Burani C, Capasso R (1995) B.A.D.A., Batteria per l’analisi<br />
dei deficit afasici. Roma: CEPSAG Ed., Università Cattolica del Sacro Cuore.<br />
– Novelli G, Papagno C, Capitani E, Laiacona M, Vallar G, Cappa SF (1986) Archivio<br />
di Psicologia, Neurologia e Psichiatria 47: 477-506.<br />
– Orsini A (2003) Bollettino di psicologia applicata 239: 73-77.<br />
– Orsini A, Grossi D, Capitani E, Laiacona M, Papagno C, Vallar G (1987) Italian<br />
Journal of Neurological Sciences 8: 539-548.<br />
– Raven JC (1954) Progressive matrices. Etablissements d’applications psychothecniques.<br />
Ed. It: OS Organizzazioni Speciali. Firenze.<br />
– Rey A. (1958) Mémorisation d’une série de 15 mots en 5 répétitions. In Rey A (ed.)<br />
L’ examen clinique en psychologies. Presses Universitaires des France, Paris.<br />
– Shah S, Vanclay F, Cooper B (1989) J Clin Epidemiol 42(8): 703-709.<br />
– Spinnler H, Tognoni G. (1987) Standardizzazione e taratura italiana di test neuropsicologici.<br />
The Italian Journal of Neurological Sciences 6(8).<br />
– Zimmerman P, Fimm B (1992) Test Batterie zur Aufmerksamkeitsprüfung (TAP).<br />
G.3.17 – Protocollo di studio per la valutazione dell’efficacia<br />
della terapia di stimolazione a microcorrente (MET)<br />
nel trattamento del dolore cronico (Vincenzo Vinicola)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Microelettroterapia, TENS, scale di valutazione.<br />
Descrizione<br />
Obiettivo dello studio è valutare l’effetto antalgico della Microelettroterapia<br />
(MET-Ausilio approvato dalla CEE) (www.kfhealth.com) nel dolore cronico<br />
versus TENS in cross-over su 10 soggetti neurologici e 10 reumatologici<br />
524 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
di ambedue i sessi, di età compresa tra 18 e 75 anni, avvalendosi di un algometro<br />
analogico per la valutazione dei trigger points, utilizzando la scala VAS<br />
per il dolore e le scale di valutazione dell’ansia e depressione elaborate da<br />
Zung (SAS, SDS). La durata del trattamento è di 4 settimane con follow up<br />
settimanale e a un mese dall’interruzione del trattamento.<br />
Attività previste<br />
La durata del trattamento per ciascuno dei 20 soggetti arruolati è di 4 settimane<br />
(5 sedute giornaliere a settimana per un totale di 20 sedute, 10 con<br />
TENS e 10 con MET) con follow up settimanale e a un mese dall’interruzione<br />
del trattamento.<br />
G.3.18 – Studio di Risonanza Magnetica funzionale nel corso<br />
della decisione di atterraggio aereo: un modello di studio<br />
delle funzioni esecutive trasferibile alla patologia degenerativa<br />
del sistema nervoso centrale (Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Risonanza magnetica funzionale, presa di decisione, atterraggio<br />
aereo.<br />
Altri Enti coinvolti: INSERM: Unità 825 (Tolosa, Francia).<br />
Descrizione<br />
Questo progetto di ricerca, nasce dalla collaborazione scientifica della<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> con INSERM (Institut National de la Santé Et de la<br />
Recherche Médicale) e l’ISAE (Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace).<br />
L’idea centrale dello studio, che è tratta da una situazione reale nel<br />
campo dell’aeronautica, è di riprodurre all’interno dello scanner di risonanza<br />
magnetica, mediante l’utilizzo di uno strumento dedicato, la condizione di<br />
decisione di atterraggio aereo.<br />
Lo scopo di questo studio è di identificare, mediante l’utilizzo della risonanza<br />
magnetica funzionale (fMRI), le aree ed i circuiti cerebrali coinvolti<br />
nella presa di decisione di atterraggio aereo. Nel corso della prova, sarà inoltre<br />
valutata l’influenza di due principali fattori, riportati in letteratura, quali la<br />
valutazione del rischio e la pressione economica, nella presa di decisione da<br />
parte del pilota.<br />
Mettere a disposizione degli enti di vigilanza e controllo del traffico aereo<br />
dei dati oggettivi sull’influenza esercitata dai fattori sopra-riportati, sulla decisione<br />
di atterraggio, rappresenta un obiettivo di notevole rilevanza nel futuro<br />
della sicurezza aerea.<br />
Attività previste<br />
Lo studio prevede l’inclusione di 30 soggetti volontari sani, di età compresa<br />
tra 20 e 40 anni, di sesso maschile, destrimani, con anamnesi negativa<br />
2009 525
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
per malattie neurologiche e psichiatriche. L’esame di risonanza magnetica<br />
funzionale sarà effettuato mediante l’apparecchio Allegra (3T) (Siemens) localizzato<br />
nel contesto del dipartimento di Radiologia.<br />
G.3.19 – Studio Prospettico Randomizzato. Il trattamento dei pazienti<br />
in stato vegetativo (SV) e di minima coscienza (MCS)<br />
mediante impianto stereotassico di elettrostimolatori<br />
cerebrali di profondità (DBS) (Rita Formisano)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Stimolazione cerebrale profonda, Stato Vegetativo, Stato di<br />
Minima Coscienza.<br />
Altri Enti coinvolti: Neurochirurgia di Padova; Neurochirurgia di Verona;<br />
Dipartimento di Neurochirurgia Ospedale di Borgo Trento; “ Negrar ” di<br />
Verona; Centro Neurolesi di Messina.<br />
Descrizione<br />
Obiettivo dello studio è la verifica dell’efficacia della Deep Brain Stimulation<br />
(DBS) in pazienti con Stato Vegetativo (SV) e Stato di Minima Coscienza<br />
(SMC). Verranno arruolati pazienti con un intervallo minimo di un anno dall’evento<br />
per escludere eventuale recupero spontaneo. I pazienti arruolati<br />
saranno valutati mediante scale di valutazione specifiche come la Glasgow<br />
Outcome Scale-Extended (GOS-E), la Disability Rating Scale (DRS), la Levels<br />
of Cognitive Functioning (LCF) e la Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R).<br />
Un gruppo di pazienti con stessa diagnosi sarà valutato e trattato con terapie<br />
convenzionali agli stessi tempi e con le stesse scale, come gruppo di controllo.<br />
Attività previste<br />
Il presente studio prospettico-randomizzato – a due braccia di analisi – si<br />
articola in quattro fasi, con una durata complessiva prevista in un triennio, ed<br />
un programma di reclutamento annuale di circa 4-5 pazienti per Centro per un<br />
totale complessivo di 20-25 pazienti (10-12 operati vs altrettanti non operati).<br />
La tecnologia e le strumentazioni necessarie per il monitoraggio preliminare,<br />
l’intervento chirurgico, le valutazioni successive, sono già in possesso<br />
del Dipartimento di Neurochirurgia dell’Ospedale di Borgo Trento (Neurologia<br />
e Neurochirurgia, Neuroradiologia e Neurorianimazione) e vengono routinariamente<br />
utilizzati per il trattamento dei disturbi del movimento.<br />
Lo studio proposto non viene sponsorizzato. Il dipartimento di Neurochirurgia<br />
di Borgo-Trento dispone già dell’approvazione da parte del Comitato<br />
Etico. Il ruolo della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> sarà quello di informare le famiglie<br />
e i rappresentati legali dei pazienti in SV e SMC cronico della disponibilità<br />
di questo innovativo approccio terapeutico, che ha già dimostrato risultati<br />
interessanti nella recente letteratura internazionale sui disturbi prolungati di<br />
coscienza [Shiff 2007]. Parallelamente presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> ver-<br />
526 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
ranno arruolati pazienti in SV e in SMC cronico, che saranno trattati con<br />
terapie convenzionali e valutati nel tempo come gruppo di controllo.<br />
G.3.20 – Sviluppo di tecniche di trattografia second tensor<br />
(Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Trattografia, tensore di diffusione, risonanza magnetica.<br />
Descrizione<br />
I dati ottenuti tramite tensore di diffusione consentono di ricostruire in<br />
vivo i fasci di sostanza bianca. Le attuali metodiche prevedono una modellizzazione<br />
a singolo tensore che propone una rappresentazione molto cruda<br />
della realtà anatomica. Verrà validato un nuovo algoritmo di trattografia, che<br />
fa uso di tutte le informazioni potenzialmente disponibili nell’acquisizione<br />
DTI ed in particolare del secondo tensore.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Durante il corso dell’anno 2008 è stata terminata l’acquisizione del protocollo<br />
MRI sui soggetti sani. Le nuove tecniche di trattografia hanno permesso<br />
di segmentare in modo completamente automatico 46 diversi fasci della<br />
sostanza bianca a livello del singolo soggetto. Tale metodologia ha permesso<br />
di evidenziare le differenti caratteristiche di mielinizzazione dei diversi fasci,<br />
aprendo la possibilità ad una metodica per valutare l’integrità strutturale del<br />
tessuto nelle patologie demielinizzanti.<br />
Attività previste<br />
• Elaborazione dei dati.<br />
• Partecipazione congressi.<br />
• Scrittura articoli.<br />
G.3.21 – Sviluppo di un dispositivo per la quantificazione del tremore<br />
e dei movimenti involontari (Marco Iosa)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Tremor, accelerometry, movement analysis, rehabilitation.<br />
Altri Enti coinvolti: Sensorize s.r.l.<br />
Descrizione<br />
Scopo di questo studio è lo sviluppo di un dispositivo per quantificare il<br />
tremore alle estremità degli arti superiori. Il dispositivo consisterà in un<br />
opportuno strumento di misura basato sull’acquisizione integrata di segnali di<br />
2009 527
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
accelerazione tridimensionali e segnali video, in un opportuno protocollo sperimentale,<br />
in un metodo per l’elaborazione dei dati, nonché nelle procedure di<br />
interpretazione dei risultati.<br />
Saranno reclutati 6 pazienti che presentano tremore all’estremità degli<br />
arti superiori e 6 soggetti sani di controllo.<br />
Attività previste<br />
• Sviluppo del dispositivo e relativo metodo.<br />
• Validazione e confronto con scale psicometriche attualmente in uso.<br />
• Analisi strumentata del tremore nei soggetti.<br />
• Eventuale brevetto per il suddetto dispositivo.<br />
G.3.22 – Trattamento delle fratture vertebrali con tecniche microinvasive<br />
(VeFract). Studio osservazionale (Vincenzo Vinicola)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 30<br />
Parole chiave: Cifoplastica, vertebroplastica, osteoporosi.<br />
Altri Enti coinvolti: Ospedale Sant’Andrea Università La Sapienza, Roma.<br />
Complessivamente 20 centri di Strutture universitarie e ospedaliere.<br />
Descrizione<br />
Il trattamento con vertebro o cifoplastica nel soggetto osteoporotico con<br />
frattura vertebrale sintomatica è spesso risolutivo sia per il dolore che per la<br />
stabilizzazione della vertebra. Vi sono però dati contrastanti in letteratura<br />
sulla frequente comparsa di nuove fratture in vertebre adiacenti a quelle trattate<br />
con tale metodica. L’etiologia di questo evento viene imputata in parte<br />
allo stress subito dalla vertebra sotto o sovrastante il soma trattato in virtù<br />
della ridotta elasticità vertebrale che la cementazione comporta, in parte alla<br />
assenza o inadeguatezza della terapia farmacologica cui il paziente viene sottoposto<br />
nel post-intervento, in parte ad una serie di fattori di rischio fratturativo<br />
caratteristici della malattia osteoporotica.<br />
Lo studio è di tipo longitudinale su 600 pazienti (entrambi i sessi con età<br />
>60 aa) sottoposti a vertebro o cifoplastica per frattura vertebrale sintomatica<br />
da osteoporosi a cui verrà somministrata terapia con anabolizzante o antiriassorbitivo,<br />
secondo la nota 79 AIFA. Entrambi i gruppi saranno implementati<br />
con Calcio e Vit.D. Verrà inoltre applicato a ciascun paziente un protocollo<br />
riabilitativo che contempla facili esercizi da eseguire quotidianamente finalizzati<br />
al riallineamento posturale unitamente a norme di corretta igiene di vita.<br />
In modo retrospettivo verrà valutato un gruppo di controllo che erroneamente<br />
non è stato sottoposto a terapia medica specifica nel post-intervento.<br />
Ogni centro recluterà almeno 30 pazienti. End point primario è la valutazione<br />
della rifratturazione. End point secondari la risoluzione della sintomatologia<br />
dolorosa, la valutazione della qualità di vita, l’incremento della<br />
BMD, la sopravvivenza.<br />
528 2009
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Lo studio permetterà di verificare l’effettiva incidenza degli eventi fratturativi<br />
secondari all’intervento di cifo o vertebroplastica e la correlazione tra<br />
questi ultimi e le successive fratture incidenti, il ruolo preventivo dei due tipi<br />
di terapia farmacologica somministrati e l’outcome del paziente. Sarà possibile<br />
inoltre mettere a punto un protocollo riabilitativo/educativo da adottare<br />
in tale tipologia di soggetti in base alle esigenze rilevate e alla compliance<br />
dimostrata dai pazienti durante lo studio.<br />
Attività previste<br />
I soggetti arruolati verranno assegnati a 2 gruppi di trattamento. Per i<br />
primi 18 mesi il primo gruppo seguirà terapia con antiriassorbitivo, il<br />
secondo con anabolizzante. Nei 12 mesi successivi entrambi i gruppi saranno<br />
trattati con antiriassorbitivo. I 2 gruppi rappresentano l’uno il controllo dell’altro<br />
e un terzo gruppo di controllo sarà costituito da pazienti sottoposti a<br />
cifo o vertebroplastica senza trattamento successivo per almeno 2 anni reclutati<br />
in modo retrospettivo su database esistenti.<br />
Nella prima fase di reclutamento al paziente verrà sottoposto un questionario<br />
e compilata una scheda clinico-anamnestica. Alla visita di base e ai successivi<br />
follow-up (a 1, 6, 12, 18, 30 mesi) oltre alla visita medica verranno<br />
somministrate scale di valutazione (VNAS, MMSE, CIRS, QUALEFFO), un<br />
protocollo di esercizi e igiene di vita, richiesti Rx della colonna dorso-lombare,<br />
RMN dorso-lombare, MOC femorale e lombare, analisi di laboratorio<br />
specifiche.<br />
G.3.23 – Validazione di un dispositivo per la quantificazione<br />
del tremore (Marco Iosa)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Tremor, accelerometry, movement analysis, rehabilitation.<br />
Altri Enti coinvolti: Sensorize s.r.l.<br />
Descrizione<br />
Scopo di questo studio è lo sviluppo di un dispositivo per quantificare il<br />
tremore alle estremità degli arti superiori. Il dispositivo consisterà in un<br />
opportuno strumento di misura basato sull’acquisizione integrata di segnali di<br />
accelerazione tridimensionali e segnali video, in un opportuno protocollo sperimentale,<br />
in un metodo per l’elaborazione dei dati, nonché nelle procedure di<br />
interpretazione dei risultati. Il dispositivo sarà confrontato con scale di valutazione<br />
per i disturbi di coordinazione già pubblicati.<br />
Saranno reclutati 6 pazienti che presentano tremore all’estremità degli<br />
arti superiori e 6 soggetti sani di controllo.<br />
2009 529
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
Attività previste<br />
• Sviluppo del dispositivo e relativo metodo.<br />
• Analisi strumentata del tremore nei soggetti.<br />
• Eventuale brevetto per il suddetto dispositivo.<br />
G.3.24 – Valproato di sodio nel trattamento della cefalea cronica<br />
da abuso di farmaci sintomatici: uno studio randomizzato<br />
controllato (Maria Gabriella Buzzi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Cefalea indotta da farmaci, valproato di sodio, placebo.<br />
Altri Enti coinvolti: Ospedale <strong>Santa</strong> Maria della Misericordia, Perugia. Clinica<br />
Neurologica diretta. Complessivamente 15 centri.<br />
Descrizione<br />
La cefalea indotta da farmaci è un’entità di notevole impatto clinico per la<br />
considervole morbilità e disabilità associata. I pazienti cefalalgici con abuso<br />
di farmaci sintomatici talvolta presentano un comportamento di dipendenza<br />
farmacologica con tratti psichiatrici di tipo ossessivo-compulsivo per i farmaci<br />
usati nel trattamento acuto dell’attacco cefalalgico. Il valproato di sodio<br />
è riconosciuto efficace sia nel trattamento della mania e del disturbo bipolare<br />
anche nella fase depressiva, sia nel trattamento dell’emicrania episodica.<br />
Scopo dello studio multicentrico è verificare se il valproato di sodio, in due<br />
somministrazioni giornaliere (400x2 mg/die), sia più efficace del placebo nel<br />
trattamento di profilassi della cefalea da abuso di farmaci sintomatici dopo un<br />
regime di detossificazione di 6 giorni in cui vengono sospesi i farmaci abusati.<br />
Lo studio permetterà di verificare l’efficacia di una strategia combinata di<br />
detossificazione/monoterapia con un farmaco antiepilettico di riconosciuta<br />
efficacia nella patologia emicranica. Se tale strategia si rivelerà adeguata, essa<br />
offrirà un valido approccio per il trattamento della cefalea indotta da farmaci,<br />
con notevoli risvolti sul piano della disabilità del paziente e sui costi diretti ed<br />
indiretti della patologia.<br />
Attività previste<br />
I soggetti eleggibili saranno sottoposti ad un periodo di osservazione di 4<br />
settimane senza farmaco di profilassi e saranno sottoposti ad una valutazione<br />
delle caratteristiche della cefalea, ad un esame generale e neurologico e ad<br />
una valutazione neuropsicologica. Tutti i pazienti saranno sottoposti ad un<br />
periodo di 6 giorni di detossificazione ambulatoriale e saranno poi randomizzati<br />
alla somministrazione di valproato di sodio o placebo. Al termine del<br />
periodo di 12 settimane di trattamento con valproato di sodio o placebo, i<br />
pazienti saranno sottoposti nuovamente a valutazione clinica della disabilità e<br />
neuropsicologica.<br />
530 2009
G.3.25 – Valutazione del paziente affetto da Parkinsonismo<br />
post-traumatico mendiante scale cliniche e Risonanza Magnetica<br />
funzionale (RMf) prima e dopo terapia con L-Dopa<br />
(Rita Formisano, Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Pakinsonismo post-traumatico, L-Dopa, fRM.<br />
Descrizione<br />
Obiettivo dello studio è valutare il miglioramento del parkinsonismo posttraumatico<br />
mediante la somministrazione di scale cliniche quali la Unified<br />
Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS), prima e dopo trattamento con<br />
L-Dopa, e per mezzo della RM funzionale (RMf).<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Sono stati arruolati e acquisiti i dati di 6 pazienti. L’arruolamento dei<br />
pazienti proseguirà nel corso del 2009. I pazienti arruolati sono stati valutati<br />
attraverso la somministrazione della scala clinica (UPDRS), per la quantificazione<br />
della disabilità motoria e della perdita funzionale relativa al parkinsonismo<br />
post-traumatico, prima e dopo trattamento con Levodopa.<br />
I pazienti sono stati, inoltre, sottoposti a Risonanza Magnetica Funzionale<br />
prima e dopo terapia specifica, per valutare le eventuali aree cerebrali<br />
compromesse nel parkinsonismo post-traumatico e le possibili modificazioni<br />
funzionali, secondarie alla terapia con L-Dopa e alle eventuali modificazioni<br />
cliniche.<br />
Attività previste<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Saranno arruolati ulteriori 4 pazienti con Parkinsonismo post-traumatico<br />
per procedere ad una prima valutazione della responsività alla L-Dopa e delle<br />
possibili modificazioni alla RMf.<br />
G.3.26 – Valutazione di efficacia di due diversi protocolli riabilitativi<br />
respiratori nella broncopneumopatia cronica ostruttiva<br />
(BPCO) (Sergio Lubich)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Pulmonary rehabilitation, endurance, exercise training.<br />
Altri Enti coinvolti: Campus Biomedico (Cattedra Geriatria).<br />
Descrizione<br />
L’obiettivo del presente progetto è verificare in una popolazione di<br />
almeno 100 pazienti affetti da BPCO stabilizzata di grado lieve-moderato,<br />
2009 531
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
consecutivamente arruolati nell’ambulatorio di pneumologia della <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, se due differenti tipi di attività fisica adattata (endurance<br />
vs endurance+strength) abbiano diverso effetto sulla capacità di esercizio,<br />
espressa dalla distanza percorsa in 6’, e di identificare gli elementi predittivi<br />
di una risposta favorevole (variabili sociodemografiche, stato nutrizionale,<br />
introito alimentare, parametri sierologici indicativi di flogosi sistemica, parametri<br />
di funzionalità respiratoria, di funzione fisica e dello stato di salute percepito).<br />
Tali programmi non seguono protocolli specifici per la riabilitazione<br />
respiratoria, bensì sono protocolli di allenamento validati per l’attività<br />
fisica adattata (APA) e appaiono quindi facilmente applicabili in setting<br />
non specialistici. Ciò permetterebbe l’ampliamento del bacino di utenza<br />
dei pazienti affetti da BPCO che potrebbero beneficiare dell’attività fisica<br />
adattata, e offrirebbe una modalità di intervento complementare alla riabilitazione<br />
respiratoria ma più conveniente dal punto di vista dei costi<br />
sociali.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
L’arruolamento dei partecipanti (pazienti consecutivamente afferenti<br />
all’ambulatorio di pneumologia della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> con diagnosi<br />
di BPCO stadio GOLD 1-3) ha avuto inizio a partire dal mese di settembre<br />
2008.<br />
Ad oggi sono stati arruolati 33 pazienti. Tutti i 33 partecipanti sono<br />
attualmente impegnati nella Fase 2 (svolgimento del programma di allenamento<br />
presso l’U.O.1.).<br />
In particolare di questi partecipanti 20 hanno già completato la prima<br />
parte di allenamento (di attivazione muscolare, della durata di un mese, di<br />
intensità lieve, caratterizzata da una frequenza di cinque sedute a settimana)<br />
e sono attualmente impegnati nella seconda fase di allenamento, che consta<br />
nell’esecuzione di un protocollo di allenamento all’endurance o di allenamento<br />
all’endurance associato ad allenamento di resistenza alla forza, della<br />
durata di tre mesi, ad intensità moderata, con una frequenza di tre sedute settimanali.<br />
I restanti 13 partecipanti sono impegnati nel primo periodo di allenamento.<br />
Attività previste<br />
• Pazienti previsti da arruolare nel 2009: 70.<br />
G.3.27 – Valutazione funzionale e nutrizionale degli atleti praticanti<br />
minibasket in carrozzina; individuazione di test da campo<br />
per la valutazione delle abilità sport specifiche (Marco Traballesi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Test da campo, minibasket in carrozzina, disabilità.<br />
532 2009
Descrizione<br />
Gli studi presenti in letteratura circa il minibasket in carrozzina sono<br />
molto pochi e nessuno di questi ha affrontato il tema della valutazione delle<br />
abilità sport specifiche mediante l’utilizzo di test da campo. Questi ultimi<br />
sono diffusamente utilizzati per la valutazione dell’atleta praticante basket in<br />
carrozzina (adulti) e costituiscono un valido strumento, molto ben tollerato<br />
dall’atleta, per il monitoraggio del condizionamento fisico prodotto dall’allenamento<br />
durante la stagione agonistica.<br />
Lo scopo principale del presente studio è quello di valutare la ripetibilità<br />
e, in un secondo momento, l’affidabilità dei test da campo per le abilità sport<br />
specifiche negli atleti praticanti minibasket in carrozzina. Col fine di ottenere<br />
un quadro il più ampio possibile dell’atleta in questione verrà condotta una<br />
valutazione dello stato nutrizionale nonché delle abitudini alimentari di ciascun<br />
atleta. Quest’ultima valutazione costituisce non solo un’indagine conoscitiva,<br />
ma uno strumento per la sensibilizzazione e l’eventuale correzione<br />
delle abitudini alimentari degli atleti coinvolti.<br />
Attività previste nell’anno<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
• Sottoporre ai test gli atleti del minibasket in più fasi dell’attività sportiva.<br />
G.3.28 – Valutazione, tramite il Doppler transcranico funzionale (DTCf),<br />
dei cambiamenti della velocità del flusso sanguigno<br />
cerebrale durante compiti attentivi in pazienti<br />
con Trauma Cranio-Encefalico (TCE) (Rita Formisano)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: DTC, attenzione, TCE.<br />
Descrizione<br />
Il Trauma Cranio-Encefalico (TCE) causa, tra le sue conseguenze più<br />
comuni e disabilitanti, disturbi dell’attenzione e della concentrazione, comportando<br />
un rallentamento dei tempi di reazione e difficoltà in compiti di<br />
attenzione selettiva e divisa; il soggetto può mostrare, infatti, inerzia generalizzata,<br />
rallentamento ideo-motorio, facile distraibilità o difficoltà nello svolgimento<br />
di più compiti contemporaneamente.<br />
Il presente studio mira a valutare i cambiamenti dell’emodinamica cerebrale<br />
mediante Doppler Transcranico funzionale (DTCf) in 20 pazienti con<br />
disturbi di attenzione causati da TCE, monitorando la velocità media di flusso<br />
dell’arteria cerebrale media durante lo svolgimento di compiti attentivi<br />
(allerta tonica e fasica, attenzione selettiva e attenzione divisa), tramite l’utilizzo<br />
della batteria di test per l’esame dell’attenzione (TEA).<br />
Lo studio si propone di verificare le modificazioni in termini di velocità di<br />
flusso ematico cerebrale e di localizzazione durante lo svolgimento dei com-<br />
2009 533
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
piti attentivi, e di indagarne, tramite il confronto con i 20 soggetti sani di controllo,<br />
eventuali differenze; suggerendo inoltre che la metodica del DTCf può<br />
essere un buon approccio per la valutazione di pazienti con deficit nell’attenzione,<br />
non solo a livello diagnostico ma anche nell’ottica della strutturazione e<br />
del monitoraggio di eventuali protocolli riabilitativi.<br />
Attività previste<br />
Somministrazione della batteria di test TEA nei compiti di allerta tonica e<br />
allerta fasica, attenzione divisa e attenzione selettiva, durante la valutazione<br />
con il Doppler Transcranico funzionale (DTC) della velocità media del flusso<br />
sanguigno cerebrale.<br />
G.3.29 – Verifica dei fattori predittivi sull’outcome funzionale<br />
di persone adulte affette da amputazione d’arto inferiore<br />
(Marco Traballesi)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Amputees, outcome assessment, rehabilitation.<br />
Descrizione<br />
La determinazione di parametri che possono predire quale possa essere il<br />
risultato di un progetto riabilitativo è decisiva per la gestione delle risorse da<br />
utilizzare in tale progetto e per la programmazione del reinserimento sociale<br />
e familiare.<br />
Numerosi studi si sono interessati a tale argomento e più elementi sono<br />
stati identificati (età, presenza di patologie associate, punteggio di scale di<br />
disabilità e test funzionali al momento del ricovero). In particolare è stata di<br />
recente proposta una scala di valutazione denominata Amputee Mobility Predictor<br />
(AMP). La AMP prevede 21 item a difficoltà crescente somministrabili<br />
sia a soggetti forniti di protesi sia non protesizzati. Essa indaga la capacità di<br />
controllo del tronco, l’equilibrio, la capacità di alzarsi, camminare e utilizzare<br />
le scale con e senza protesi. Gli autori prevedono circa 15 minuti di tempo<br />
necessari per la somministrazione; in un nostro studio pilota abbiamo invece<br />
registrato circa 18 minuti. Gli autori della AMP hanno riscontrato che tale<br />
misura possiede una buona affidabilità e validità anche se la capacità predittiva<br />
è stata testata solo sul “ 6 minute walking test ” ovvero sulla distanza percorsa<br />
camminando e non su compiti più complessi.<br />
Obiettivo primario: – valutare la potenza predittiva dell’AMP nella nostra<br />
popolazione di soggetti amputati d’arto inferiore (transtibiali, transfemorali).<br />
Obiettivi secondari: – valutare se la AMP possiede una capacità predittiva<br />
anche sulla abilità motoria con la protesi (in tal caso utilizzeremo la Locomotor<br />
Capability Index-5, 2min. walking test ed il Timed up and go test);<br />
534 2009
– valutare se la AMP possiede una capacità predittiva anche sulle ADL<br />
(correlazione con il Barthel Index);<br />
– valutare se test o scale di più rapida somministrazione e/o parametri<br />
clinico/morfologici abbiano la stessa potenza predittiva della AMP (Barthel<br />
Index, capacità di mantenimento della posizione eretta sull’arto superstite,<br />
età, patologie associate, tempo intercorso dall’amputazione).<br />
– Brooks D, Hunter JP, Parsons J, Livsey E, Quirt J, Devlin M (2002) Arch Phys Med<br />
Rehabil 83(11): 1562-1565.<br />
– Franchignoni F, Orlandini D, Ferriero G, Moscato TA (2004) Arch Phys Med Rehabil<br />
85(5): 743-748.<br />
– Gailey RS et al. (2002) Arch Phys Med Rehabil 83: 13-627.<br />
– Mahoney F, Barthel DW (1965) Maryl S Med J Rehabil 14: 61-65.<br />
– Podsiadlo D, Richardson S (1991) J Am Geriatr Soc 39(2): 142-148.<br />
– Shoppen T et al. (2003) Arch Phys Med Rehabil 84: 803-811.<br />
– Traballesi M, Brunelli S, Pratesi L, Pulcini M, Paolucci S (1998) Dis Rehab 20: 380-<br />
384.<br />
Attività previste<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Presso la <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>:<br />
• Arruolamento dei pazienti amputati d’arto inferiore ricoverati nell’U.O.<br />
D della <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
• Valutazione dei parametri anamnestici, clinici e morfologici.<br />
• Valutazione funzionale al ricovero (AMP, Barthel Index, 1-leg balance).<br />
• Valutazione alla dimissione (AMP, Barthel Index, Timed up and go test,<br />
2 minute walking test, LCI).<br />
2009 535
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.4 – FATTORI PROGNOSTICI E NUOVE TECNICHE NELLA RIABILITAZIONE<br />
DELLE DISABILITÀ INFANTILI<br />
G.4.1 – Utilizzo della scala di Melbourne come strumento di verifica<br />
dell’apprendimento motorio in bambini affetti da postumi<br />
di paralisi cerebrale trattati con bendaggio funzionale<br />
(Daniela Morelli)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 48<br />
Parole chiave: Scala Melbourne, PCI, Bendaggio Funzionale.<br />
Descrizione<br />
Gli obiettivi principali del progetto sono:<br />
– la valutazione degli effetti a breve e medio termine del Bendaggio Funzionale<br />
all’arto superiore;<br />
– scala di Melbourne come strumento di verifica dell’apprendimento<br />
motorio.<br />
Il Bendaggio Funzionale (BF) è un bendaggio elastico adesivo che ha la<br />
caratteristica di determinare una contenzione meccanica mantenendo la conservazione<br />
del movimento. Il bendaggio funzionale viene applicato presso il<br />
Reparto di Neuroriabilitazione Infantile dell’IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
ai bambini affetti da emiplegia da PCI già dai primi mesi di vita, con l’obiettivo<br />
di limitare il rischio di esclusione dell’arto superiore paretico, inibire<br />
schemi di movimento patologici e facilitare i movimenti bimanuali nelle attività<br />
al di fuori del setting riabilitativo. Va però verificato il ruolo del bendaggio<br />
funzionale come meccanismo di facilitazione nell’apprendimento di nuove<br />
abilità o perfezionamento di funzioni già apprese.<br />
Per meglio definire i risultati abbiamo proposto l’utilizzo di una scala<br />
standardizzata che potesse essere in grado di registrare i miglioramenti riferiti<br />
dall’equipe riabilitativa. Fra le scale disponibili in letteratura abbiamo<br />
scelto la scala Melbourne perché più sensibile ai cambiamenti qualitativi. L’ipotesi<br />
è quindi di verificare lo strumento.<br />
L’obiettivo di questa ricerca è volto a verificare la sensibilità dello strumento<br />
scelto ai cambiamenti indotti dall’applicazione del bendaggio funzionale<br />
all’arto superiore in bambini affetti da emisindrome.<br />
Materiali e Metodi – La scala di Melbourne, nata nel 1990 dalla collaborazione<br />
del Dipartimento di Terapia Occupazionale, il Dipartimento di Medicina Dello<br />
Sviluppo e dall’Ospedale Royal Children della città di Melbourne in Australia,<br />
consta di sedici items che valutano diverse abilità proprie dell’arto superiore,<br />
e si avvale a sua volta di un sottosistema di items, per un totale di 37, che considerano<br />
i vari aspetti di una singola abilità; ogni item a seconda del grado di<br />
abilità possiede un punteggio; il punteggio complessivo della scala è espresso<br />
in percentuale [Randall M, Chondross P (2001) Dev Med Child Neurol 43: 761-<br />
536 2009
767; Taylor H (2003) Dev Med Child Neurol 45: 92-96]. L’esistenza nella scala<br />
di numerosi subitems, rende questa sensibile anche a minimi cambiamenti<br />
della funzionalità dell’arto superiore.<br />
Il bendaggio è stato confezionato utilizzando: il salvapelle sia per evitare<br />
il contatto diretto con la sostanza collante sia per meglio distribuire la pressione<br />
dei tiranti, bende monoelastiche adesive di supporto, bende elastiche<br />
adesive a memoria variabile (fino al 50% elastiche, dopo con isteresi) oppure<br />
bende anelastiche adesive. Il bendaggio è stato confezionato ogni settimana e<br />
mantenuto in sede per 5 giorni, dopo i quali è stato rimosso dai genitori dei<br />
pazienti. In questo modo il paziente è rimasto libero dal bendaggio per un<br />
giorno prima che venisse rivalutato ed effettuato un nuovo bendaggio. Sono<br />
state adottate differenti metodiche di bendaggio funzionale, in base alle specifiche<br />
esigenze terapeutiche di ogni bambino.<br />
Verranno arruolati bambini affetti da emiplegia congenita, di età compresa<br />
tra i 12 mesi e gli 8 anni, con una RMN positiva. Il protocollo di valutazione<br />
prevede: la valutazione clinica e neuropsicologica mediante test specifici<br />
(Griffiths, Leiter, Wisc-r) prima dell’inserimento nel protocollo per rispettare<br />
i criteri di inclusione, la somministrazione delle scale di valutazione GMF<br />
e Melbourne all’inizio e ogni 6 mesi per 24 mesi.<br />
La scala Melbourne sarà somministrata: ad un tempo 0 senza bendaggio,<br />
con il bendaggio funzionale a breve distanza dalla prima valutazione e poi<br />
ogni 6 mesi senza bendaggio. L’obiettivo è verificare la sensibilità della scala<br />
ai cambiamenti indotti dall’applicazione del bendaggio funzionale.<br />
In conformità alle direttive indicate dal manuale della scala Melbourne<br />
ogni valutazione sarà registrata da una telecamera.<br />
Criteri di Inclusione /Esclusione – Saranno selezionati tutti i bambini afferenti<br />
al servizio di Neuroriabilitazione infantile che hanno una diagnosi di emiplegia<br />
congenita da PCI e che sono trattati, o per i quali è previsto un trattamento<br />
con bendaggio funzionale all’arto superiore.<br />
Poiché la scala scelta per il monitoraggio del cambiamento richiede adeguate<br />
capacità intellettive, saranno esclusi tutti i bambini di età inferiore ai 12<br />
mesi e quelli che alla valutazione cognitiva presentano ritardi gravi e<br />
profondi.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
La scala di valutazione Melbourne si è rilevata di semplice esecuzione ma<br />
di elevata utilità nella valutazione delle prestazioni dell’arto superiore nel<br />
bambino, è risultata quindi idonea alla registrazione dei cambiamenti indotti<br />
dal bendaggio funzionale.<br />
Attività previste<br />
Si prevede nel 2009 di completare l’arruolamento.<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
2009 537
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.4.2 – Valutazione degli effetti del bendaggio funzionale<br />
sulla propriocezione nei bambini<br />
con paralisi cerebrale infantile (Marco Iosa)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Cerebral palsy, functional taping, proprioception, body schema,<br />
rehabilitation.<br />
Descrizione<br />
I bambini verranno sottoposti a un set di esperimenti, sia con bendaggio<br />
in sede che non, consistenti in:<br />
– giudicare la naturalezza di un movimento mostrato su un monitor;<br />
– replicare un movimento mostrato su un monitor senza poter vedere<br />
l’arto interessato;<br />
– mantenere la postura su una tavola di Freeman ad occhi aperti e ad<br />
occhi chiusi;<br />
– raggiungere un target collocato nello spazio peri-personale ad occhi<br />
aperti e ad occhi chiusi;<br />
– raggiungere un target collocato nello spazio extra-personale ad occhi<br />
aperti e ad occhi chiusi.<br />
Scopo dello studio è la valutazione e la comprensione degli effetti del<br />
bendaggio funzionale sulla propriocezione dei bambini con paralisi cerebrale.<br />
Saranno reclutati 10 bambini affetti da esiti di paralisi cerebrale e 10<br />
bambini sani di controllo.<br />
Attività previste<br />
• Terapia mediante bendaggio funzionale.<br />
• Valutazione di prestazione motoria.<br />
G.4.3 – Valutazione di bambini emiplegici e diplegici<br />
trattati con bendaggio funzionale (Daniela Morelli)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Bendaggio Funzionale, emiplegia infantile, valutazione del<br />
cammino.<br />
Altri Enti coinvolti: IUSM di Roma.<br />
Descrizione<br />
Gli obiettivi principali del progetto sono: (a) la valutazione degli effetti a<br />
breve e medio termine del bendaggio funzionale; (b) l’individuazione di un<br />
538 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
insieme di indici quantitativi in grado di fornire un supporto per la scelta del<br />
tipo di bendaggio da eseguire.<br />
All’inizio e alla fine del trattamento, verrà effettuata anche una valutazione<br />
di tipo globale della severità della patologia, tramite la Gross Motor<br />
Function Scale.<br />
Ciascun bambino verrà trattato con il bendaggio una volta a settimana e<br />
con la stessa cadenza verrà effettuata anche la valutazione del cammino.<br />
Quest’ultima, in particolare, verrà ripetuta due volte nel corso di ciascuna<br />
seduta, una pre- e una post-bendaggio (lasciando tra le due valutazioni il<br />
tempo necessario al bambino per prendere confidenza con il bendaggio).<br />
Descrizione del protocollo di valutazione del cammino – Si chiederà al<br />
bambino di camminare a piedi scalzi (quanto più possibile in linea retta e a<br />
velocità costante) lungo un percorso di 10 m e verranno effettuate le seguenti<br />
misure:<br />
– conteggio del numero di passi e misura del tempo impiegato per percorrere<br />
10 m (da cui il calcolo della velocità media);<br />
– analisi della cinematica del passo registrato tramite un video nella<br />
parte centrale del percorso e valutazione tramite la Physician Rating Scale<br />
(PRS) [Dickens et al. 2006].<br />
La telecamera dovrà essere posizionata lateralmente al percorso con il<br />
piano immagine coincidente con il piano sagittale del soggetto e in modo tale<br />
da riprendere almeno tre passi (all’incirca al centro dell’intero percorso). Il<br />
bambino dovrà camminare lungo il percorso tenendo il lato plegico verso la<br />
telecamera.<br />
Caratteristiche del Bendaggio Funzionale – Il bendaggio funzionale è un bendaggio<br />
elastico adesivo che ha la caratteristica di determinare una contenzione<br />
meccanica mantenendo la conservazione del movimento. L’obiettivo principale<br />
del bendaggio funzionale nel bambino è quello di contrastare lo squilibrio<br />
muscolare allo scopo di educare-riequilibrare gli schemi di movimento. Il bendaggio<br />
funzionale nel bambino agisce nei seguenti modi:<br />
– corregge gli schemi patologici di movimento conseguenti agli squilibri<br />
muscolari;<br />
– inibisce gli schemi patologici di movimento;<br />
– inibisce un movimento involontario all’interno di uno schema patologico;<br />
– guida il movimento corretto in presenza di squilibri muscolari;<br />
– effettua una correzione dinamica attiva;<br />
– facilita il controllo motorio e l’organizzazione motoria;<br />
– limita i gradi di libertà di un’articolazione, semplificando così il controllo<br />
motorio e facilitando perciò l’apprendimento del corretto schema di<br />
movimento;<br />
– mantiene l’articolazione in posizione funzionale, sostituendo con<br />
tiranti di cerotto l’azione dei muscoli ipofunzionanti, evitando in questo modo<br />
il loro allungamento;<br />
– promuove la funzione;<br />
2009 539
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
– concorre a contrastare l’accorciamento dei tessuti molli e a prevenire<br />
retrazioni legamentose e muscolo-tendinee;<br />
– contribuisce a mantenere il corretto allineamento delle strutture articolari;<br />
– concorre a correggere le posture anomale;<br />
– è uno stimolo esterocettivo in quanto la trazione sullo strato superficiale<br />
della pelle produce stimoli tattili ed i recettori cutanei stimolano la funzione<br />
motoria.<br />
Il bendaggio può essere tenuto fino a 5-6 giorni consecutivi ma, una volta<br />
tolto, è necessario far riposare la pelle almeno un giorno prima della successiva<br />
applicazione.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Al momento la casistica è composta da 10 bambini affetti da emiplegia<br />
congenita trattati con bendaggio funzionale all’arto inferiore, in aggiunta al<br />
trattamento di fisioterapia tradizionale, per un periodo di 30 settimane e trattati<br />
solo con il trattamento tradizionale senza bendaggio funzionale per altre<br />
30 settimane. Il protocollo del bendaggio ha previsto una applicazione settimanale<br />
mantenuta in sede per 6 giorni, dopo i quali il bendaggio veniva<br />
rimosso dai genitori dei bambini. In questo modo il piccolo paziente rimaneva<br />
libero dal bendaggio per un giorno intero la settimana. Sono state adottate<br />
differenti metodiche di bendaggio funzionale, in base alle specifiche esigenze<br />
terapeutiche di ogni bambino.<br />
Le valutazioni comprendevano: valutazione del ROM, valutazione del tono<br />
mediante scala di Ashworth, scala di valutazione della forza del Medical<br />
Research Council, scala di valutazione delle funzioni Grosso Motorie GMF, e<br />
l’analisi del cammino (3DGA: 3-Dimensional Gait Analysis). Tale ultima valutazione<br />
è stata effettuata grazie alla collaborazione con il Dipartimento di Scienze<br />
del Movimento Umano e dello Sport dello IUSM di Roma e si è utilizzato un<br />
sistema stereofotogrammetrico a 9 camere (Vicon MX, fc=120 campioni/s) per<br />
ricostruire la posizione tridimensionale di 16 marcatori riflettenti posti sui<br />
punti di repere anatomici secondo il protocollo Plug-in-Gait [Davis RB et al.<br />
(1991) Hum Sci Mov 10: 575-587]. Attraverso tale analisi si è così stimata la<br />
cinematica articolare durante 5 prove di cammino effettuate prima del primo<br />
bendaggio e 5 dopo aver indossato il primo bendaggio. Tale prova aveva l’obiettivo<br />
di verificare gli effetti immediati dell’applicazione del bendaggio. Per verificare<br />
gli effetti a lungo termine tutte le prove sono state ripetute a distanza di 30<br />
settimane (fine terapia con bendaggio) e nuovamente a distanza di altre 30 settimane<br />
per verificare se tali effetti permanevano una volta interrotta la terapia.<br />
L’ipotesi testata è che il bendaggio faciliti l’acquisizione di schemi di<br />
movimento più armonici, meno influenzati dalla prevalenza di gruppi muscolari<br />
rispetto ad altri, migliori l’allineamento posturale e l’allungamento<br />
muscolare e che tali cambiamenti persistano nel tempo.<br />
Attività previste<br />
Nel corso del 2009 sarà completato l’arruolamento.<br />
540 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
G.5 – STUDI DI TIPO FISIOLOGICO/CLINICO APPLICATI<br />
ALLE VARIE PROBLEMATICHE RIABILITATIVE<br />
G.5.1 – Correlati neuro-anatomo funzionali della rappresentazione<br />
motoria nella malattia di Parkinson (Umberto Sabatini)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Rappresentazione dell’azione, malattia di Parkinson, Risonanza<br />
Magnetica funzionale.<br />
Descrizione<br />
L’obiettivo di questo lavoro è di studiare la rappresentazione mentale e la<br />
semantica dell’azione in pazienti affetti da malattia di Parkinson, mediante la<br />
tecnica di risonanza magnetica funzionale. Studi precedenti hanno mostrato<br />
che in pazienti affetti dalla malattia di Parkinson è presente una difficoltà nell’utilizzo<br />
dei verbi e che questo deficit è potenzialmente correlato alla gravità<br />
della malattia.<br />
Il protocollo prevede l’inclusione di 30 soggetti volontari sani e 30<br />
pazienti affetti dalla malattia di Parkinson idiopatico. L’esame di risonanza<br />
magnetica sarà effettuato su di un apparecchio ad alto campo (Allegra, 3T,<br />
Siemens). I due gruppi di soggetti inclusi nello studio effettueranno nel corso<br />
dell’esame di risonanza le seguenti prove: denominazione di oggetti; generazione<br />
di verbi d’azione.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
Sono stati inclusi nello studio 14 pazienti parkinsoniani e 12 soggetti<br />
volontari sani. I pazienti inclusi, che erano affetti dalla forma idiopatica, sono<br />
stati sottoposti a valutazione mediante scala di disabilità motoria (UPDRS) e<br />
cognitiva (MMSE). I pazienti ed i soggetti sani hanno effettuato lo studio di<br />
risonanza magnetica funzionale, dopo un breve periodo di apprendimento<br />
delle prove. Nella valutazione dei risultati, ottenuti nel corso dell’esame di<br />
risonanza magnetica funzionale, si è tenuto conto unicamente delle risposte<br />
corrette.<br />
I risultati ottenuti hanno mostrato, nel corso delle prove, una diversa<br />
distribuzione delle aree di attivazione cerebrali tra pazienti e controlli. In particolare,<br />
nei pazienti è stata messa in evidenza una correlazione tra deficit<br />
motorio e attività delle aree cerebrali rispettivamente localizzate a livello della<br />
corteccia pre e post-centrale bilateralmente, dell’opercolo frontale sinistro,<br />
della corteccia temporale superiore e supplementare motoria.<br />
Attività previste<br />
• Lo studio prevede l’inclusione di ulteriori pazienti e controlli, sino al<br />
raggiungimento del numero previsto.<br />
• Ulteriore analisi e redazione articolo.<br />
2009 541
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.5.2 – Determinazione del costo energetico della deambulazione<br />
in persone amputate di coscia protesizzate<br />
(Marco Traballesi)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Amputati d’arto inferiore, consumo di ossigeno, costo energetico,<br />
deambulazione.<br />
Descrizione<br />
Lo studio vuole approfondire le conoscenze sul costo energetico della<br />
deambulazione in pazienti amputati, per valutare se alcuni tipi di invasi possano<br />
migliorare l’efficienza funzionale dei pazienti.<br />
In pazienti amputati e protesizzati verrà calcolato il consumo energetico<br />
durante la deambulazione con un metabolimetro, e studiato lo schema<br />
del passo con Gait Analisys. Gli stessi pazienti indosseranno diversi invasi<br />
(Quadrangolare o CAT CAM e MAS). Sulla base dei dati si valuterà l’influenza<br />
dell’invasatura sull’efficienza del cammino al fine di ottenere il massimo<br />
rendimento funzionale per i pazienti. Ogni paziente verrà valutato<br />
mentre deambula in piano con protesi con invaso CAT-CAM o Quadrangolare<br />
e MAS.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
A tutt’oggi sono stati arruolati 5 soggetti. Di essi 2 hanno già completato<br />
tutte le valutazioni; 1 ha effettuato solo la prima valutazione ed ha abbandonato<br />
lo studio per problemi personali; 2 sono tuttora nella fase di valutazione.<br />
Tutti i soggetti sono stati sottoposti a valutazione antropometrica ed a test del<br />
cammino con rilevazione dei parametri cardiorespiratori.<br />
I risultati preliminari indicano che il costo energetico del cammino con<br />
l’invaso MAS è inferiore rispetto a quello determinato dagli invasi tradizionali,<br />
associato ad una maggiore velocità del cammino.<br />
Attività previste<br />
Nell’anno 2009 si prevede di arruolare altri 4-5 nuovi soggetti.<br />
G.5.3 – Studio delle pressioni tra il moncone di coscia<br />
e l’invaso della protesi (Marco Traballesi)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Amputazione arto inferiore, protesi, sensori, forze pressorie.<br />
Altri Enti coinvolti: ENEA (Dipartimento Tecnologie Fisiche e Nuovi Mate<br />
542 2009
Descrizione<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Nella realizzazione dell’invasatura verranno posti dei sensori di forza per<br />
determinare quali siano le pressioni che si vengono a determinare nell’interfaccia<br />
tra cute e parete interna dell’invaso in un soggetto amputato durante<br />
l’utilizzo dalla protesi.<br />
Saranno studiati soggetti amputati di coscia che sono già utilizzatori di<br />
protesi definitiva e che la usano correttamente più ore durante la giornata.<br />
Attività previste<br />
• Sono in atto analisi tecniche per l’individuazione e la messa a punto dei<br />
sensori di pressione all’interno dell’invasatura della protesi.<br />
• Agli attuali numerosi test di laboratorio dovrebbe seguire l’inizio dei<br />
test clinici.<br />
2009 543
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
G.6 – SVILUPPO DI PROTOCOLLI E LINEE GUIDA PER IL TRATTAMENTO<br />
RIABILITATIVO DELLE LESIONI MIDOLLARI<br />
E DELLE SINDROMI DA DANNO CEREBELLARE<br />
G.6.1 – Analisi cinematica della deambulazione di soggetti<br />
con lesioni midollari incomplete: confronto tra trattamento<br />
riabilitativo Fisiokinesiterapico, Idrokinesiterapico e Robotica<br />
(Marco Molinari)<br />
Anno d’inizio: 2009<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: SCI, riabilitazione, locomozione.<br />
Altri Enti coinvolti: IRCCS <strong>Fondazione</strong> Salvatore Maugeri (Pavia).<br />
Descrizione<br />
La fisiopatologia e le caratteristiche della deambulazione dei soggetti<br />
affetti da lesione incompleta del midollo spinale (SCI) sono da sempre oggetto<br />
di interesse in ambito neuroscientifico. Ciononostante, risultano pressoché<br />
assenti studi indirizzati alla valutazione e definizione del trattamento riabilitativo<br />
d’eccellenza finalizzato al recupero del pattern locomotorio in soggetti<br />
affetti da SCI.<br />
Considerando l’azione facilitante dell’acqua nel mantenimento della stazione<br />
eretta e le modificazioni che avvengono nel controllo posturale e nell’avanzamento<br />
di un corpo immerso in tale ambiente fisico, nasce l’interesse<br />
a capire come queste condizioni possano influenzare la deambulazione dei<br />
soggetti con SCI. Inoltre il sempre crescente utilizzo di apparecchiature tecnologiche<br />
sviluppate in funzione dello sgravio del peso corporeo e finalizzate<br />
al recupero della locomozione nei soggetti affetti da SCI ha evidenziato<br />
un possibile ripristino funzionale della stessa anche grazie alle suddette<br />
metodiche.<br />
Alla luce di queste evidenze si vuole effettuare uno studio osservazionale<br />
di comparazione delle performance locomotorie raggiunte nei soggetti con<br />
SCI (ASIA Impairment Scale di grado D, entrambi i sessi ed età compresa tra<br />
i 18 ed i 75 anni) in seguito a tre differenti approcci riabilitativi attualmente in<br />
uso presso la nostra struttura:<br />
– Riabilitazione fisiokinesiterapica: Il paziente viene sottoposto in associazione<br />
ad 1 trattamento di FKT della durata di 40 minuti, a training della<br />
locomozione in palestra con terapista dedicato per 40 minuti.<br />
– Riabilitazione idrokinesiterapica: Il paziente viene sottoposto, in associazione<br />
ad 1 trattamento di FKT della durata di 40 minuti, a training della<br />
locomozione in ambiente acquatico di 40 minuti.<br />
– Riabilitazione Robotica con sgravio del peso corporeo: Il paziente viene<br />
sottoposto, in associazione ad 1 trattamento di FKT della durata di 40 minuti,<br />
a training della locomozione su treadmill con sgravio del peso corporeo<br />
mediante strumentazione meccanica per 40 minuti (Gang Trainer). La lun-<br />
544 2009
ghezza del passo sarà calcolata come valore antropometrico e mantenuta<br />
costante nel corso del periodo riabilitativo; la cadenza e la velocità del passo<br />
saranno adattate di volta in volta in base alle prestazioni del paziente. I<br />
pazienti verranno pertanto sottoposti a valutazione clinica-strumentale ad<br />
intervalli regolari, allo scopo di monitorare le eventuali modificazioni a carico<br />
delle performance locomotorie, mediante:<br />
– analisi baropodometrica e stabilometrica;<br />
– analisi cinematica;<br />
– analisi clinica attraverso le seguenti scale osservazionali: ASIA Impairment<br />
Scale, Walking Index for Spinal Cord Injury, Scala modificata di<br />
Ashworth, Berg Balance Scale e Tinetti Scale;<br />
– tests a cronometro (Timed Up Go, Six Minutes Walk, Ten Meters<br />
Walking.<br />
Per poter confrontare statisticamente i dati pre/post trattamento con<br />
performance fisiologhe al fine di validare eventuali miglioramenti correlati<br />
con la tipologia di trattamento somministrato ai pazienti, verranno arruolati<br />
15 soggetti di controllo accuratamente appaiati per sesso, età e peso.<br />
Attività previste<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Il progetto è articolato in 36 mesi: durante il primo anno di attività si<br />
procederà alla standardizzazione del protocollo, durante il secondo anno<br />
all’arruolamento e relativa valutazione dei pazienti affetti da SCI, mentre<br />
negli ultimi 12 mesi di attività in parallelo con la ultimazione degli arruolamenti<br />
e della valutazione si procederà alla valutazione ed analisi dei dati<br />
raccolti.<br />
G.6.2 – Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione clinico<br />
cinematica del cammino (Giorgio Scivoletto)<br />
Anno d’inizio: 2007<br />
Durata in mesi: 36<br />
Parole chiave: Midollo spinale, cammino, recupero funzionale.<br />
Altri Enti coinvolti: Thomas Jefferson University, Philadelphia (USA).<br />
Descrizione<br />
I recenti avanzamenti delle terapie per la lesione midollare in fase acuta,<br />
con conseguente aumento della percentuale di lesioni incomplete e l’inizio di<br />
vari trials clinici sia per il trattamento della lesione, sia per la riabilitazione,<br />
impongono la necessità di strumenti di valutazione che siano affidabili, ripetibili,<br />
validati, condivisi e disegnati specificamente per la popolazione dei mielolesi.<br />
Il progetto in corso ha lo scopo di continuare la validazione di due<br />
scale, lo Spinal Cord Injury Ability Realization Measurement Index (SCI-<br />
ARMI) per le autonomie di vita quotidiana e il Walking Index for Spinal Cord<br />
Injury (WISCI) per il cammino.<br />
2009 545
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
Lo Spinal Cord Injury Ability Realization Measurement Index (SCI-<br />
ARMI) valuta all’inizio del trattamento riabilitativo le potenzialità di recupero<br />
funzionale dei pazienti in base allo stato neurologico e, alla fine della riabilitazione,<br />
il successo del trattamento. Lo studio, multicentrico, internazionale,<br />
avrà termine alla fine del 2010 e prevede l’inclusione di tutti i pazienti mielolesi<br />
al primo ricovero in riabilitazione.<br />
Per quanto riguarda il WISCI, la scala sarà oggetto di due linee di ricerca:<br />
una riguardante lo studio di inter and intra rater reliability in pazienti con<br />
mielolesione acuta. E un secondo che riguarda il significato clinico per i<br />
pazienti del WISCI e di altre scale e test di valutazione del cammino.<br />
– Ditunno JF, Scivoletto G (2008) Brain Res Bull 78(1): 35-42.<br />
– Marino RJ, Scivoletto G, Patrick M, Tamburella F, Schmidt Read M, Burns A,<br />
Hauck W, Ditunno J (submitted) Walking Index for Spinal Cord Injury: Inter and<br />
Intra rater reliability. American Journal of Physical Medicine and Rehabilitation.<br />
– Scivoletto G, Di Donna V (2008) Brain Res Bull 78(1): 43-51.<br />
Attività previste<br />
Per la prima parte del progetto (SCI-ARMI) è previsto l’arruolamento<br />
dei pazienti mielolesi ricoverati e dimessi nel 2009. I pazienti verranno valutati<br />
con la Spinal Cord Indipendence Measure e con gli Standard dell’American<br />
Spinal Injury Association per la valutazione neurologica. I dati, raccolti<br />
in un database elettronico verranno inviati in Israele per la valutazione statistica.<br />
Per quanto riguarda lo studio di inter e intra-rater reliability del WISCI<br />
saranno valutati 10 pazienti con mielolesione traumatica incompleta in fase<br />
acuta; due esaminatori esperti nella scala valuteranno indipendentemente i<br />
pazienti per la capacità del cammino in due giorni successivi. I dati, raccolti<br />
in un database elettronico verranno inviati negli Stati Uniti per la valutazione<br />
statistica.<br />
Per quanto riguarda il significato clinico del WISCI verrà chiesto a 15-20<br />
pazienti con mielolesione incompleta cronica di riordinare gli items della<br />
scala secondo le loro preferenze per le varie modalità di deambulazione.<br />
Anche in questo caso i dati, raccolti in un database elettronico, verranno<br />
inviati negli Stati Uniti per la valutazione statistica.<br />
G.6.3 – Sviluppo di un protocollo diagnostico per la valutazione<br />
dell’influenza di componenti cognitive ed emozionali<br />
nei processi decisionali in pazienti con patologia cerebellare<br />
(Maria Giuseppa Leggio)<br />
Anno d’inizio: 2008<br />
Durata in mesi: 24<br />
Parole chiave: Cervelletto, funzioni esecutive, AOA2.<br />
Altri Enti coinvolti: Università di Roma La Sapienza: Dipartimento Psicologia.<br />
546 2009
Descrizione<br />
Ricerca clinica traslazionale<br />
Durante il primo anno della ricerca, la somministrazione di un gambling<br />
task a pazienti con patologie cerebellari ha permesso di dimostrare come una<br />
lesione al cervelletto incida significativamente sulla capacità di valutare lo<br />
stato emotivo esperito quando il risultato negativo, conseguente ad una scelta<br />
effettuata, implica un forte senso di responsabilità personale. Non sono state<br />
evidenziate, invece, evidenti alterazioni della capacità di valutare le ricadute<br />
pratiche (ragionamento controfattuale) ed emozionali delle scelte future.<br />
Questo studio si inserisce in un panorama scientifico che, sempre più frequentemente,<br />
chiama in causa i circuiti cerebellari sia nel controllo delle funzioni<br />
esecutive che nella regolazione del comportamento affettivo [Schmahmann,<br />
Sherman 1998]. Una conferma in tal senso proviene da studi neuroanatomici<br />
che hanno descritto l’esistenza di canali segregati cerebello-frontali<br />
[Middleton, Strick 1997; Voogd 2003] e da studi di neuroimmagine funzionale<br />
che hanno dimostrato da un lato l’attivazione di questi circuiti durante compiti<br />
notoriamente ritenuti a carico delle regioni frontali [Smith, Jonides 1998;<br />
Hanakawa et al. 2003; Roth and Saykin 2004], dall’altro la presenza di specifici<br />
foci di attivazione cerebellare durante esperienze a contenuto emozionale<br />
[Ueda et al. 2002; Canli et al. 2004; Stoodley, Schmahmann 2009]. Tali indicazioni<br />
sono ulteriormente avvalorate dall’esistenza di pazienti con alterazioni<br />
selettive, in seguito all’insorgenza di lesioni cerebellari, nell’esecuzione di<br />
compiti “ frontali ” [Silveri et al. 1998; Leggio et al. 2000; Chiricozzi et al.<br />
2008; Leggio et al. 2008] o nell’elaborazione di comportamenti emozionali<br />
[Annoni et al. 2003; Turner et al. 2007].<br />
Nell’anno corrente il ruolo del cervelletto sulla regolazione delle funzioni<br />
esecutive verrà ulteriormente indagato analizzando, in particolare, tre aspetti:<br />
a) la sensibilità degli screening neuropsicologici di base nell’individuare deficit<br />
esecutivi in presenza di patologie cerebellari; b) le abilità di pazienti con<br />
lesioni cerebellari durante l’esecuzione di un compito che analizzi specificamente<br />
le funzioni esecutive; c) l’assetto cognitivo ed, in particolare, le funzioni<br />
esecutive in soggetti affetti da malattie rare con primario interessamento cerebellare.<br />
Risultati e prodotti conseguiti<br />
L’attività di ricerca del gruppo proponente ha permesso numerose acquisizioni<br />
nell’ambito dello studio dei disturbi cognitivi in conseguenza di lesioni<br />
cerebellari, con pubblicazioni su riviste internazionali di livello [Chiricozzi et<br />
al. 2008; Leggio et al. 2008; Molinari et al. 2008].<br />
Attività previste<br />
• Valutazione della sensibilità degli screening neuropsicologici di base nell’individuare<br />
deficit esecutivi in presenza di patologie cerebellari – Verrà effettuato<br />
uno studio retrospettivo sui dati relativi alle testature neuropsicologiche<br />
dei pazienti che, nel corso degli ultimi anni, sono giunti alla nostra osservazione,<br />
afferendo ambulatorialmente o in regime di ricovero alle strutture del-<br />
2009 547
Sezione III: Attività per linea di ricerca corrente G<br />
l’IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>. I vari test verranno raggruppati per domini<br />
funzionali e i punteggi ottenuti dai pazienti in ciascuna prova verranno trasformati<br />
in punti zeta per permetterne un confronto. Questa procedura permetterà<br />
di individuare il profilo neuropsicologico dei pazienti con lesione<br />
cerebellare, mettendo in evidenza eventuali differenze in base alle diverse<br />
etiologie e sedi cerebellari di lesione. Sarà, inoltre, possibile valutare la possibilità<br />
che, già con uno screening neuropsicologico di base, emergano difficoltà<br />
nel controllo delle funzioni esecutive in soggetti con un mal funzionamento<br />
cerebellare.<br />
• Studio delle funzioni esecutive in pazienti con lesioni cerebellari - Sebbene<br />
non sempre ci sia completo accordo tra gli studiosi del settore su quali<br />
delle molteplici abilità sottese al funzionamento dei lobi frontali siano da considerarsi<br />
“ esecutive ” [Rabbitt 1997], la tendenza ad inibire risposte è sicuramente<br />
una delle capacità più frequentemente inclusa tra queste. In questa<br />
fase dello studio verranno analizzate le prestazioni di soggetti affetti da patologia<br />
cerebellare durante l’esecuzione di uno “ stop signal task ”, compito in<br />
cui viene richiesta l’inibizione di un’azione in corso. Tale paradigma prevede<br />
l’esecuzione di un’azione motoria in presenza di uno stimolo visivo (compito<br />
primario o di go) e l’interruzione della stessa azione immediatamente dopo la<br />
comparsa di un segnale di stop (prova di stop). Il lasso di tempo intercorrente<br />
tra l’inizio del compito primario e la sua esecuzione determina l’intervallo<br />
temporale entro il quale fissare l’apparizione del segnale di stop. L’esito della<br />
competizione esistente tra i processi di go e di stop determina il risultato<br />
finale (prosecuzione o soppressione) sull’azione in corso [Logan, Cowan<br />
1984]. La prova di stop signal coinvolge, quindi, due componenti che concorrono<br />
tra loro (“ The horse race model ”): una prova di go e una prova di stop.<br />
La prova di go è una prova di tempi di reazione a due scelte. La prova di stop<br />
prevede la presentazione di un suono (segnale di stop) che indica ai partecipanti<br />
il momento in cui inibire l’azione in corso. Il segnale di stop è presentato<br />
a diversi intervalli temporali tra la presentazione dello stimolo del task<br />
primario e la risposta del soggetto. I soggetti sono istruiti a rispondere il più<br />
velocemente possibile in tutti i trial e a cercare di inibire la risposta nel<br />
momento in cui compare il segnale di stop [Logan 1994].<br />
• Studio delle funzioni esecutive in soggetti affetti da malattie rare con primario<br />
interessamento cerebellare - A tale scopo verrà analizzato l’assetto cognitivo<br />
dei membri di una famiglia affetta da Atassia con aprassia oculomotoria<br />
di tipo 2 (AOA2), una forma di atassia cerebellare autosomica recessiva molto<br />
rara e di recente identificazione [Bomont et al. 2000; Nemeth et al. 2000]. I<br />
pazienti verranno sottoposti ad un’estesa batteria di test neuropsicologici,<br />
comprendenti l’analisi del Deterioramento Mentale [Caltagirone et al. 1979] e<br />
la versione italiana della Wechsler Adult Intelligence Scale revised (WAISr)<br />
[Orsini, Laicardi 2000], per indagare l’eventuale presenza di un deterioramento<br />
cognitivo diffuso. Quindi verranno somministrati test specifici per l’analisi<br />
delle funzioni esecutive [Borkowsky et al. 1967; Shallice T. 1982; Villa et<br />
al. 1990; Hardoy et al. 2000; Leggio et al. 2008], delle capacità attentive [Weintraub,<br />
Mesulam 1985; Gauthier 1989; Zimmermann, Fimm 1995; Gainotti et<br />
548 2009
Ricerca clinica traslazionale<br />
al. 2001], delle abilità di integrazione visuo-motoria [Beery 1997; Preda 2000].<br />
Particolare attenzione verrà riservata allo studio dei movimenti oculari e alle<br />
interazioni tra aprassia oculomotoria e capacità di lettura.<br />
– Annoni JM, Ptak R, Caldara-Schnetzer AS, Khateb A, Pollermann BZ (2003) Ann<br />
Neurol 53: 654-658.<br />
– Beery K (1997) NJ: Modern Curriculum Press.<br />
– Bomont P, Watanabe M, Gershoni-Barush R, Shizuka M, Tananka M, Sugano J et<br />
al. (2000) Eur J Hum Genet 8: 986-990.<br />
– Borkowsky JG, Benton AL, Spreen O (1967) Neuropsychologia 5: 135-140.<br />
– Caltagirone C, Gainotti G, Carlesimo G, Parnetti L, Fadda L, Gallassi R et al.<br />
(1995) Archivio di Psicologia, Neurologia e Psichiatria 56: 461-470<br />
– Canli T, Sivers H, Thomason ME, Whitfield-Gabrieli S, Gabrieli JD, Gotlib IH<br />
(2004) Neuroreport 15: 2585-2588.<br />
– Chiricozzi FR, Clausi S, Molinari M, Leggio MG (2008) Neuropsychologia 46/7:<br />
1940-1953.<br />
– Gainotti G, Marra C, Villa G (2001) Brain 124: 731-738.<br />
– Gauthier L, Dehaut F, Joanette Y (1989) Int J Clin Neuropsychol 11: 49-53.<br />
– Leggio MG, Molinari M, Neri P, Graziano A, Mandolesi L, Petrosini L (2000a)<br />
PNAS USA 97: 2320-2325.<br />
– Leggio MG, Silveri MC, Petrosini L, Molinari M (2000b) J Neurol Neurosur Psychiat<br />
69: 102-106.<br />
– Leggio MG, Tedesco AM, Chiricozzi FR, Clausi S, Orsini A, Molinari M (2008)<br />
Brain 131(Pt 5): 1332-1343.<br />
– Logan GD (1994) In: Dagenbach D, Carr TH (Eds) Academic Press, 189-239.<br />
– Logan GD, Cowan WB (1984) Psychological Review 91: 295-327.<br />
– Middleton FA, Strick PL (1997) Prog Brain Res 114: 553-566.<br />
– Nemeth AH, Bochukova E, Dunne E, Huson SM, Elston J, Hannan MA et al.<br />
(2000) Am J Hum Genet 67: 1320-1326.<br />
– Orsini A, Laicardi C (1997) (Ed) Organizzazioni Speciali. Firenze.<br />
– Schmahmann JD, Sherman JC (1998) Brain 121: 561-579.<br />
– Shallice T (1982) Philosophical Transactions of the Royal Society of London: 199-<br />
209.<br />
– Silveri MC, Di Betta AM, Filippini V, Leggio MG, Molinari M (1998) Brain 121:<br />
2175-2187.<br />
– Stoodley CJ, Schmahmann JD (2009) Neuroimage 44: 409-501.<br />
– Smith EE, Jonides J (1998) PNAS 95: 12061-12068.<br />
– Turner BM, Paradiso S, Marvel CL, Pierson R, Boles Ponto LL, Hichwa RD, Robinson<br />
RG (2007) Neuropsychologia 45: 1331-1341.<br />
– Ueda K, Okamoto Y, Okada G, Yamashita H, Hori T, Yamawaki S (2003) NeuroReport<br />
14: 51-55.<br />
– Villa G, Gainotti G, De Bonis C, Marra C (1990) Cortex 26(3): 399-407.<br />
– Voogd J (2003) J Chemical Neuroanatomy 26: 243-252.<br />
– Zimmermann P, Fimm B (1994) Psytest.<br />
2009 549
Attività<br />
per progetti
AAR.1 – PROGETTO MIGLIORAMENTO<br />
DELLA QUALITÀ DELLA VITA<br />
DELLE FAMIGLIE CHE ASSISTONO IN CASA<br />
PERSONE AFFETTE DA ALZHEIMER<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
CARLO CALTAGIRONE<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Associazione Alzheimer Roma Onlus<br />
Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
OBIETTIVI<br />
Il progetto si colloca in piena sintonia con gli obiettivi indicati dal<br />
bando, l’organizzazione di un “ sistema volto ad aiutare, sostenere ed<br />
accompagnare i malati di Alzheimer e le rispettive famiglie lungo il percorso<br />
della malattia attraverso azioni di sostegno, di orientamento, di informazione<br />
mirata, di assistenza domiciliare per una gestione integrata e sostenibile<br />
della malattia.<br />
L’assistenza ai malati di Alzheimer si fonda su una triade rappresentata<br />
da malato, famiglia ed equipe assistenziale. Il progetto vuole organizzare una<br />
rete tra servizi territoriali, paziente e familiari e realizzare un modello di<br />
presa in carico territoriale, centrata su:<br />
– collaborazione/integrazione tra servizi, famiglie, Associazioni e risorse<br />
informali del territorio;<br />
– competenza di team multidisciplinari e interprofessionali;<br />
– monitoraggio dell’evolversi della malattia e continuità assistenziale;<br />
– attenzione ai bisogni dei familiari che prestano assistenza e cure;<br />
– promozione e valorizzazione della progettazione e sperimentazione di<br />
servizi e interventi, su base territoriale, che vedano integrate le competenze<br />
del lavoro sociale, sanitario e del volontariato.<br />
Di tali obiettivi si segnalano gli elementi di carattere etico che sottendono<br />
il progetto nel suo complesso: la centralità della persona, malato e caregiver.<br />
A tale centralità, come verrà esposto oltre, sono ispirate le iniziative innovative<br />
del progetto.<br />
METODI<br />
Soggetti coinvolti<br />
I soggetti coinvolti sono plurimi. Tre le categorie principali:<br />
a) i destinatari dell’assistenza;<br />
b) i Partner;<br />
c) gli operatori e volontari coinvolti nell’assistenza.<br />
a) I destinatari dell’assistenza: 100 famiglie residenti nel territorio della<br />
Regione Lazio con un’ipotesi di 8 ore di assistenza domiciliare da elargire gratuitamente<br />
e da ripartire in due interventi settimanali per la durata di 10<br />
mesi. Il modulo da 100 nuclei familiari si ritiene significativo per poter garantire<br />
la viabilità, l’efficacia del progetto e l’attendibilità ai fini statistici, oltre al<br />
rapporto ottimale tra risorse impegnate e risultati.<br />
I criteri di selezione delle famiglie saranno vincolanti per l’Associazione<br />
Alzheimer Roma ONLUS:<br />
– Casi segnalati dai Centri di Assistenza Domiciliare (CAD), dislocati nei<br />
distretti sanitari, per i quali sia già stata fatta una valutazione di necessità<br />
assistenziale non soddisfatta per mancanza di risorse.<br />
– Casi segnalati dalle Unità Valutative Alzheimer (UVA).<br />
554 2009
AAR.1 – Progetto miglioramento della qualità della vita delle famiglie che assistono in casa…<br />
– Casi segnalati dai Centri Diurni Alzheimer e/o Anziani Fragili (da prevedere<br />
nei territori in cui non siano attivi i Centri Diurni Alzheimer).<br />
– Casi individuati dall’Associazione Alzheimer Roma ONLUS.<br />
– Casi segnalati dal Call Center “ Alzheimer Oggi ” del Comune di Roma.<br />
Nell’ambito dei casi segnalati saranno adottati i seguenti criteri:<br />
– Priorità assoluta nei casi in cui esista un solo caregiver anziano senza<br />
aiuti, quali ad esempio: coppia di anziani soli, genitore malato e figlia/o convivente,<br />
malato e caregiver saltuari.<br />
– Eccezionalità di situazione, ad esempio il caso della presenza di due<br />
malati nello stesso nucleo familiare (caso verificatosi) o la particolare fragilità<br />
del caregiver.<br />
– Distribuzione sul territorio sia romano sia, come detto, regionale,<br />
intendendo con ciò, sia pure in maniera esemplificativa, il coinvolgimento<br />
delle diverse realtà che connotano la Regione Lazio.<br />
– Situazione economica che diventa rilevante a parità di condizione<br />
rispetto ai criteri precedenti.<br />
– Tutte le fasi della malattia vengono previste, anche quella terminale.<br />
– Scelta di un certo numero di casi in cui il malato sia in contemporanea,<br />
o per un periodo determinato, preso in carico da un Centro Diurno, nell’arco<br />
del tempo in cui verrà erogata l’assistenza.<br />
– Scelta di un uguale numero di casi in cui il malato non sia seguito da<br />
un Centro Diurno.<br />
– Priorità ai nuclei familiari in uscita dal Centro al fine di valutare l’integrazione<br />
tra il servizio del Centro Diurno, rivolto prevalentemente ai malati in<br />
una fase lieve-moderata, con il servizio dell’assistenza domiciliare che deve<br />
subentrare in una fase più avanzata della malattia.<br />
– In deroga ai criteri qui esposti, l’Associazione Alzheimer Roma ONLUS<br />
si riserva la scelta autonoma di n. 10 casi selezionati in base alle esigenze di<br />
rispondere a una ricerca informatizzata di controllo.<br />
b) I Partner: il progetto, pur mantenendo la sua centralità nel volontariato,<br />
deve, per valicare gli aspetti medico – assistenziali, avvalersi di professionisti<br />
inseriti in strutture all’avanguardia nella Regione Lazio. L’Associazione<br />
Alzheimer Roma ONLUS, sia per le precedenti collaborazioni sia per l’impossibilità<br />
di coordinare un numero troppo elevato di strutture, ha individuato, e<br />
ottenuto il relativo benestare nella figura dei loro responsabili, le seguenti<br />
strutture:<br />
– “ San Giovanni Calibita ” Fatebenefratelli, Isola Tiberina, Roma, <strong>Fondazione</strong><br />
Internazionale Fatebenefratelli (FIF) e AfaR, compreso la struttura del<br />
Campus Biomedico con sede a Trigoria (RM): responsabile Prof. Paolo Maria<br />
Rossini del “ San Giovanni Calibita ” Fatebenefratelli.<br />
– <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> in Roma: responsabile Prof. Carlo Caltagirone.<br />
– Italian Hospital Group: responsabile Dr. Gabriele Carbone.<br />
– Servizio Geriatrico “ Dottor Angelico ”: responsabile Prof. Luigi Di Cioccio.<br />
2009 555
Sezione III: Attività per progetti<br />
Ai responsabili di tali strutture, l’Associazione Alzheimer Roma ONLUS<br />
chiederà che venga nominato una comitato scientifico, quale referente<br />
medico-assistenziale. Tale comitato dovrà prevedere al suo interno le figure<br />
del neurologo, del geriatra, dello psicologo, dell’assistente sociale, del legale.<br />
In particolare al Comitato Scientifico sarà demandato l’onere, in ottemperanza<br />
alle linee guida precedentemente delineate di:<br />
– Predisporre il materiale per la selezione (questionari, ecc.) dei volontari.<br />
– Organizzare il colloquio su 150 candidati per arrivare al numero di 120<br />
che costituiranno l’equipe assistenziale a cui verrà indirizzata la formazione.<br />
Infatti, un elemento fondamentale da prendere in considerazione è che presso<br />
ogni nucleo familiare si rechi sempre lo stesso volontario. La tipologia della<br />
malattia richiede che al malato non vengano cambiate le figure di riferimento,<br />
i venti volontari in più rispetto alle famiglie servono a coprire saltuariamente<br />
assenze, o defezioni del volontario durante l’esecuzione dell’assistenza.<br />
– Sostenere le famiglie attraverso l’organizzazione di gruppi di auto aiuto<br />
con cadenza bimensile e interventi domiciliari di monitoraggio della situazione<br />
familiare.<br />
– Sostenere i volontari: per prevenire il rischio di burn out legato alla particolare<br />
tipologia di intervento svolto; sono previsti incontri periodici per<br />
monitorare l’andamento dell’assistenza domiciliare e le difficoltà incontrate<br />
nell’inserimento all’interno del nucleo familiare.<br />
– Elaborazione dei dati attraverso la somministrazione alla famiglie di<br />
specifici questionari all’inizio, in itinere e al termine dell’assistenza.<br />
– Preparare il rapporto finale di competenza e pubblicare i risultati in un<br />
apposito volume.<br />
Il Comitato predisporrà il Piano di Assistenza Individuale (PAI).<br />
c) Gli operatori e i volontari coinvolti nell’assistenza: per operatori si intendono<br />
qui le strutture cui l’Associazione Alzheimer Roma ONLUS farà riferimento.<br />
Le Cooperative sociali di servizi, le Associazioni che dimostrino di<br />
voler partecipare e abbiano, in fatto di operatori e di volontari, le competenze<br />
previste dai programmi.<br />
Eventuali strutture con analoga funzione a quella delle Cooperative e con<br />
cui sia possibile la stipula di contratti ad hoc, nell’ambito della vigente legislazione<br />
e successive modifiche.<br />
In merito alla voce volontari, l’Associazione Alzheimer Roma ONLUS<br />
intende attivarsi attraverso l’organizzazione dei corsi di formazione, individuando<br />
le risposte, oltre a quanto il bando indica come “ servizio medio ”, alle<br />
esigenze, considerate, sulla base dell’esperienza pregressa, come di primaria<br />
importanza, quali quelle di ordine psicologico per quanto riguarda il familiare/caregiver<br />
con la finalità di mantenere e migliorare la sua produttività nel<br />
suo contesto sociale e quelle funzionali al mantenimento/miglioramento della<br />
qualità della vita (attività motorie, attività ricreative, musicoterapia e simili)<br />
per quanto riguarda il malato. L’Associazione Alzheimer Roma ONLUS propone<br />
in questa ottica, sia pure in forma sperimentale, la compilazione, per chi<br />
556 2009
AAR.1 – Progetto miglioramento della qualità della vita delle famiglie che assistono in casa…<br />
abbia frequentato i corsi e prestato, con soddisfazione da parte dell’Associazione<br />
Alzheimer Roma ONLUS e del destinatario dell’assistenza, per l’intero<br />
arco di tempo previsto, l’assistenza domiciliare che gli è stata affidata, di un<br />
elenco di “ esperti ”, sulla falsariga degli elenchi professionali, da depositare<br />
presso le strutture individuate come partner. Ciò al fine di facilitare l’eventuale<br />
inserimento del volontario nel mondo del lavoro, qualora egli la solleciti,<br />
potendo dimostrare la competenza acquisita.<br />
In tal modo, l’Associazione Alzheimer Roma ONLUS ritiene che i<br />
benefici dell’impegno finanziario sostenuto dalla Regione Lazio non si<br />
limitino alla sola assistenza, ma si configurino anche come ricaduta<br />
sociale, permettendo appunto una qualificazione in un settore per il quale,<br />
sempre in base all’esperienza dell’Associazione Alzheimer Roma ONLUS,<br />
la richiesta di assistenza qualificata per “ alzheimeriano ” supera di gran<br />
lunga l’offerta.<br />
Tipologia di assistenza<br />
a) Assistenza generica: si tratta sia dell’assistenza al domicilio del malato<br />
attraverso attività di stimolazione cognitiva, sia sostegno alla famiglia della<br />
persona malata attraverso una serie di attività volte ad alleggerire il carico<br />
assistenziale.<br />
b) Assistenza psicologica.<br />
c) Assistenza per orientare ed informare: l’operatore assegnato alla famiglia<br />
può illustrare i servizi presenti sul territorio, raccogliere eventuali problematiche<br />
particolari (legali, etc.) da riferire ai responsabili del progetto, materiale<br />
informativo sul percorso della malattia e tutto ciò che può “ mettere in<br />
rete ” la famiglia.<br />
d) A ciò debbono essere aggiunti in forma sperimentale i seguenti servizi:<br />
– Corsi a domicilio di 4 ore per famiglia di un fisiatra/fisioterapista per<br />
insegnare ai caregiver come muovere il paziente, come alzarlo, vestirlo, ecc.,<br />
senza incorrere in movimenti che possono compromettere la salute del caregiver<br />
stesso (sciatiche, colpo della strega, ecc.) e come affrontare i momenti di<br />
emergenza (collasso, crisi epilettiche, cadute e simili).<br />
– Corsi di attività motoria, eventualmente integrati con musicoterapia, di<br />
almeno 6 ore mensili, itineranti nei diversi quartieri dove esiste un numero di<br />
almeno 4 famiglie, per i pazienti con personale specializzato e, nel contempo,<br />
ginnastica per il caregiver con istruttore, affittando per le ore un locale idoneo,<br />
o una palestra, offrendo a chi lo richiedesse il servizio trasporto, da riservarsi<br />
alle famiglie residenti a Roma.<br />
Queste due prestazioni dovrebbero dimostrare la fattibilità anche in centri<br />
come quello romano di pratiche psico-terapeutiche, di cui quelle qui proposte<br />
sono solo una delle molte possibili, tese a promuovere un tipo di socialità<br />
di pazienti e caregiver, già messe in atto in piccoli centri, soprattutto del<br />
nord.<br />
– Esperimento pilota su 10 famiglie, che abbiano dimestichezza informatica,<br />
per verificare con l’operatore e il caregiver principale e con scadenza<br />
bisettimanale per via informatica la situazione con un programma da<br />
2009 557
Sezione III: Attività per progetti<br />
mettere a punto per un uso facile e immediato. Tale programma, al termine<br />
dell’esperimento, se giudicato atto a fornire una sorta di monitoraggio continuativo,<br />
in prima istanza di chi coadiuverà il caregiver nell’assistenza<br />
domiciliare, potrà essere facilmente messo a disposizione gratuita di chi ne<br />
faccia richiesta, o all’Associazione stessa o a un organo indicato dalla<br />
Regione Lazio.<br />
In proposito, si precisa che, nelle intenzioni dell’Associazione Alzheimer<br />
Roma ONLUS un simile monitoraggio potrebbe permettere di evitare ricoveri<br />
traumatici, nella misura in cui le condizioni del malato sarebbero sempre<br />
sotto controllo così come il livello di stress del caregiver, in modo da evitare il<br />
ben noto rischio di burn out. Infatti, per le strutture operative sul territorio,<br />
diventerebbe fattibile un intervento ad hoc, preventivo al momento di crisi,<br />
con contenimento di costi per le istituzioni (evitando per esempio ricoveri e<br />
simili) e, nel contempo, non sarebbe utopico un possibile intervento limitato<br />
nel tempo da parte delle Associazioni di volontariato, attive in loco.<br />
ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO<br />
Il Progetto si articola in 4 fasi, cui seguirà, ovviamente, un’analisi dei<br />
risultati raggiunti:<br />
Fase 1: presentazione e pubblicità del progetto.<br />
Fase 2: selezione delle famiglie attraverso specifici questionari.<br />
Fase 3: individuazione e preparazione dei volontari (in contemporanea,<br />
con la fase 2) ad opera dell’equipe multidisciplinare come da voce “ Requisiti<br />
progetto ”, punto b).<br />
Fase 4: realizzazione dell’assistenza domiciliare.<br />
Fase 1. L’esperienza maturata negli anni dall’Associazione Alzheimer Roma<br />
ONLUS ha evidenziato come sia importante una buona campagna di sensibilizzazione<br />
per avere una capillare disseminazione sul territorio degli obiettivi<br />
del progetto ed - elemento fondamentale - per estendere su tutto il territorio<br />
interessato, la ricerca dei volontari.<br />
Sempre sulla base dell’esperienza pregressa, l’Associazione Alzheimer<br />
Roma ONLUS si impegna a:<br />
• promuovere una campagna stampa;<br />
• produrre materiale informativo, funzionale;<br />
• dare il massimo risalto, via stampa e non solo, ai risultati ottenuti.<br />
Tempo di esecuzione: entro i primi 30 giorni dalla presentazione del progetto,<br />
indipendentemente dai tempi e dall’esito dell’aggiudicazione. Ai candidati<br />
in caso di non aggiudicazione sarà comunque offerto, in collaborazione<br />
con i Partner, un corso di preparazione finanziato con fondi dell’Associazione<br />
Alzheimer Roma ONLUS.<br />
Fase 2. Come già detto, l’Associazione Alzheimer Roma ONLUS si rivolgerà<br />
ai CAD, alle UVA ai Centri Diurni Alzheimer e Anziani Fragili, al Call Center<br />
558 2009
AAR.1 – Progetto miglioramento della qualità della vita delle famiglie che assistono in casa…<br />
“ Alzheimer Oggi ” e al proprio data base per l’arruolamento delle famiglie nel<br />
programma.<br />
L’Associazione Alzheimer Roma ONLUS coordinerà il lavoro dell’equipe<br />
multidisciplinare, per la somministrazione di questionari ad hoc, per la scelta<br />
delle famiglie da seguire. L’equipe multidisciplinare formulerà, caso per caso,<br />
il programma di assistenza domiciliare più idoneo a rispondere agli obiettivi<br />
sopra esposti. L’Associazione Alzheimer Roma ONLUS provvederà ad informare<br />
le famiglie sul programma e a discuterne con loro per averne la totale<br />
adesione e la più piena compartecipazione, avendo riguardo agli aspetti legali<br />
e di tutela della privacy connessa ai sensi del D.lgs. n. 193/2006 e successive<br />
modifiche.<br />
Tempo di esecuzione: massimo 2 mesi.<br />
Fase 3 (contemporanea alla Fase 2). L’Associazione Alzheimer Roma ONLUS<br />
coadiuvata dalle figure individuate dal Comitato Scientifico provvederà:<br />
• alla selezione dei volontari;<br />
• a garantire la formazione dei volontari, attraverso corsi di formazione<br />
come da programma allegato. In caso di volontari con esperienze consolidate<br />
il corso potrà essere ridotto alla sola parte dell’enunciazione del progetto e<br />
standardizzazione delle metodologie, con particolare attenzione agli interventi<br />
innovativi e sperimentali previsti.<br />
Tempo di esecuzione: 2 mesi, in parte in coincidenza con la Fase 2.<br />
Fase 4. Il Progetto viene attuato attraverso l’elargizione del numero di ore stabilito<br />
nella fase 1 per ogni singola famiglia e, all’interno del monte ore previsto,<br />
verranno erogate specifiche prestazioni (psicologiche, assistenziali generiche,<br />
fisioterapiche, ecc.) secondo le modalità previste nei singoli programmi.<br />
Durante tale fase, l’Associazione Alzheimer Roma ONLUS:<br />
• chiederà per i casi segnalati dai CAD e dalle UVA un monitoraggio dopo<br />
6 mesi dall’inizio della messa in atto del progetto, per poter effettuare, se<br />
necessario, gli aggiustamenti del caso;<br />
• metterà in atto un monitoraggio trimestrale per le famiglie direttamente<br />
individuate;<br />
• organizzerà di concerto con i partner le tavole rotonde di monitoraggio<br />
dei volontari.<br />
Tempo di esecuzione: 10 mesi.<br />
Al termine si procederà alla rilevazione e all’analisi dei risultati, da pubblicare<br />
in un volume strutturato in quattro parti: i risultati medici; i risultati<br />
sociali; i risultati sul piano gestionale; i risultati sugli aspetti innovativi e sperimentali<br />
di cui “ Tipologia di assistenza ” punto B; un bilancio del rapporto<br />
costi/risultati.<br />
Tempo di esecuzione: massimo 3 mesi successivi alla fine dell’assistenza.<br />
Totale tempo di esecuzione del progetto: 12 mesi effettivi, cui faranno<br />
seguito l’elaborazione e la stampa del rapporto definitivo.<br />
2009 559
Sezione III: Attività per progetti<br />
CONCLUSIONE<br />
Considerando le diverse strutture e il territorio coinvolto al termine del<br />
progetto si otterrà un’integrazione sulle modalità di intervento e di integrazione<br />
dei modelli di presa in carico territoriale dei malati. La parte sperimentale<br />
del progetto consentirà una valutazione attenta sulla possibilità di monitoraggio<br />
delle attese familiari e sull’opportunità di attivare ulteriori servizi per<br />
permettere una socializzazione, ancorché minima, sia del paziente che della<br />
famiglia.<br />
Nella Regione Lazio si avrà la disponibilità di 120 persone formate in<br />
grado di fornire un sostegno non solo alla persona malata, ma anche alla<br />
famiglia che in questo modo potrà reperire con maggiore facilità “ una persona<br />
esperta sull’Alzheimer ”.<br />
560 2009
AFM.1 – A STUDY ON THE EFFECTS OF P66SHC<br />
ON OXIDATIVE STRESS AND MITOCHONDRIAL<br />
DAMAGE INDUCED BY MUTANT SOD1<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
MAURO COZZOLINO<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Association Française contre les Myopaties<br />
Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
DESCRIPTION OF THE RESEARCH PROJECT<br />
Specific aims<br />
Mutant SOD1 plays a causative role in motor neurons degeneration in<br />
Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS). Increased oxidative stress and mitochondrial<br />
damage are among the mechanisms whereby mutant SOD1 induces<br />
neuronal death. Recently, a novel signaling mechanism involving the 66-kilodalton<br />
isoform of the growth factor adapter Shc (p66Shc), that is operative in<br />
the pathophysiological condition of oxidative stress, has been identified.<br />
Given the pivotal role of p66Shc in the control of mitochondria-dependent<br />
oxidative balance and energetic metabolism, and considering the lessened<br />
susceptibility to oxidative stress and mitochondrial damage exhibited by mice<br />
lacking p66Shc, we propose with this project to:<br />
a) Investigate the role of p66Shc in mutSOD1-induced cell toxicity.<br />
b) Attempt the rescue of correct mitochondria function in cellular models<br />
for SOD1-linked familial ALS by genetic manipulation of the p66Shc-dependent<br />
molecular pathway which underlies oxidative stress and mitochondrial<br />
damage in cells.<br />
To this aim, we will:<br />
Aim 1 – Build and characterize cellular models of the disease that are<br />
genetically modified for the activation or inhibition of p66Shc.<br />
Aim 2 - Characterize the molecular mechanisms underlying p66Shcdependent<br />
pathways which induce oxidative stress and mitochondrial damage<br />
in cells.<br />
Aim 3 – Assess the effects of p66Shc genetic manipulation on mitochondrial<br />
metabolism of cells.<br />
The achievement of this different objectives will allow to verify the importance<br />
of mitochondrial redox signals by p66Shc in the regulation of ALS<br />
pathogenesis, and is to be considered pivotal to future studies involving the<br />
use of p66Shc -/- mice.<br />
Novelty /Innovation<br />
To our knowledge, no other group has ever tried to investigate on p66Shcmediated<br />
pathways in ALS and there is no published literature on this subject.<br />
Our preliminary data seem to be very promising and to encourage further<br />
investigation. The proposed project is aimed to a better understanding of<br />
this pathway in a cell model for SOD1-linked ALS, preliminary to experiments<br />
in genetically modified mice.<br />
BACKGROUND<br />
Mitochondria are ‘the powerhouse of the cell’ because of their ability to<br />
convert nutrients into ATP and they also play an essential role in intermediate<br />
metabolism and in maintaining cellular Ca 2+ homeostasis. However, mito-<br />
562 2009
AFM.1 – A study on the effects of p66Shc on oxidative stress and mitochondrial damage…<br />
chondria are also the main source of reactive oxygen species (ROS) and function<br />
as gatekeepers in the intrinsic apoptotic processes. Thus, mitochondrial<br />
dysfunction can result in cell death, either by bioenergetics failure, oxidative<br />
stress or apoptosis.<br />
Damage to mitochondria has emerged as a central feature that contributes<br />
to neurodegeneration in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS). Recent evidence<br />
indicates that mitochondria are one of the primary location of damage inside<br />
motor neurons, but also astrocytes and muscle cells, which both have been<br />
involved in the disease, show deficit in mitochondria metabolism [Cassina et<br />
al. 2008; Dobrowolny et al. 2008; Dupuis et al. 2003]. Dysfunction of mitochondria<br />
is observed early in patients (and in experimental models for ALS) and<br />
causes the death of neurons, which underlies onset of paralysis and death of<br />
patients [Cozzolino et al. 2008b]. A large body of studies in cells and mice over<br />
expressing mutSOD1s, which model many characteristics of the disease, has<br />
addressed different aspects of mitochondrial dysfunction occurring in ALS,<br />
ranging from altered morphology (swelling and fragmentation) [Higgins et al.<br />
2003; Kong and Xu 1998], to impaired activity of respiratory chain complexes<br />
[Mattiazzi et al. 2002], from weakened calcium buffering capacity [von Lewinski<br />
and Keller 2005], to mitochondria-dependent execution of apoptosis [Cozzolino<br />
et al. 2006; Guegan et al. 2001; Pasinelli et al. 2000]. Moreover, recent<br />
investigations have drawn attention to the presence of a generalized energetic<br />
imbalance both in patients and mice, suggesting that ubiquitous defects in<br />
mitochondrial physiology might contribute to the disease process [Dupuis et<br />
al. 2008; Dupuis et al. 2004].<br />
Although compelling evidence has accumulated that uncontrolled accumulation<br />
of mutSOD1 inside the mitochondria may be directly responsible<br />
for mitochondrial impairment [Kawamata et al. 2008; Liu et al. 2004;<br />
Takeuchi et al. 2002; Vande Velde et al. 2008], it has also been indicated that<br />
mitochondrial localization might not be necessary for mutant SOD1 to damage<br />
mitochondria [Bergemalm et al. 2006]. However, which are the signals<br />
that mediate the transfer of the inherent toxic properties of mutSOD1 to mitochondria<br />
is an issue still unsolved.<br />
A novel signaling mechanism involving the 66-kilodalton isoform of the<br />
growth factor adapter Shc (p66Shc), that is operative in the pathophysiological<br />
condition of oxidative stress, has been recently identified. The protooncogenes<br />
Shc were initially recognized as ‘adaptor’ proteins, which specifically<br />
bind to phosphorylated tyrosines on the cytoplasmic motif of growth<br />
factor receptors [Pelicci et al. 1992]. In mice (and humans as well), three<br />
isoforms of Shc are expressed, of 46, 52 and 66 kD. All three isoforms of Shc<br />
are tyrosine-phosphorylated after growth factor receptor activation, and<br />
form stable complexes with Grb2, an adaptor protein for the Ras exchange<br />
factor SOS [Rozakis-Adcock et al. 1992]. p66Shc has the same modular<br />
structure as p52Shc/p46Shc and contains a unique N-terminal region; however,<br />
it is not involved in Ras regulation [Bonfini et al. 1996]. Instead, upon<br />
stress the protein p66Shc is phosphorylated on a critical serine residue<br />
(S36) which is unique for this isoform. Once phosphorilated, p66Shc is isomerized<br />
by the prolyl isomerase PIN1, and in this form it localizes to mito-<br />
2009 563
Sezione III: Attività per progetti<br />
chondria, where it binds to cytochrome c and acts as an oxidoreductase,<br />
generating reactive oxygen species (ROS) in the form of H 2<br />
O 2<br />
and leading to<br />
organelle dysfunction and cell death [Giorgio et al. 2005; Pinton et al. 2007].<br />
The H 2<br />
O 2<br />
generated by p66Shc is ~30% that of the total pool of intracellular<br />
H 2<br />
O 2<br />
and is biologically relevant, as shown by p66Shc ability in vitro and in<br />
vivo to induce mitochondrial permeability transition and by the findings<br />
that cells and tissues derived from p66Shc-/- mice accumulate significantly<br />
less oxidative stress. Most importantly, p66Shc-/- mice exhibit a 30%<br />
extended lifespan, demonstrating that p66Shc acts as a key molecular sentinel<br />
that controls cellular stress responses and mammalian lifespan [Migliaccio<br />
et al. 1999]. In addition, p66Shc-generated H 2<br />
O 2<br />
regulates insulin signaling<br />
and fat development, indicating that the oxidative signaling pathway<br />
depending upon p66Shc regulates energetic metabolism [Berniakovich et al.<br />
2008].<br />
On the basis of these considerations, and in view of the preliminary<br />
results that are shown in the next paragraph, we propose to study the p66shcdependent<br />
pathways as a possible valuable target for ALS therapy.<br />
Previous work/ Preliminary results<br />
1) In the recent past we have built a collection of inducible cell lines,<br />
derived from mouse motoneuronal line NSC34 (motoneuron x neuroblastoma<br />
hybrid), that express a wide panel of mutant SOD1s (mutSOD1s) under control<br />
of the inducible Tet-On promoter [Ferri et al. 2006]. We have included in<br />
the selection of mutant SOD1s mutant proteins with widely differing biophysical<br />
properties, i.e. mutations in metal ligands in the active site (H46R, H48Q,<br />
H80R), substitutions in the electrostatic loop (S134N, D124V and D125H),<br />
mutations affecting metal binding (G85R); mutants in residues located at the<br />
dimer interface (A4V); mutants in residues critical for maintenance of the<br />
b-barrel structure (G37R, D90A, G93A); one mutant shortened by truncation<br />
of the C-terminal end in a loop connecting two b strands (E133d). These cell<br />
lines proved to be a valid model to study intracellular properties of mutant<br />
SOD1s generally, and to analyze the involvement of mitochondria specifically.<br />
In fact, the expression of mutSOD1s in these cells induce clear mitochondrial<br />
phenotypes, ranging from a change in the redox state of these organelles in<br />
terms of a shift in the ratio reduced glutathione/oxidized glutathione, to the<br />
impairment in the activity of respiratory complexes and ATP production<br />
[Ferri et al. 2006].<br />
2) We have accumulated clear evidence that p66Shc is recruited in the<br />
molecular pathways activated by mutSOD1 in cells. p66Shc is phosphorylated<br />
on a serine residue in position 36 in response to cellular stress induced<br />
by various stimuli, and this event is crucial to p66Shc-mediated oxidative<br />
stress and apoptosis [Migliaccio et al. 1999]. As an initial step to investigate<br />
the role of p66Shc in mutSOD1-induced cell stress, mouse motoneuronal<br />
NSC34 cell stably transfected with plasmids coding for wild-type or the<br />
G93A mutSOD1 under the control of a tetracycline-responsive element were<br />
treated with doxycycline for various period of time. To determine whether<br />
564 2009
AFM.1 – A study on the effects of p66Shc on oxidative stress and mitochondrial damage…<br />
or not p66Shc was phosphorylated on Ser36, total lysates from cells were<br />
analyzed by Western blotting using an antibody that specifically recognized<br />
phosphorylated p66Shc at Ser36. Expression of G93A mutSOD1 rapidly<br />
induced p66Shc phosphorylation at Ser36, whereas expression of wtSOD1<br />
was without effect. In contrast, protein levels of p66, p52, and p46 isoforms<br />
were not affected. We confirmed these results by immunoprecipitating total<br />
Shc protein and performing Western blot analysis using the Ser36 phosphop66Shc.<br />
Similar results were obtained with human SH-SY5Y neuroblastoma<br />
cells, where the accumulation of SOD1 was achieved by infection with<br />
adenoviral vectors.<br />
To investigate the functional consequences of the phosphorylation of<br />
p66Shc at Ser36 induced by mutSOD1, SH-SY5Y cells overexpressing a serine<br />
36-to-alanine (and therefore non-phosphorylable) mutant of p66Shc (S36A)<br />
were infected with adenovirus coding for wild-type SOD1 or G93A mutSOD1<br />
and analysed after 72h for apoptotic phenotypes. Control cells are sensitive to<br />
the expression of mutSOD1, with 40% of cells dying by apoptosis, as measured<br />
by a Hoechst labelling, and with caspase-3 activity increasing accordingly.<br />
The apoptotic phenotype is almost completely abolished in cells<br />
expressing the S36A mutant of p66Shc, suggesting that the phosphorylation<br />
of p66Shc is required for mutSOD1 to induce cell death. Overall, these observations<br />
strongly indicate that p66Shc mediates the toxic effects exerted by<br />
mutSOD1.<br />
RESEARCH PROJECT<br />
Aim 1: Build and characterize cellular models of the disease that are<br />
genetically modified for the ectopic activation or inhibition of p66Shc<br />
A panel of p66Shc proteins, both wild-type and mutant, will be<br />
expressed in mouse NSC34 and human SH-SY5Y cells. Mouse and human<br />
cDNAs coding for wild-type p66Shc and the S36A non-phosphorylable<br />
mutant have been already cloned (see preliminary results). Two other<br />
p66Shc mutant proteins will be produced: p66Shc double mutants in two<br />
glutamic residues at position 132 and 133 (EEQQ double mutants), the site<br />
were the redox activity of p66Shc has been mapped [Giorgio et al. 2005],<br />
and a mutant in cysteine 59 (C59S mutant), a regulatory disulfide/thiol site<br />
mediating a reversible dimer–tetramer transition, which has been proposed<br />
to control the protein’s apoptosis inducing activity [Gertz et al. 2008]. The<br />
laboratory in which the proposed project will be performed has a strong<br />
background in molecular biology and most of the cloning techniques proposed<br />
are routinely used.<br />
Overexpression of p66Shc is expected to sensitize cells to mutSOD1-<br />
induced mitochondrial damage and apoptosis, while the S36A and EEQQ<br />
mutants are expected to dominant-negatively inhibit the pro-oxidant, proapoptotic<br />
function of endogenous p66Shc, as reported in other experimental<br />
settings [Giorgio et al. 2005]. The effects of C59S mutant can not be anticipated,<br />
since no data have been obtained yet from in vivo studies.<br />
2009 565
Sezione III: Attività per progetti<br />
Two different cellular models of SOD1-dependent ALS will be used:<br />
1) Mouse motoneuronal NSC34 cells that express a wide panel of mutant<br />
SOD1s (mutSOD1s) under control of the inducible Tet-On promoter. These<br />
cells have been extensively characterized in the lab of the proponent [Cozzolino<br />
et al. 2008a; Ferri et al. 2006].<br />
2) SH-SY5Y human neuroblastoma cells transiently infected with adenoviruses<br />
coding for wt and G93A mutant SOD1. These cells have been successfully<br />
used in the lab of the proponent [Carrì et al. 1997; Cozzolino et al.<br />
2006; Gabbianelli et al. 1999]. Adenoviral vectors coding for the expression of<br />
mutant SOD1 have been previously produced and they are able to induce the<br />
appearance of a clear apoptotic phenotype in SH-SY5Y cells (see preliminary<br />
results).<br />
NSC34-derived and SH-SY5Y-derived cells will be stably transfected with<br />
plasmids coding for the different p66Shc proteins. Five to eight independent<br />
clones will be selected for each conditions (e.g. 5-8 clones of NSC34 and SH-<br />
SY5Y for mouse and human p66Shc wild-type, respectively, etc.). This part is<br />
supposed not to give rise to any difficulties, since the selection of stable transfectants<br />
has been proved feasible for both cell lines [Cozzolino et al. 2006;<br />
Ferri et al. 2006], and stable clones of SH-SY5Y expressing the S36A mutant<br />
Shc have been already obtained (see preliminary results).<br />
In these systems, three experimental readouts will be evaluated:<br />
p66Shc phosphorylation/mitochondrial accumulation. Phosphorylation of<br />
p66Shc on serine 36 will be analysed by Western blot using a phosphorylationspecific<br />
antibody, both on total protein extracts or on immunoprecipitates with<br />
an antibody recognising Shc proteins. The accumulation of p66Shc in mitochondria<br />
will be assessed by subcellular fractionation and Western blot in conditions<br />
which we have already set up on the same cell lines [Ferri et al. 2006].<br />
Accumulation of oxidative stress will be analysed in cells expressing<br />
wild-type and mutSOD1s, by using probes specifically sensitive to oxidative<br />
stress (dihydro-dichlorofluorescein diacetate, dihydroethium) to be analysed<br />
by spectrofluorimetric and cytofluorimetric techniques. Moreover, HPLC<br />
quantification of the amounts of oxidized (GSSG) and reduced (GSH) glutathione,<br />
which is an accurate readout for cellular oxidative balance, will be<br />
used as previously described [Ferri et al. 2006].<br />
The effects of the genetic activation or inhibition of p66Shc on the<br />
apoptotic phenotypes induced by mutSOD1s will be studied. A panel of apoptotic<br />
markers, such as release of mitochondrial pro-apoptotic proteins<br />
(cytochrome c, EndoG), caspase3 activation, nuclear morphology (Hoechst<br />
staining) will be examined, with methods that have been successfully utilised<br />
in the lab of the proponent on the same cellular models [Cozzolino et al. 2004;<br />
Cozzolino et al. 2006].<br />
These parameters will be evaluated in cells either expressing or nonexpressing<br />
wild-type and mutSOD1s. All the results will be compared to control<br />
conditions, i.e. cells treated with known activators of p66Shc-dependent<br />
oxidative stress and apoptosis, such as hydrogen peroxide an ATP.<br />
566 2009
AFM.1 – A study on the effects of p66Shc on oxidative stress and mitochondrial damage…<br />
Aim 2: Characterize the molecular mechanisms underlying<br />
p66Shc-dependent pathways which mediates oxidative stress<br />
and mitochondrial damage induced in cells by mutSOD1<br />
Many candidate pathways might be involved in the generation of oxidative<br />
stress and mitochondrial damage in ALS. However, we will focus on a<br />
recently described, new pathological mechanism. It has been demonstrated<br />
that mutant SOD1s expressed in human cell lines directly stimulate microglial<br />
NADPH oxidase (Nox) by binding to Rac1, a member of the Rho family of<br />
small GTPases, which controls intracellular levels of reactive oxygen species<br />
(ROS), resulting in overproduction of damaging ROS. The binding of wildtype<br />
SOD1 to Rac1 is redox sensitive, and can be cycled between bound and<br />
unbound states depending on the redox state of Rac1. Binding to mutant<br />
SOD1 inhibits this feedback regulation on Rac1, giving rise to a constitutive<br />
active Rac1 (GTP-bound), which persistently stimulates ROS production. This<br />
mechanism is clearly pathologically relevant, given that treatment with the<br />
Nox inhibitor apocynin or elimination of Nox extends survival in ALS mice,<br />
reviving the proposal that ROS mediate ALS pathogenesis [Harraz et al.<br />
2008]. Although this mechanism is operative in microglia, a similar network<br />
of functional and physical interaction between SOD1 and Rac1 controlling<br />
the production of ROS can be envisaged even in neuronal cells [Boillee and<br />
Cleveland 2008]. Given that Rac1 leads to phosphorylation-dependent<br />
increase in stability and activity of the p66shc adaptor protein [Khanday et al.<br />
2006], it is tempting to hypothesize that p66shc is a mediator of Rac1-induced<br />
oxidative stress in neuronal cells.<br />
To explore this possibility, we will take advantage of adenoviral vectors<br />
that code for constitutive active (V12) or dominant-negative, inactive (N17)<br />
mutants of Rac1, which are both in our availability.<br />
In the cellular background that has been described in the previous paragraph,<br />
we will:<br />
Measure the state of activation of Rac1, by the use of specific pull-down<br />
assays which utilize a GST–PAK protein to selectively bind the GTP-bound,<br />
active form of Rac1. This assay has been extensively used by the proponent in<br />
previous work [Cozzolino et al. 2003], and was shown to give confident results<br />
in other ALS models [Harraz et al. 2008].<br />
Evaluate the effects of Rac1 activation/inhibition on p66Shc-mediated<br />
induction of oxidative stress and cell death. These experiments are expected to<br />
clarify whether a cross-talk between Rac1 and p66Shc is actively operating in<br />
conditions of oxidative stress induced by mutSOD1s.<br />
Aim 3: Assess the effects of p66Shc genetic manipulation<br />
on mitochondrial metabolism of cells<br />
In the context of p66Shc manipulation, the effect of mutSOD1 overexpression<br />
on the morphology and physiology of mitochondria will be thoroughly<br />
evaluated. Alterations in mitochondria functionality in SH-SY5Y and NSC34-<br />
derived cell lines will be studied by determination of different parameters,<br />
2009 567
Sezione III: Attività per progetti<br />
according to techniques already set up in this lab: polarization of mitochondria,<br />
intracellular ATP, activity of mitochondrial dehydrogenases, mitochondrial<br />
GSH/GSSG ratio [Beretta et al. 2003; Carrì et al. 1997; Cozzolino et al. 2004;<br />
Cozzolino et al. 2006; Ferri et al. 2006]. Activity of mitochondrial complexes<br />
will be studied by spectrofotometric techniques, using the appropriate substrate/inhibitors<br />
[Ferri et al. 2006]. Alteration of mitochondria morphology, that<br />
has been reported to characterize these same cells overexpressing mutSOD1<br />
[Ferri et al. 2008], will be valuated by standard immunofluorescence methods.<br />
EXPECTED CONSEQUENCES FOR HUMAN PATHOLOGY AND THERAPY<br />
The completion of the different goals of this study will pursue two main<br />
objectives:<br />
1) It will lead to a better understanding of the role and the mechanisms<br />
of mitochondrial dysfunction and oxidative stress in ALS.<br />
2) Despite a huge body of evidence showing that oxidative stress may be<br />
involved in the pathology, results from clinical trials for ALS that are based on<br />
anti-oxidant strategies have so far yielded unimpressive results. Many of the<br />
antioxidant therapies tested thus far may not have been effective because they<br />
are not based on inhibition of a validated therapeutic target. For these reason,<br />
identification of new specific pathways involved in the pathology will offer<br />
new opportunities to devise effective tools for the treatment of the disease.<br />
– Beretta S, Sala G, Mattavelli L, Ceresa C, Casciati A, Ferri A, Carrì MT, Ferrarese C<br />
(2003) Neurobiol Dis 13: 213-221.<br />
– Bergemalm D, Jonsson PA, Graffmo KS, Andersen PM, Brannstrom T, Rehnmark A,<br />
Marklund SL (2006) J Neurosci 26: 4147-4154.<br />
– Berniakovich I, Trinei M, Stendardo M, Migliaccio E, Minucci S, Bernardi P,<br />
Pelicci PG, Giorgio M (2008) J Biol Chem 283: 34283-34293.<br />
– Boillee S, Cleveland DW (2008) J Clin Invest 118: 474-478.<br />
– Bonfini L, Migliaccio E, Pelicci G, Lanfrancone L, Pelicci PG (1996) Trends<br />
Biochem Sci 21: 257-261.<br />
– Carrì MT, Ferri A, Battistoni A, Famhy L, Gabbianelli R, Poccia F, Rotilio G (1997)<br />
FEBS Lett 414, 365-368.<br />
– Cassina P, Cassina A, Pehar M, Castellanos R, Gandelman M, de Leon A, Robinson<br />
KM, Mason RP, Beckman JS, Barbeito L, Radi R (2008) J Neurosci 28: 4115-<br />
4122.<br />
– Cozzolino M, Amori I, Pesaresi MG, Ferri A, Nencini M, Carrì MT (2008a) J Biol<br />
Chem 283: 866-874.<br />
– Cozzolino M, Ferraro E, Ferri A, Rigamonti D, Quondamatteo F, Ding H, Xu ZS,<br />
Ferrari F, Angelini DF, Rotilio G et al. (2004) Cell Death Differ 11: 1179-1191.<br />
– Cozzolino M, Ferri A, Carrì MT (2008b) Antioxid Redox Signal 10: 405-443.<br />
– Cozzolino M, Ferri A, Ferraro E, Rotilio G, Cecconi F, Carrì MT (2006) Neurobiol<br />
Dis 21: 69-79.<br />
– Cozzolino M, Stagni V, Spinardi L, Campioni N, Fiorentini C, Salvati E, Alema S,<br />
Salvatore AM (2003) Mol Biol Cell 14: 1964-1977.<br />
568 2009
AFM.1 – A study on the effects of p66Shc on oxidative stress and mitochondrial damage…<br />
– Dobrowolny G, Aucello M, Rizzuto E, Beccafico S, Mammucari C, Boncompagni<br />
S, Belia S, Wannenes F, Nicoletti C, Del Prete Z et al. (2008) Cell Metab 8: 425-436.<br />
– Dupuis L, Corcia P, Fergani A, Gonzalez De Aguilar JL, Bonnefont-Rousselot D,<br />
Bittar R, Seilhean D, Hauw JJ, Lacomblez L, Loeffler JP, Meininger V (2008) Neurology<br />
70: 1004-1009.<br />
– Dupuis L, di Scala F, Rene F, de Tapia M, Oudart H, Pradat PF, Meininger V, Loeffler<br />
JP (2003) Faseb J 17: 2091-2093.<br />
– Dupuis L, Oudart H, Rene F, Gonzalez de Aguilar JL, Loeffler JP (2004) Proc Natl<br />
Acad Sci USA 101: 11159-11164.<br />
– Ferri A, Cozzolino M, Crosio C, Nencini M, Casciati A, Gralla EB, Rotilio G, Valentine<br />
JS, Carrì MT (2006) Proc Natl Acad Sci USA 103: 13860-13865.<br />
– Ferri A, Nencini M, Cozzolino M, Carrara P, Moreno S, Carrì MT (2008) Neurobiol<br />
Dis 32: 454-460.<br />
– Gabbianelli R, Ferri A, Rotilio G, Carrì MT (1999) J Neurochem 73: 1175-1180.<br />
– Gertz M, Fischer F, Wolters D, Steegborn C (2008) Proc Natl Acad Sci USA 105:<br />
5705-5709.<br />
– Giorgio M, Migliaccio E, Orsini F, Paolucci D, Moroni M, Contursi C, Pelliccia G,<br />
Luzi L, Minucci S, Marcaccio M et al. (2005) Cell 122: 221-233.<br />
– Guegan C, Vila M, Rosoklija G, Hays AP, Przedborski S (2001) J Neurosci 21: 6569-<br />
6576.<br />
– Harraz MM, Marden JJ, Zhou W, Zhang Y, Williams A, Sharov VS, Nelson K, Luo<br />
M, Paulson H, Schoneich C, Engelhardt JF (2008) J Clin Invest 118: 659-670.<br />
– Higgins CM, Jung C, Xu Z (2003) BMC Neurosci 4: 16.<br />
– Kawamata H, Magrane J, Kunst C, King MP, Manfredi G (2008) J Biol Chem 283:<br />
28321-28328.<br />
– Khanday FA, Yamamori T, Mattagajasingh I, Zhang Z, Bugayenko A, Naqvi A, Santhanam<br />
L, Nabi N, Kasuno K, Day BW, Irani K (2006) Mol Biol Cell 17: 122-129.<br />
– Kong J, Xu Z (1998) J Neurosci 18: 3241-3250.<br />
– Liu J, Lillo C, Jonsson PA, Vande Velde C, Ward CM, Miller TM, Subramaniam JR,<br />
Rothstein JD, Marklund S, Andersen PM et al. (2004) Neuron 43: 5-17.<br />
– Mattiazzi M, D’Aurelio M, Gajewski CD, Martushova K, Kiaei M, Beal MF, Manfredi<br />
G (2002) J Biol Chem 277: 29626-29633.<br />
– Migliaccio E, Giorgio M, Mele S, Pelicci G, Reboldi P, Pandolfi PP, Lanfrancone L,<br />
Pelicci PG (1999) Nature 402: 309-313.<br />
– Pasinelli P, Houseweart MK, Brown RH Jr, Cleveland DW (2000) Proc Natl Acad<br />
Sci USA 97: 13901-13906.<br />
– Pelicci G, Lanfrancone L, Grignani F, McGlade J, Cavallo F, Forni G, Nicoletti I,<br />
Grignani F, Pawson T, Pelicci PG (1992) Cell 70: 93-104.<br />
– Pinton P, Rimessi A, Marchi S, Orsini F, Migliaccio E, Giorgio M, Contursi C,<br />
Minucci S, Mantovani F, Wieckowski MR et al. (2007) Science 315: 659-663.<br />
– Rozakis-Adcock M, McGlade J, Mbamalu G, Pelicci G, Daly R, Li W, Batzer A,<br />
Thomas S, Brugge J, Pelicci PG et al. (1992) Nature 360: 689-692.<br />
– Takeuchi H, Kobayashi Y, Ishigaki S, Doyu M, Sobue G (2002) J Biol Chem 277:<br />
50966-50972.<br />
– Vande Velde C, Miller TM, Cashman NR, Cleveland DW (2008) Proc Natl Acad Sci<br />
USA 105: 4022-4027.<br />
– von Lewinski F, Keller BU (2005) Trends Neurosci 28: 494-500.<br />
2009 569
AISLA.1 – VALIDATION OF A COMBINED<br />
PHARMACOLOGICAL TREATMENT<br />
TO SLOW PROGRESSION OF DISEASE IN ALS:<br />
A PRECLINICAL STUDY<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
MARIA TERESA CARRÌ<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Associazione Italiana Sclerosi Laterale Amiotrofica<br />
Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
BACKGROUND<br />
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) arises from the progressive degeneration<br />
of upper motoneurons in the motor cortex, and lower motoneurons in<br />
the brainstem and spinal cord, manifested as progressive muscular weakness,<br />
paralysis and death within 3-5 years. To date, only one drug, riluzole, has been<br />
shown to increase the patients survival, albeit in a very modest way, and none<br />
of the clinical treatment tested so far has shown true efficacy in halting the<br />
course of the disease. A wealth of data pointed out that vulnerability of<br />
motoneurons in ALS likely arises from a combination of several different<br />
mechanisms, including protein misfolding, mitochondrial dysfunction, oxidative<br />
damage, defective axonal transport, excitotoxicity, insufficient growth factor<br />
signaling, and inflammation.<br />
While most of ALS cases are sporadic (sALS), about one fifth of the<br />
cases are familial (fALS). Among fALS cases, approximately 20% are linked<br />
to various dominantly inherited mutations in the gene encoding Cu,Zn<br />
superoxide dismutase (SOD1). The mechanisms through which mutations<br />
in SOD1 lead to late-onset motor neuron degeneration do not implicate a<br />
decrease in the enzyme activity. It is instead assumed that SOD1 mutants<br />
acquire novel neurotoxic properties such as pro-oxidant and pro-apoptotic<br />
activity. The discovery of SOD1 mutations linked with fALS has made possible<br />
the development of an etiological models of the disease. Transgenic mice<br />
expressing human fALS-SOD1 added to their own enzyme have a phenotype<br />
that closely resembles ALS (i.e. adult-onset progressive motor paralysis,<br />
muscle wasting and reduced lifespan). They also express almost all of the<br />
essential histopathological features of the human disease, including the<br />
selective degeneration of motoneurons in the spinal cord, the presence of<br />
ubiquitinated protein aggregates in motor axons and motoneuron perikarya,<br />
in addition to the fragmentation of the Golgi apparatus in motoneurons and<br />
the activation of microglia and astrocytes in the spinal cord and brainstem.<br />
Moreover, several biochemical alterations observed in patients – such as the<br />
appearance of oxidative-stress markers, alterations of mitochondria in<br />
motoneurons and muscle and the activation of phosphorylation cascades –<br />
are, in most cases, preserved in these models [Bendotti, Carrì (2004) Trends<br />
Mol Med 10(8): 393-400; Boillee, Vande Velde, Cleveland (2006) Neuron<br />
52(1): 39-59].<br />
For these reasons, transgenic rodents that express human mutant SOD1<br />
are widely used to screen potential therapeutics for ALS. However, treatments<br />
that interfere with a specific event in the neurotoxic cascade have been<br />
reported to produce a modest increase in lifespan of mice [Carrì, Grignaschi,<br />
Bendotti (2006) Trends in Pharmacol Sci 27(5): 267-273] and up to date no<br />
treatment has been translated effectively from mice to man.<br />
The reasons for such a failure may be diverse. As mentioned above, it has<br />
now been ascertained that ALS is a multifactorial disease and several alterations<br />
have been proposed to contribute to its pathogenesis. Furthermore,<br />
even when caused by a single gene defect, as in the case of mutations in the<br />
enzyme SOD1, ALS is a multisystem disease resulting from a complex cas-<br />
572 2009
AISLA.1 – Validation of a combined pharmacological treatment to slow progression of disease…<br />
cade that involves crosstalk among motoneurons, glia and muscles, and<br />
evolves through the action of converging toxic mechanisms. Finally, in most<br />
of the tests carried out in mice, the treatment was started before the onset of<br />
symptoms – a condition that is unfeasible in patients – and this could explain,<br />
at least in part, the lack of benefit from similar treatments in humans.<br />
While it is obvious that animal models can never fully mimic the clinical<br />
situation, they are indispensable for testing the efficacy of compounds and<br />
for pharmacokinetic studies. In light of this, it is worth noting that multiintervention<br />
approaches have recently been shown to be more effective than<br />
single-drug treatments in mice [Carrì, Grignaschi, Bendotti (2006) Trends in<br />
Pharmacol Sci 27(5): 267-273].<br />
AIMS OF THE PROJECT<br />
This project is aimed at the evaluation of a new treatment approach,<br />
using a combination of three drugs acting on different biochemical pathways<br />
and administered to early symptomatic mice, i.e. in a condition mimicking<br />
that of ALS patients at the time of diagnosis.<br />
Selection of drugs is based on the following criteria:<br />
1) Complementary mechanisms of action.<br />
2) Demonstrated efficacy in SOD1 mutant mice, possibly by different<br />
groups of investigators, when given as single treatment.<br />
3) Good bioavailability to the central nervous system when given systemically,<br />
either orally or intraperitoneally.<br />
4) Phase I clinical trials in humans already passed.<br />
As first combination of drugs we propose a cocktail of the following three<br />
drugs:<br />
– a non competitive antagonist of the glutamate AMPA receptor, i.e.<br />
talampanel;<br />
– an inhibitor of oxidative stress, i.e. N-acetyl-cysteine;<br />
– an anti-apoptotic and anti-inflammatory drug, i.e. minocycline.<br />
The rationale for such drug cocktail is based on the wealth of evidence of<br />
a key role of glutamate AMPA receptors in the early mechanisms of motoneuron<br />
degeneration both in vitro and in vivo [see the review, Rattray and Bendotti<br />
(2006) Exp Neurol 201: 15-23]. Furthermore, at least three different<br />
research groups have demonstrated that treatment either with competitive<br />
[NBQX, Van Damme et al. (2003) Neurosci Lett 343: 81-84; RPR 119990, Canton<br />
et al. (2001) J Pharmacol Exp Ther 299: 314-322] or non competitive [ZK-<br />
187638, Tortarolo et al. (2006) Neurosci Res 83: 134-146] AMPA antagonists<br />
significantly improved motor function, partially protected motoneurons and<br />
prolonged survival of SOD1G93A mice. More recently, it has been reported<br />
that talampanel, a new non-competitive AMPA receptors antagonist already<br />
developed in clinic as antiepileptic, prolongs the median survival of<br />
SOD1G93A mice [Traynor et al. (2006) Neurology 67: 20-27]. Furthermore, a 9<br />
months phase II study of this drug in ALS patients has already demonstrated<br />
2009 573
Sezione III: Attività per progetti<br />
tolerability and a tendency to slow down the decline of ALSFRS score<br />
[Traynor et al. 2006 Neurology 67: 20-27].<br />
Oxidative stress is also one of the earliest mechanisms in the cascade<br />
leading to motoneuron death in mouse models and likely in the patients, too.<br />
In fact, alterations of mitochondria, that are the major cellular source of free<br />
radicals, were observed in the motor neurons long before their degeneration<br />
[Bendotti, Carrì (2004) Trends Mol Med 10(8): 393-400]. We have recently<br />
demonstrated that alteration of the ratio between reduced glutathione and<br />
oxidized glutathione (GSH/GSSG) inside mitochondria is critical in mutant<br />
SOD1-mediated death of motoneurons in vitro [Ferri et al. (2006) Proc Natl<br />
Acad Sci USA 103: 13860-13865]. Use of GSH in man is generally safe and its<br />
administration has already been tried in ALS patients, although with poor<br />
success because of its limited accessibility to the CNS. On the contrary, N-<br />
acetyl-cysteine (NAC, the acetylated variant of the amino acid L-cysteine) is<br />
able to restore viability and ATP production in human neuroblastoma cells<br />
expressing mutSOD1 G93A [Beretta et al. (2003) Neurobiol Dis 13: 213-221]<br />
and to prolong survival of G93A transgenic mice [Andreassen et al. (2000)<br />
Neuroreport 11: 2491-2493]. NAC use in humans is safe and its efficacy is<br />
probably related not only to the well-known anti-oxidant activity of NAC, but<br />
also to the fact that this drug is an excellent source of sulfhydryl groups and<br />
in vivo is converted into metabolites capable of stimulating glutathione synthesis.<br />
Therefore, NAC treatment may show beneficial effects in combination<br />
with other drugs.<br />
Finally, we propose the combined use of minocycline, a second generation<br />
tetracycline, which was reported to inhibit significantly caspases and<br />
microglia activation, two late events in the process of motoneuron degeneration.<br />
Different studies on SOD1 mutant transgenic mice showed an increased<br />
median survival after treatment with minocycline either alone or in combination<br />
with creatine or riluzole [see Carrì et al. (2006) Trends in Pharmac Sci 27:<br />
267-273 for review]. Moreover, minocycline has already been tested in small<br />
phase II clinical studies that demonstrated good tolerability and safety in<br />
patient with ALS [Gordon et al. (2004) Neurology 62: 1845-1847]. Two phase<br />
III efficacy clinical trials are currently ongoing in Europe and in USA, respectively.<br />
If such combination of drugs will not provide positive results, we will<br />
test another cocktail including a neuroprotective drug, such as arimoclomol<br />
together with a compound showing protective effect on mitochondria as well<br />
as the ability to maintain and restore neuromuscular innervation, like acetyl-<br />
L-carnitine.<br />
Arimoclomol (Biorex R&D, Hungary) is a heat shock inducer, which<br />
resulted in a major effect in prolonging the survival of SOD1G93A mice even<br />
when administered at the onset of symptoms. Its mechanism of action is<br />
based on the capability to favour the degradation of abnormal misfolded proteins,<br />
thus protecting the cell.<br />
Acetyl-L carnitine (LAC; Sigma-Tau SPA) is a donor of acetyl groups and<br />
increases the intracellular levels of carnitine, which serves as a major transporter<br />
of fatty acids across the mitochondrial membranes. This drug has been<br />
used for the treatment of peripheral neuropathies in humans and was shown<br />
574 2009
AISLA.1 – Validation of a combined pharmacological treatment to slow progression of disease…<br />
to reduce muscle atrophy following sciatic nerve transection in rats [Fernandez<br />
et al. 1995]. More recently we obtained preliminary results in SOD1-<br />
mutant mice demonstrating a significant prolongation of their life span after<br />
LAC treatment (+ 8%) which was magnified by the co-treatment with riluzole<br />
(+26%).<br />
Objectives of this study will be to evaluate progression of disease and life<br />
span in transgenic mice, and to monitor molecular and cellular parameters<br />
during the treatment.<br />
The rationale is based on the knowledge that:<br />
1. a multidrug intervention is the only way to intercept simultaneously,<br />
and thus effectively, the various pathways concurring to the pathogenesis of<br />
ALS;<br />
2. those pathways are most probably activated years before onset of symtoms,<br />
thus making prevention of damage unfeasible in ALS patients; however,<br />
any therapy effective in rescuing surviving motoneurons should result in preserving<br />
motor function and therefore in longer life expectancy and better<br />
quality of life for patients;<br />
3. multidrug clinical trials are difficult to carry out in patients and they<br />
usually receive only support treatment (including drugs that provide very<br />
modest benefit, i.e. riluzole) whereas novel therapeutic protocols are very<br />
urgently needed;<br />
the use of a combination of drugs already approved for human use may overcome,<br />
at least in part, the difficulties usually encountered when trying to<br />
translate protocols from mice to man.<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
This study is based on the collaboration of three units with complementary<br />
expertise.<br />
– U.O. 1 (Maria Teresa Carrì, Laboratorio di Neurochimica, <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, e Dipartimento di Biologia, Università di Roma Tor Vergata ) has<br />
extensive and documented experience in the biomolecular mechanisms<br />
responsible for SOD1 toxicity in vitro.<br />
– U.O. 2 (Caterina Bendotti, Dipartimento di Neuroscienze, Istituto di<br />
Ricerche Farmacologiche Mario Negri, Milano) has long and documented experience<br />
on the study of animal models of ALS, and in particular of the clinical<br />
and histomolecular profile of SOD1G93A transegnic mice.<br />
– U.O. 3 (Marina Bentivoglio, Dipartimento di Scienze Morfologico-Biomediche,<br />
Università di Verona) has long and documented experience on the<br />
neuropathological analyses in animal models of neuroinflammation and neurodegeneration,<br />
including specific expertise in SOD1G93A transgenic mice.<br />
The experimental plan will be perfomed as follows:<br />
U.O. 2 will have the task to perform the treatments and assess the motor<br />
behavior and the survival of mice until sacrifice. The same unit will sample<br />
tissues at proper times for biochemical and histopathological investigations.<br />
2009 575
Sezione III: Attività per progetti<br />
U.O. 1 will perform the biochemical analyses on spinal cord, brain and<br />
blood of mice from the different groups of treatment provided by U.O. 2.<br />
U.O. 3 will perform the immunohistopathological analysis of tissues sampled<br />
from mice under different treatments by U.O. 2.<br />
Animal models<br />
We will use transgenic mice expressing mutant human SOD1 (Tg SOD1<br />
G93A, originally obtained from Jackson Laboratories, Bar Harbor, USA)<br />
crossbred with a C57BL/6 mice strain (Harlan, Bresso, MI, Italy). Non-transgenic<br />
littermates will be used as controls. Mice will be maintained as hemizygote<br />
by breeding (male transgenic carriers to C57BL/6J females) at the special<br />
facilities at Harlan (Bresso, MI, Italy. Identification of transgenic mice will be<br />
made by polymerase chain reaction (PCR) [Rosen et al. (1993) Nature 362: 59-<br />
62]. For these experiments we will use both male and female mice that will be<br />
balanced for gender in each group of treatment. These animals develop the<br />
first detectable neurological symptoms of neuromuscular deficit (reduced<br />
extension reflex of hind limbs when raised by the tail) at about 14 weeks after<br />
birth and become noticeably impaired by around 20 weeks (reduced stride<br />
length, paw grip strength and impairment on Rotarod test) and die by 24<br />
weeks of age.<br />
Histologically we have observed a significant decrease of ChAT<br />
immunopositive motoneurons in the ventral horn of the lumbar spinal cord of<br />
TgSOD1 G93A mice at 20 (-54%) weeks of age compared to non transgenic<br />
controls. However at about 4-5 weeks of age the motor neurons of TgSOD1<br />
G93A mice already show a remarkable mitochondrial swelling and cytoplasmic<br />
vacuolisation.<br />
Age and gender matched non transgenic littermates will be used as controls<br />
for all the investigated parameters.<br />
All the procedures involving animals and their care will be carried out at<br />
the Mario Negri Institute as described by the institutional guidelines that are<br />
in accordance with national (D.L. 116, G.U. suppl. 40, Feb. 18, 1992) and<br />
international laws and policies (EEC Council Directive 86/609, OJ L 358, 1<br />
DEC.12, 1987; NIH Guide for the Care and use of Laboratory Animals, US<br />
National Research Council, 1996). Cages of animals with substantial motor<br />
impairment will have food on the bottom of the cage and water bottles with<br />
long drinking spouts.<br />
Behavioral testing<br />
The mice will be tested for the hind limbs extension reflex, stride length,<br />
paw grip strength and performance on Rotarod once a week, by the same<br />
investigator. Body weight will also be recorded once a week.<br />
Stride length will be measured according to the method described by Tortarolo<br />
et al. [(2006) J Neurosci Res 83: 134-146]. Mice will be trained to walk<br />
up to a 75 cm long ramp inclined at one end to a height of 13 cm. A bright<br />
light will be placed at the base of the ramp to provide an aversive stimulus to<br />
the mouse. Hind feet of the mice will be painted with children’s poster paints<br />
and the tracks left by the mice as they ran up the ramp will be recorded on<br />
576 2009
AISLA.1 – Validation of a combined pharmacological treatment to slow progression of disease…<br />
paper tape lining onto the floor of the ramp. Stride length will thus be defined<br />
as the distance between successive right-to-right and left-to-left footprints.<br />
The paw grip strength will be assessed by placing the mouse on a the<br />
wire-lid of a conventional housing cage. For this analysis, the mouse tail is<br />
gently pulled to prompt the mouse to hold onto the grid before the lid is<br />
swiftly turned upside down. The latency until the mouse let go with at least<br />
both hind limbs is timed. Each mouse is given up to three attempts to hold on<br />
to the inverted lid for a maximum of 90 sec and the longest latency is<br />
recorded.<br />
The Rotarod performance will be evaluated as the period (sec.) spent by<br />
the mouse on a rotating axle without falling. The diameter of the rotating bar<br />
is 3 cm and the speed of rotation increases gradually starting from 3,6 rpm<br />
during the first 30 sec until 36 rpm during the last 30 sec of the test, which<br />
ends after 5 min. If the mice fall before the 5 min time-laps they repeat the<br />
test after a 5 min rest. The maximum time spent on rotating bar is taken as<br />
measure for statistical analysis.<br />
Mice will be killed when they will be unable to roll over when laid down<br />
on their side and this time will be considered for the survival analysis.<br />
Biochemical and histopathological analysis<br />
The mice that will be used for these analyses will be sacrificed at the<br />
time when the transgenic SOD1G93A mice that will receive the placebo will<br />
show the 50% decrease in their performance. 20 mice per group will be<br />
examined. For the biochemical analyses, the mice will be anesthetized with<br />
Equithesin (30ml/10g body weight, ip.) and immediately sacrificed by decapitation.<br />
The blood will be collected in normal eppendorf tubes while the<br />
spinal cord and brain will be immediately removed and rapidly frozen on<br />
dry ice and maintained at -80°C until the experiments. Samples from tissues<br />
(spinal cord, brain, blood samples) from groups of 10 mice at different<br />
stages of treatment will be subject to biochemical determinations such as<br />
markers of mitochondrial function (e.g. mitochondrial complexes, ATP<br />
level), oxidative stress (e.g. ROS, GSH/GSSG), level of cytokines (e.g. TNFa<br />
and IL-1b) (U.O. 1).<br />
For the immunohistopathological analyses, the anesthetized mice will<br />
be transcardially perfused with 20 ml saline followed by 50 ml of sodium<br />
phosphate buffered 4% paraformaldehyde solution. After the perfusion the<br />
spinal cords and brains will be rapidly removed, shortly postfixed, transferred<br />
to 20% sucrose solution in PBS overnight, then in 30% sucrose solution<br />
until they sink and finally frozen in 2-methylbutane at -45˚C. Serial<br />
frozen section will then be cut and processed for immunohistochemistry<br />
with antibodies selectively recognizing motoneurons (ChAT) and glial cells<br />
(astrocytes and microglia) in adjacent sections. The material will be<br />
analyzed quantitatively for cell counts (percentage of surviving motoneurons<br />
in the lumbar spinal levels; increase in the number of astrocytes and/<br />
or microglia), and densitometric evaluation of immunosignal. An image<br />
analysis system connected to the microscope will be used to obtain such<br />
sets of data.<br />
2009 577
Sezione III: Attività per progetti<br />
Statistical analysis<br />
Data on body weight, stride length, latency on grip strength and Rotarod<br />
will be statistically analysed by analysis of variance (ANOVA) for repeated<br />
measures followed by post-hoc Tukey’s test to compare the effect of different<br />
drug treatments and controls at the individual weeks. Data on score for extension<br />
reflex will be analyzed by non-parametric Kruskall Wallis test. Logrank<br />
test will be used to analyze the survival curves. Differences in the examined<br />
histopathological parameters will be analyzed by ANOVA followed by posthoc<br />
test.<br />
Drug treatment<br />
Each drug will be administered alone or in combination with one or two<br />
other drugs. Treatments will be started in groups of 40 animals when clear<br />
symptoms appear, such as the reduction of extension reflex of hind limbs<br />
(around day 80 of age) and continue until death of the animal. Dosage of<br />
drugs will be the following:<br />
– Talampanel (kindly provided by Teva, Israel) will be injected at the dose<br />
of 10 mg/kg b.w. i.p. once daily.<br />
– N-acetyl-cysteine 10 mg/kg b.w. in drinking water daily.<br />
– Minocycline 25 mg/kg b.w. i.p. once daily.<br />
– Arimoclomol 10 mg/kg b.w. i.p. once daily.<br />
– Acetyl-L Carnitine 100 mg/kg b.w. orally by gavage once daily.<br />
578 2009
CAMPUS.1 – ANALYSIS OF DEVELOPMENTAL<br />
INTERACTIONS BETWEEN REELIN<br />
HAPLOINSUFFICIENCY, MALE SEX<br />
AND MERCURY EXPOSURE<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
FLAVIO KELLER<br />
Università Campus Bio-Medico<br />
MARCO MOLINARI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Università Campus Bio-Medico di Roma<br />
Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
SPECIFIC AIMS<br />
We propose here an in depth analysis of the interaction of an environmental<br />
toxic agent, methylmercury (MeHg), genetic background and hormonal/sex<br />
setting in determining the anatomical and behavioural phenotype in reeler heterozygous<br />
mice (rl/+), haploinsufficient for Reelin. This mouse model can be<br />
considered as an interesting model for autism in light of the following evidences<br />
(a significant part of which have been produced by the proposing PI<br />
and collaborators): a) Reelin is affected in several autistic pedigrees; b) rl/+<br />
mice show a sex/gender related brain pathology, since only in males a selective<br />
alteration of Purkinje cell layer in the cerebellum can be observed: similarly in<br />
humans autism affect males 4 times more frequently than females; c) the cerebellum<br />
is constantly involved in autistic brains, similarly to what observed in<br />
our mouse model; d) recent evidence suggests that rl/+ mice display behavioral<br />
deficits such as altered ultrasonic vocalizations upon separation from the<br />
mother, and difficulties in changing behavioral strategies in adult life.<br />
In particular we want to assess:<br />
1) Whether chronic exposure to MeHg at a dose which is sub-toxic in<br />
other strains of mice reproduces pathological changes resembling those found<br />
in autistic brain, in wild type mice from our strain.<br />
2) Whether such effects are different from those occurring in rl/+ mice.<br />
3) Whether such effects are gender-dependent. In particular, do they<br />
involve more frequently males, as expected to be the case in an optimal model<br />
of autism?<br />
4) In the case we reproduce a gender-dependent effect in which males are<br />
more prone to be affected by MeHg than females: which is the effect of an<br />
early manipulation of the hormonal milieu on such effects? In particular,<br />
which are the effects of the elimination of the early postnatal testosterone<br />
surge occurring in male mice on the outcome of Hg exposure?<br />
5) Which are the molecular pathways on which environment, hormonal<br />
internal milieu, and Reelin haploinsufficiency converge?<br />
BACKGROUND AND RATIONALE<br />
Autism is a disorder characterized by impaired social skills, repetitive and<br />
stereotypic behaviors, impairments in planning and attention, deficits in sensorimotor<br />
exploration and altered cognitive functioning [Rapin 2002; Rubenstein,<br />
Merzenich 2003]. Twin studies support a strong genetic component<br />
[Bailey et al. 1995]. Males are affected more frequently than females by a ratio<br />
of 4:1.<br />
Some authors have even proposed the theory of the “ autistic brain ” as an<br />
extreme form of “ male brain ” [Baron-Cohen 2002], partly based on the<br />
hypothesis that high prenatal testosterone levels may be a risk factor for<br />
autism [Manning et al. 2001; Knickmeyer et al. 2006]. Among the brain<br />
regions implicated, the cerebellum has become a critical point of investigation<br />
based on functional and structural neuroimaging studies. Cerebellum plays a<br />
580 2009
CAMPUS.1 – Analysis of developmental interactions between reelin haploinsufficiency, male…<br />
significant role in non-motor cognitive processing, such as sociability, attention<br />
shifting, language and explorative functions [Townsend et al. 2001; Brambilla<br />
et al. 2003; Pierce, Courchesne 2001; Shu et al. 2005; Restuccia et al.<br />
2007], that are impaired in autism. Furthermore, studies performed in patient<br />
series from autistic populations confirmed the involvement of cerebellum.<br />
Autistic brains constantly show a reduced number of Purkinje cells (PC), primarily<br />
in the posterior inferior regions of the cerebellar hemispheres [Bauman,<br />
Kemper 1985; Ritvo et al. 1986; Kemper, Bauman 1998; Bailey et al.<br />
1998; Lee et al. 2002]. It is not known whether in autism PCs are generated<br />
during development, correctly placed within the cerebellum and then later<br />
lost, or whether they are never correctly placed or perhaps even never generated<br />
during development.<br />
There are several evidences for a neurotoxic effect of mercury (Hg). In<br />
particular, such a phenomenon has first been described after mass intoxication<br />
occurring in ’50s in Japan (Minamata) and in ’70s in Iraq [see the review<br />
by Clarkson 2002]. Even though the massive exposure which occurred in<br />
Japan and Iraq represented extraordinary situations, in modern era a constant<br />
chronic exposure to Hg has been shown to occur worldwide [United<br />
States Environmental Protection Agency 1997; Agency for Toxic Substances<br />
and Disease Registry 1999]. Among compounds containing Hg, an important<br />
source of human intake has been shown to be the oral one, and especially via<br />
organo-mercurial compounds: among them the one which is considered as<br />
the most commonly found in food is methyl mercury (MeHg) [see for instance<br />
Mahaffey 1999; Clarkson 2002]. Thus, the toxic effects of this compound have<br />
been repeatedly investigated in the last 20 years in a variety of experimental<br />
settings involving mainly rats and mice.<br />
The neurotoxic effects of Hg, including those produced by MeHg, significantly<br />
involve the cerebellum, both at the level of granule cells and of PCs [see<br />
for instance the review by Castoldi et al. 2001] and several mechanisms have<br />
been proposed for such neurotoxicity so far [Castoldi et al. 2001]. Also of relevance<br />
to the present project, exposure of adult rats to Hg phenylacetate has<br />
been shown to induce alterations of dendritic spines in the parietal cortex<br />
[Kozick, Grottel 1978] although at a much higher doses than the dose range<br />
of the present project.<br />
A variety of studies showed a significant lower threshold of the immature<br />
brain to the toxic effects of MeHg, as compared with adult brain. The first<br />
hints of such a phenomenon came from isolated reports of severe brain malformations<br />
in offsprings of apparently healthy mothers from the Minamata<br />
area. Afterwards, even the definition of a dose-response curve of mothers’ hair<br />
Hg concentration (an index of chronic MeHg accumulation) and off springs<br />
toxicity has been attempted [Marsch et al. 1987; Cox et al. 1989]. However,<br />
despite several attempts to clearly establish a threshold level of MeHg exposure<br />
in mothers for the occurrence of malformations in children, no unanimously<br />
accepted levels have been determined so far, even though recently the<br />
United States Environmental Protection Agency proposed 10 parts per million<br />
(ppm) in maternal hair as a “ safe ” threshold level [see Clarkson 2002; United<br />
States Environmental Protection Agency 2001].<br />
2009 581
Sezione III: Attività per progetti<br />
However, all the abovementioned studies refer to frankly toxic effects of<br />
Hg, while, to our knowledge, none of them, for the foreseeable difficulties in<br />
study design/analysis, tested the effects of sub-threshold doses of MeHg in<br />
sub-populations with potentially increased susceptibility to neurotoxic<br />
insult. The occurrence of Hg intoxication in pregnant/lactating mothers has<br />
been claimed to be involved in cognitive and behavioural effects in offspring<br />
by several epidemiological studies [see for instance Trasande et al. 2005;<br />
2006]. In recent years, a prenatal exposure to Hg has been considered as a<br />
potential important co-factor in autism pathogenesis. Epidemiological data<br />
[Palmer et al. 2008] as well as re-evaluation of the results of large cohort studies<br />
[Desoto and Hitlan 2007; Ip et al. 2004] gave more than just a hint for the<br />
existence of such a pathogenetic link. Thus, nowadays, early exposure to Hg is<br />
considered to play a potential significant role in the pathogenesis of autism at<br />
least in some sub-populations of patients [see for instance Bello 2007].<br />
However, as expected, studies in humans are far from being fully informative<br />
in clarifying the existence of such a link. In fact, for instance, such studies<br />
would need prolonged prospective observation in which the precise exposure<br />
to MeHg in the mother can be ascertained, and should be focussed on a<br />
population of women in which other environmental additional confounding<br />
factors can be controlled or, at least, clearly defined.<br />
The effect of perinatal MeHg administration in rodents has been evaluated<br />
in several experimental studies. Most of them were aimed at disclosing<br />
behavioral effects in pups or adult rodents after perinatal exposure, rather<br />
than at investigating the occurrence of frankly neurotoxic effects, which<br />
makes quite difficult to precisely define a dose-response curve for MeHg concerning<br />
neurotoxicity.<br />
For instance recently Sakamoto et al. [2002] treated chronically female<br />
rats before, during and right after pregnancy with a sub-toxic dose of MeHg,<br />
which does not induce toxic effects in the mother, and found cerebellar alterations<br />
(i.e. clustered losses of PCs, and heterotopic locations of granule and<br />
PCs) in the offspring. Furthermore, different species and strains of rodents<br />
have been used in the different studies. In particular, both rats [see, for<br />
instance, Roegge et al. 2006; Rossi et al. 1997; Rasmussen et al. 2001; Coccini<br />
et al. 2007] and mice [Watanabe et al. 1999; Stringari et al. 2008; Goulet et al.<br />
2003; Markowski et al. 1998; Doré et al. 2001; Franco et al. 2006] have been<br />
used, and oral administration (in most of studies) or s.c. or i.p. administration<br />
of MeHg have been tested. Concerning the time length of MeHg administration<br />
to the dams, as already mentioned MeHg easily crosses the placental barrier,<br />
it is present also in mother milk and easily crosses the gastro-intestinal<br />
barrier [see Clarkson 2002]. Most perinatal exposure studies investigated the<br />
effects of administration from gestational day 0 throughout delivery and lactation<br />
period, up to weaning or slightly earlier.<br />
Reelin is a large secreted protein that is critical for neuron positioning<br />
during brain development [D’Arcangelo et al. 1995; Tissir, Goffinet 2003].<br />
Reelin is produced by marginal zone Cajal−Retzius cells and by cerebellar<br />
granule cells. In the adult, Reelin is synthesized by GABAergic interneurons in<br />
cortex, hippocampus, and olfactory bulb and glutamatergic cerebellar granule<br />
582 2009
CAMPUS.1 – Analysis of developmental interactions between reelin haploinsufficiency, male…<br />
cells, and it promotes dendritic complexity in hippocampal neurons [Niu et al.<br />
2004]. During embryogenesis, Reelin binds to the very low-density lipoprotein<br />
receptor and apolipoprotein E receptor 2, and induces tyrosine phosphorylation<br />
of the adaptor protein Dab1. Recent evidence supports a role for Reelin<br />
in long-term synaptic plasticity in adulthood through its effects on NMDA<br />
receptors [Chen, Y. et al. 2005].<br />
In humans, decreased function of Reelin appears to be a risk factor for<br />
autism [Bartlett et al. 2005]. Autistic patients and their first degree relatives<br />
show reduced levels of Reelin in plasma [Fatemi et al. 2002] and in cerebellar<br />
cortex [Fatemi et al. 2005]. Moreover, genetic studies have shown that individuals<br />
inheriting Reelin alleles that contain more than 11 GGC repeats in the 5’<br />
UTR of the Reelin mRNA have an increased risk of autism [Persico et al.<br />
2001], a finding replicated in other studies [Zhang et al. 2002; Skaar et al.<br />
2005 ; Serajee et al. 2006, but see Dutta et al. 2007], but not by others [Bonora<br />
et al. 2003; Li et al. 2004; Devlin et al. 2004]. Interestingly, an increasing<br />
length of GGC repeats has been shown to decrease translation efficiency of<br />
Reelin mRNA [Persico et al. 2006]. It is possible therefore that Reelin genotypes<br />
may confer a genetic vulnerability that must interact with non-genetic<br />
factors, such as environmental toxic agents and prenatal or perinatal levels of<br />
sex steroids, to yield the full-blown autism phenotype.<br />
An experimental approach which might have a high chance of disclosing<br />
a link between MeHg exposure and autism should be built on the following<br />
scenario. Autism results from the mutual interaction of three factors: a) the<br />
genetic background, including gender; b) the internal milieu of the organism,<br />
including the sex hormonal setting, either determined by the gender-specific<br />
phenotype itself (gonadal hormone production), or by additional factors (hormonal<br />
production by the mother or the placenta, proximity effects of other<br />
foetuses); c) the external environment. We speculate that, considering autism<br />
as the final phenotypic effect of the interaction of these three factors with<br />
each other, different scenarios, in which different weights of the three factors<br />
add to each other, might determine similar phenotypes.<br />
Incidentally, the scenario we propose here is closely related to the “ triple<br />
helix model ” of organism development proposed by Harvard’s evolutionary<br />
biologist Richard Lewontin [Lewontin 2000]. Lewontin’s main message is that<br />
we will never fully understand living organisms if we continue to think of<br />
genes, organisms, and environments as separate entities, each with its distinct<br />
and independent role in the history and operation of organic processes.<br />
According to Lewontin, an organism is a unique consequence of both genes<br />
and environment, of both its internal and external contingencies.<br />
The effect of the interaction of Hg exposure, Reelin expression, and<br />
hormonal levels, in inducing autism phenotypes has never been investigated<br />
in detail thus far. Only very recently, in an extensive review of the<br />
existing literature, Roman [2007] proposed a molecular link between mercury<br />
exposure and thyroid hormone deficiency in the fetal brain as a potential<br />
mechanisms through which mercury might affect brain development,<br />
possibly by acting ultimately on Reelin expression. The role of hypothyroxinemia<br />
in autism pathogenesis has been extensively examined by the same<br />
2009 583
Sezione III: Attività per progetti<br />
author [Roman 2007], in light of all the experimental data concerning a<br />
pivotal role of thyroid hormones in neuronal maturation/differentiation.<br />
Fetuses totally depend from mothers’ thyroid hormones circulating levels<br />
up to mid gestation, and mercury significantly reduces circulating thyroid<br />
hormones both in immature and adult mice. Since Reelin expression during<br />
brain development has been shown to be strongly affected by thyroid<br />
hormone levels [Alvarez-Dolado et al. 1999], Roman [2007] hypothesized<br />
that mercury exposure might reduce Reelin expression through an early<br />
reduction of thyroid hormones in critical brain developmental stages; furthermore,<br />
specific Reelin gene polymorphism in selected autistic pedigrees<br />
might amplify such a suppressive effect of mercury on thyroid hormones<br />
[Roman 2007].<br />
Even though in the present study we will not specifically explore the<br />
effect of mercury exposure on thyroid hormones in reeler mice, the abovementioned<br />
data give strength to such an hypothesis. The role of thyroid hormones<br />
in the effect we will find might be the subject of future studies in our model.<br />
PRELIMINARY DATA<br />
In the last three years the PI and his colleagues have been intensively<br />
involved in a study exploring the anatomical and behavioral phenotype of<br />
male rl/+ mice, and the effects of modulating androgen and estrogen levels in<br />
the cerebellum. The rl/+ mouse is particularly is interesting in view of the<br />
reported decrease of Reelin expression in a subset of autistic patients [Fatemi<br />
et al. 2002; 2005].<br />
Using stereological analysis we have assessed total PC numbers in the<br />
cerebella of wt, rl/+ and reeler (rl/rl) male and female mice during early postnatal<br />
development. PC numbers are reduced in rl/+ males at postnatal day 15,<br />
with no parallel loss of granule cells or inferior olivary neurons. Early postnatal<br />
administration of the estrogen receptor (ER) agonist 17b-Estradiol in the<br />
cisterna magna increases PC numbers in male rl/+ but has no effect in female<br />
rl/+ or male/female wt mice; conversely, administration of the ER antagonists<br />
4-OH-Tamoxifen or ICI 182,780 selectively reduce PC numbers in female wt<br />
and rl/+, but has no effect in male rl/+ or wt mice. We hypothesize that PC loss<br />
in the male rl/+ may be due to an imbalance of testosterone metabolism, since<br />
at P5, compared to wt males, rl/+ male cerebella show increased levels of<br />
testosterone and 17b-Estradiol, associated with decreased levels of dihydrotestosterone.<br />
Decreased Reelin function and hormone imbalance may thus<br />
interact during neurodevelopment to influence PC survival. Our results thus<br />
support male rl/+ mouse as a model of developmental interaction between<br />
genetic vulnerability and sex hormone levels on PC, which could be relevant<br />
for neurodevelopmental disorders of genetic origin that are characterized by<br />
increased male prevalence and cerebellar neuropathology, such as autism<br />
spectrum disorders. These results are reported in detail in a submitted manuscript<br />
[Biamonte et al. 2008, see attachment].<br />
Behavioral analysis showed that basal levels of ultrasonic vocalizations in<br />
rl/+ females were significantly lower than in wt. Administration of estradiol at<br />
584 2009
CAMPUS.1 – Analysis of developmental interactions between reelin haploinsufficiency, male…<br />
P5 in the cisterna magna reverted this profile. In males, however, no genotype-dependent<br />
effect appeared. In the homing test on P9, a significant lower<br />
percentage of rl/+ mice reached the nest area than corresponding wt pups. In<br />
the absence of motor changes, this indicates a genotype-dependent alteration<br />
in sensitivity to, or in central processing of social stimuli. Remarkably, this<br />
deficient profile was reverted by neonatal estradiol administration. In a social<br />
task performed at adulthood, early estradiol administration increased time<br />
spent in proximity of a novel social stimulus by wt males and by rl/+ females.<br />
When adult males were assessed in an attentional set-shifting task, involving<br />
the formation of new rules to obtain a palatable reward, rl/+ males showed a<br />
higher number of perseverative responses. Neonatal estradiol abolished the<br />
differences between rl/+ and wt males. Behavioral analysis is still in progress,<br />
and the results will be presented at the 2008 Society for Neuroscience Meeting<br />
[Laviola et al. 2008; see attached abstract].<br />
Also relevant to the present issue of Hg toxicity on Purkinje cells, we<br />
recently performed an extensive mapping of PCs in a few male wild-type and<br />
male rl/+ mice, using calbindin immunohistochemistry to label PCs. These<br />
maps confirm the PC loss detected with stereological counting methods in<br />
male rl/+ mice.<br />
The abovementioned in vivo model in mice contains two of the factors<br />
which we mentioned earlier in this introduction, i.e. genetic vulnerability<br />
(Reelin haploinsufficiency), and a strong role of the gender and/or sex hormone<br />
setting. Thus, by using this experimental model, we have the unique<br />
opportunity to investigate the interaction of the three factors: the “ internal<br />
milieu” of the organism, which in this setting is determined by gender<br />
and/or sex hormone environment, “the genetic/gender background ”, and the<br />
“ external milieu-environmental agents ”, i.e. early chronic exposure to lowlevel<br />
Hg.<br />
In order to further dissect the perinatal period of maximal sensitivity to<br />
Hg toxicity in our animal model, we will evaluate its effects in a group in<br />
which MeHg has been supplemented to the litter during gestation, and in a<br />
group in which it has been supplemented to the mother during lactation.<br />
METHODS<br />
Overview of the experimental design<br />
For the experiments we will use a reeler line originally bred from heterozygous<br />
B6C3Fe-a/a-rl adults, obtained from the Jackson Laboratory (background<br />
C57/BL6J), crossed with an L7-EGFP strain [Oberdick 1990, Swiss<br />
Webster FVB/N] to obtain the double transgenic line reeler-L7-EGFP. These<br />
transgenic mice display distinct expression of EGFP in dendrites, axons and<br />
soma of PCs. By this approach we were able to produce F1 rl/+ and wt mice in<br />
which spontaneous fluorescence is selectively localised in the PC soma, dendrites<br />
and axons. This will allow us to perform cell counts and determinations<br />
of spine density in non-processed histological slices. During the project we<br />
plan to backcross the F1 generation to carry the EGFP-transgene into the<br />
2009 585
Sezione III: Attività per progetti<br />
original C57/BL6J background. However, this may not be feasible, since the<br />
L7 promoter may work less well in the C57/BL6J background.<br />
Furthermore, we will produce also males gonadectomized at P0, in order<br />
to eliminate the potential permanent effects due to the early post-natal testosterone<br />
surge occurring in males between P0 and P2 [Corbier et al. 1992]. Thus<br />
we will use: wt/L7-EGFP males and females (herein abbreviated with WT-L7-<br />
m, and WT-L7-f, respectively), and rl/+ crossed with L7-EGFP males and<br />
females (herein abbreviated with HZ-L7-m, and HZ-L7-f, respectively), plus<br />
wt-L7-m and rl/+-L7-m gonadectomized at P0 (WT-L7-gm and HZ-L7-gm,<br />
respectively).<br />
The treatment groups will be as follows:<br />
A) Animals from mothers exposed to MeHg prenatally<br />
A1) controls (MeHg=0ppm in drinking water): a) WT-L7-m; b) WT-L7-f;<br />
c) HZ-L7-m; d) HZL7-f; e) WT-L7-gm; f) HZ-L7-gm<br />
A2) low MeHg (MeHg=2ppm in drinking water from mating up to delivery):<br />
a) WT-L7-m; b) WT-L7-f; c) HZ-L7-m; d) HZ-L7-f; e) WT-L7-gm; f) HZ-<br />
L7-gm<br />
A3) intermediate MeHg (MeHg=4ppm in drinking water from mating up<br />
to delivery): a) WTL7-m; b) WT-L7-f; c) HZ-L7-m; d) HZ-L7-f; e) WT-L7-gm;<br />
f) HZ-L7-gm<br />
B) Animals from mothers exposed to MeHg postnatally<br />
B1) controls (MeHg=0ppm in drinking water): a) WT-L7-m; b) WT-L7-f;<br />
c) HZ-L7-m; d) HZL7-f; e) WT-L7-gm; f) HZ-L7-gm<br />
B2) low MeHg (MeHg=2ppm in drinking water from mating up to delivery):<br />
a) WT-L7-m; b) WT-L7-f; c) HZ-L7-m; d) HZ-L7-f; e) WT-L7-gm; f) HZ-<br />
L7-gm<br />
B3) intermediate MeHg (MeHg=4ppm in drinking water from mating up<br />
to delivery): a) WTL7-m; b) WT-L7-f; c) HZ-L7-m; d) HZ-L7-f; e) WT-L7-gm;<br />
f) HZ-L7-gm.<br />
At P7 and P11 animals will be tested for ultrasonic vocalization a wellcharacterized<br />
method for social communicative interactions in rodents.<br />
Quantitative measures of ultrasonic vocalization by pups removed from the<br />
nest can easily detect behavioural deficits in newborn mice (see preliminary<br />
results).<br />
Further, at P21 will be evaluated the social interaction between pairs of<br />
unfamiliar mice using the Noldus Phenotyper 3000 arena and scored for<br />
measures of nose-to-nose sniffing, anogenital sniffing, following, crawling<br />
over/under, social grooming, self-grooming, exploratory activity.<br />
Animals will be sacrificed at P21 for morphological and biochemical<br />
analysis. In particular, for morphological analysis all sub-groups will be<br />
analysed for: PC distribution in terms of: a) total number (stereological<br />
counts); b) ectopic location of PCs; c) selective alterations in different parts of<br />
the cerebellum (hemispheres versus vermis) and different lobules; d) TUNEL<br />
staining to detect apoptotic processes; e) Cyt-c release by PCs; f) ROS index of<br />
oxidative stress. Furthermore, Calbindin, NeuN and DAPI stainings will be<br />
586 2009
CAMPUS.1 – Analysis of developmental interactions between reelin haploinsufficiency, male…<br />
performed in subset of experiments. In subgroups of mice from each treatment<br />
group sacrificed at P21 we will measure Hg content in cerebellum using<br />
HPLC.<br />
Animals and treatments<br />
One male mouse a time will be kept with 3 females for 2-3 days. Thereafter<br />
the females will be removed and each one of them will be kept in a single<br />
cage. The females will be checked out daily for delivery and day of delivery<br />
will be considered P0. Mice will be weaned at P21.<br />
Exposure to methyl mercury (Me Hg) will be through the drinking water.<br />
The concentration of MeHg in the bottle will be as follows: a) 0 ppm (“ controls<br />
” group); b) 2.0 ppm (“ low MeHg ” group); c) 4.0 ppm (“ intermediate<br />
MeHg ” group). These doses have been extrapolated from the existing literature<br />
in rodents as potentially sub-threshold for neurotoxic effects in the cerebellum<br />
(2.0 ppm) or slightly toxic (4.00 ppm). However, in light of the difficulty<br />
of extrapolating data from different species and mice strains, we will<br />
need to validate such findings in our mice. Depending on the results from this<br />
experimental step we might decide to add further groups of treatment with<br />
different doses of MeHg.<br />
A group of mothers will be treated pre-delivery (“ prenatal exposure ”). In<br />
particular, after mating they will be treated daily with MeHg in the water bottle<br />
mixed with tap water, starting from P0 they will receive regular water<br />
without MeHg. A second group of mothers will be exposed to the same doses<br />
of MeHg as above, but only in the lactating phase, i.e. from P0 to P21, which<br />
is approximately the day in which pups start sucking directly from the bottle<br />
(“ postnatal exposure ”).<br />
For each mother only 8 pups will be allowed (the remaining ones will be<br />
sacrificed; some of them for data collection, too, such as Hg level measurement<br />
at P0-see below). Mice will be genotyped starting from DNA extracted<br />
from tails fragments collected at P0. They will be genotyped for the rl jx<br />
mutation by a standard method slightly modified from D’Arcangelo et al.<br />
[1996], and for the expression of EGFP by the method by Tomomura et al.<br />
[2001].<br />
Concerning male mice submitted to castration at P0, the male offspring<br />
will be either bilaterally gonadectomized or sham-operated under cryogenic<br />
anesthesia according to standard methods [see for instance Lisciotto et al.<br />
1990]. Gonadectomy will be performed within 2 hours after birth, since<br />
serum testosterone in newborn male mice increases more than 2 times within<br />
2 hours after delivery, to reach levels that are comparable to adult males, and<br />
thereafter rapidly declines [Corbier et al. 1992].<br />
Animals will be sacrificed at P21. Briefly, mice will be deeply anaesthetized<br />
by i.p. injection of a mixture of 2mg/ml ketamine, 0.2 ml/10 g body<br />
weight [Ketavet, Gellini Farmaceutici, Italy] and 0.23 mg/ml medetomidine,<br />
0.24 ml/10 g body weight [Domitor, Orion Corp., Espoo, Finland] and perfused<br />
via the left ventricle with a phosphate-buffered 4% paraformaldehyde<br />
solution for 10 minutes. The brains will be removed, placed in the same fixative<br />
over-night, cryo-protected with 30% sucrose and then frozen at -80 °C.<br />
2009 587
Sezione III: Attività per progetti<br />
Morphological studies on purkinje cells<br />
Alternate sections from the brain specimens will be used for stereological<br />
and other morphological analysis. In fact for stereology and regional mapping<br />
we have previously used 1 out of 8 sections for the StereoInvestigator system<br />
to calculate the total number of PCs [Biamonte et al. 2006], meaning that the<br />
remaining sections can be used for other morphological analyses.<br />
Stereological counts of Purkinje cells – For stereological counts of total number<br />
of PCs for each animal, we will use an optical fractionator stereological design<br />
[West et al. 1991] to produce unbiased estimates of total PC number using the<br />
Stereo Investigator system [Stereo Investigator software, Version 4.04© 2000,<br />
MicroBrightField Europe, Magdeburg, Germany]. In our set-up, a stack of<br />
MAC 5000 controller modules [Ludl Electronic Products, Ltd., Hawthorne,<br />
NY, USA] is configured to interface an Olympus BX 50 microscope with a<br />
motorized stage and a HV-C20 Hitachi color digital camera with a Pentium II<br />
PC workstation. A three-dimensional optical dissector counting probe (x, y, z<br />
dimension of 30 × 30 × 10 mm respectively) is applied to a systematic random<br />
sample of sites in coronal sections of the cerebellar cortex over the entire cerebellum.<br />
For total PC counts for each animal we will evaluate every 8 th section<br />
(beginning randomly with section 1-8) from the approximately 60 sections<br />
taken through the cerebellum. The PC layer will be outlined through the<br />
Stereo Investigator software using the 10× objective, while the 100× oil<br />
immersion objective will be used for the PC counts.<br />
Total PC number will be estimated according to the formula given below:<br />
where SQ represents the total number of neurons counted in all optically sampled<br />
fields of the cerebellum, ssf is the section sampling fraction, asf is the<br />
area sampling fraction and tsf is the thickness sampling fraction [West et al.<br />
1991]. We will count at least 5 cerebella per group; to obtain this, each group<br />
will be planned for N= 7.<br />
Regional analysis of PC loss – One specific question we will address is whether<br />
the PC loss in rl/+ mice is more pronounced in the lateral hemispheres than in<br />
the cerebellar vermis, as observed in some human autistic patients.<br />
For the regional analysis of PC loss, one representative cerebellar sagittal<br />
section will be used for the vermis and lateral hemisphere regions per experimental<br />
animal. The number of EGFP-positive PCs in each section will be<br />
counted manually in each lobule belonging to the anterior, central, posterior<br />
and inferior lobes of the vermis and in the lobulus simplex, crus I and crus II<br />
of the ansiform lobule, and paramedian lobule of the lateral hemispheres,<br />
according to previously described procedures [Marti et al. 2002]. All counts<br />
will be made at 20x magnification using a Leitz DMRB fluorescence light<br />
microscope [Leica Microsystems, Milano, Italy]. We will use at least 5 mice<br />
per group; to obtain this each group will be planned for N= 7.<br />
Measurements indices of neuronal damage in the cerebellum<br />
Neuronal DNA fragmentation – DNA fragmentation will be detected by<br />
TUNEL-assay method using In Situ Cell death Detection kit, POD [Roche].<br />
TUNEL staining will then be developed by DAB and 0.01% H 2<br />
O 2<br />
[Sigma Fast<br />
588 2009
CAMPUS.1 – Analysis of developmental interactions between reelin haploinsufficiency, male…<br />
tablets; Sigma]. Finally, sections will be Nissl-counterstained. The<br />
immunoperoxidase material will be examined under a light-transmission<br />
microscope [Zeiss, Axioskop 2] equipped with a CCD camera [ProgRes C10<br />
plus, Zeiss]. Quantitative analyses of surviving and dying neurons will be performed<br />
by counting cells off-line, respectively TUNEL/Nissl reacted material.<br />
Double and Triple immunofluorescence – Cytochrome-C (Cyt-C) release<br />
will be analyzed by double immunofluorence technique. Cyt-C expression will<br />
be visualised by rabbit anti-Cyt-C antibodies [1:200; Cell Signaling Technology<br />
Inc., UK] and rhodamine-bound secondary anti-rabbit antibodies; PCs will be<br />
visualised by the spontaneous green fluorescence of L7-EGFP strain. To reveal<br />
other cells in the same slices (apart from the GFP-expressing PCs) sections<br />
will be counterstained with DAPI and examined under a confocal laser scanning<br />
microscope [Leica SP5, Germany].<br />
In situ detection of reactive oxygen species (ROS) – To detect ROS, 1h<br />
before transcardiac perfusion hydroethidine (1 mg/ml in PBS containing 1%<br />
dimethylsulfoxide; Molecular Probes, Eugene, OR) will be administered<br />
intraperitoneally. After fixation, the brains will cut into 40 m slices using a<br />
sliding microtome. Sections will be mounted on gelatin-coated slides, and the<br />
oxidized hydroethidine product ethidium, will be examined by confocal<br />
microscopy [Leica SP5, Germany].<br />
Cell death mechanisms evaluation – To further address wether morphological<br />
modifications occurring in the cerebellum occur via cell death involving<br />
the caspase-dependent (caspase-9 and 3) and caspase-indipendent cascades<br />
(AIF: apoptosis inducing factor) we will perform immunofluorescence on<br />
alternate sections by using anti-Caspase-9 and Caspase-3 antibodies [both at<br />
1:200 diluition; Cell Signaling Technology Inc., UK] and anti-AIF antidodies<br />
[1:200; Chemicon, Temecula, CA, USA] with appropriate rhodamine-bound<br />
secondary antibodies; PCs will be visualised either by the spontaneous green<br />
fluorescence of L7-EGFP strain. To evaluate the inflammatory mechanisms<br />
occurring in the different experimental groups we will test both microglial<br />
and astrocytic responses. To assess microglial reaction we will use immunofluorescence<br />
for mouse anti-Cd11b (Serotec, UK For assessing astrocytic reaction<br />
immunofluorescence for rabbit anti-GFAP [Dako, DK] will be used. PCs<br />
will be visualised by the spontaneous green fluorescence of L7-EGFP strain<br />
Sections will be counterstained with DAPI and examined under a confocal<br />
laser scanning microscope [Leica SP5, Germany]. Quantitative analyses of<br />
Caspase-9, caspase-3 and AIF expression will be performed by counting stereologically<br />
[Stereoinvestigator – MB] cells offline.<br />
Measurement of mercury levels in brain tissue<br />
We will measure Hg levels in cerebellum from n=3 animals per group at<br />
P0 and P21. These experiments are needed to rule out any potential difference<br />
in the pharmacokinetics/brain accumulation of MeHg which might influence<br />
any inter-group difference in neurotoxic effects we might find. We will use<br />
HPLC with electrochemical detection according to standardized methods<br />
[Faro et al. 2007].<br />
2009 589
Sezione III: Attività per progetti<br />
Behavioral evaluations<br />
The aim of the behavioral testing will be to assess whether decreased<br />
Reelin expression, in combination with gender, and with pre-/post-natal<br />
exposure to different dosages of MeHg is associated with significant alterations<br />
in social motivations and interactions consistent with an autism-like<br />
phenotype.<br />
Analysis of ultrasonic vocalizations in response to separation from the lactating<br />
mother will be used as an index of social motivation and provide a very<br />
sensitive insight on early neurobehavioral alterations. In particular, the analysis<br />
of ultrasonic vocalizations in response to separation from the lactating<br />
mother is an index of social motivation and provides a very sensitive insight<br />
on early emotional alterations [see Cagiano et al. 1986; Santucci et al. 1993], it<br />
represents a behaviourally interesting model of early communication deficits<br />
in autism. It is worth noting that a similar approach has been already used in<br />
a mouse model of language deficit, i.e. mice with a single copy disruption of<br />
the FoxP2 gene, a gene coding for a transcription factor which has been associated<br />
with language impairment in humans. FoxP2 heterozygous mice show<br />
significant alterations in ultrasound vocalization in response to maternal separation<br />
[Shu et al. 2005]. Interestingly, and relevant to our study and previous<br />
data in rl/+ mice, cerebellar abnormalities have been observed in the Foxp2<br />
mutant, and in particular, heterozygous mice show abnormally-placed PCs.<br />
Analyses of ultrasonic vocalizations will be conducted in pups following separation<br />
from the lactating mother. The quality and quantity of the ultrasonic<br />
production will be evaluated at P7 and P11 in at least 4 pups per group. The<br />
pup will be positioned below a Bat detector [Noldus mini-3 bat detector, London<br />
UK] set to 50 kHz in a soundproof chamber maintained at 21-22°. Six<br />
minutes of recording will commence after the pup has habituated to the<br />
chamber for 30 sec. The Noldus Ultravox software program automatically<br />
records and counts the ultrasonic vocalisation events.<br />
Social Interactions. Qualitative and quantitative impairments in social<br />
interaction and the cognitive inflexibility and the upset at changes in routine<br />
and habit are the first defining feature of autism [Crawley 2007]. Analysis of<br />
appropriate social interactions, of the tendency to spend time with another<br />
conspecific, the preference for social novelty are used as an index of sociability<br />
and provide a very sensitive insight into the social deficits in different animal<br />
models of autism. At P21 mice will be tested for social interaction. In this<br />
test the mice of the different groups will be in the center compartment of a<br />
three-chambered Noldus Phenotyper 3000 arena and scored for measures of<br />
nose-to-nose sniffing, anogenital sniffing, following, crawling over/under,<br />
social grooming, self-grooming, exploratory activity.<br />
Assessment of potential mechanisms for determining autistic phenotype<br />
in our three-factor model<br />
At the end of the second year, the data collected will allow to pin point<br />
interactions among environmental (Hg exposure), genetic (reelin haploinsufficiency),<br />
and hormonal (sex) factors in inducing autism-like behaviour and<br />
590 2009
CAMPUS.1 – Analysis of developmental interactions between reelin haploinsufficiency, male…<br />
cerebellar degeneration in mice. In the best of the possible scenarios we will<br />
have defined the level of Hg exposure (either 2.00 ppm or 4.00 ppm oral exposure<br />
of mothers) and the specific group in which morphological and/or behavioral<br />
effects more closely resemble autism. Furthermore, by the multiple complementary<br />
morphological approaches proposed above, we will be able to dissect<br />
the mechanisms which are more likely involved in the morphological<br />
phenotype determination. In particular, by the morphological assessments<br />
described in 4.4 of the present application, we will have been able to determine<br />
which is/are the main mechanism(s) by which the “ most effective ”<br />
interaction of the three factors (environmental Hg, sex/hormones and reelin<br />
expression) induces a more autistic-like phenotype.<br />
Furthermore, in the third year, we aim to be able, for the remaining part<br />
of the grant, to avoid producing any longer the “ P0 gonadectomized males ”<br />
groups, and to use only either pre-partum or post-partum exposure to Hg.<br />
These two limitations will further reduce the number of animals to be tested.<br />
Depending on the results of the first two years, in the third year we will<br />
focus on different experiments:<br />
I. In the case we demonstrated that males are more affected than females<br />
by Hg exposure, and castration at P0 abolishes such effect: we will treat<br />
females at P0-P1 with testosterone propionate in order to induce a “ artificial ”<br />
early post-natal testosterone surge in females: if this hormonal treatment we<br />
reproduces a “ male ” autistic phenotype (in terms of anatomical and behavioural<br />
alterations), we will test, in two separate sets of experiments, the effect<br />
of the two main testosterone metabolites, which mediate testosterone’s effect<br />
on target tissues, i.e. either dihydrotestosterone or estradiol. In fact, instead of<br />
estradiol, we will use diethylstilbestrol, a synthetic analogue of natural estradiol,<br />
which is not bound by alpha-feto-protein and can, thus, reach the brain<br />
at adequate levels, even when given at low dosages.<br />
Such approaches have been profitably used elsewhere to discriminate a<br />
role of the early prenatal testosterone surge in inducing male-specific anatomical/functional<br />
phenotypes in rodents’ brain [see for instance Giorgi et al.<br />
2006].<br />
II. In the case we demonstrated that males are more vulnerable than<br />
females to Hg exposure, but castration at P0 does not abolish the male gender<br />
effect, we will have ruled out any role of the early post-natal testosterone<br />
surge: thus, two alternate hypothesis will have to be tested: a) the pre-natal<br />
testosterone surge [occurring at E17-19 in rodents- see Weisz, Ward 1980]<br />
will be involved in such a dimorphic susceptibility; b) factors other than<br />
hormonal milieu are involved. We will be able to discriminate between these<br />
two scenarios by treating the pregnant dams at E17-19 with tamoxifen or<br />
flutamide, i.e. androgen receptor or estrogen receptor selective antagonists,<br />
respectively. Such experimental approaches have been used elsewhere to<br />
test the role of the prenatal testosterone surge in determining dimporhic<br />
effects in rodents [see for instance Hines et al. 1987; DonCarlos 1996;<br />
Dominguez-Salazar et al. 2002]. In the case none of these two agents can<br />
revert the dimorphic effect in the male offsprings the sex-related difference<br />
2009 591
Sezione III: Attività per progetti<br />
will be likely to be independent from the prenatal/post-natal differences in<br />
sex-hormonal.<br />
III. In the case we find no specific sex-difference in behavioral/morphological<br />
effect of Hg exposure [i.e. all groups will show similar degeneration/impairment]:<br />
we will have been able to demonstrate that Hg exposure by<br />
our approach is by far the most relevant factor in determining the autism-like<br />
phenotype, i.e. massively overwhelm the weight of the other two independent<br />
factors (i.e. sex hormones and reelin expression level). Thus, we will test in<br />
additional experiments lower dosages of Hg to determine the threshold level<br />
for Hg-induced neuroanatomical and neurofunctional alterations.<br />
IV. In the case we will not find any behavioral/morphological alteration<br />
in any Hg exposure group (2.00 or 4.00 ppm) as compared to respective controls<br />
(0 ppm): we will test the effect of higher Hg dosages.<br />
In particular, for the above mentioned experiments the behavioral/morphological<br />
parameters to be measured as outcome indices will be the ones for<br />
which an inter-group difference had been found in the first two years: all of<br />
them have been described in the methods section.<br />
The precise definition of the number of the animal used in the third year<br />
would be settled on the basis of the results of the first two years of the study.<br />
Technical notes<br />
– Every two days the volume of water intake by the mother will be measured,<br />
and the approximate daily dose will be extrapolated at the end of the<br />
experiment.<br />
– It has been demonstrated that the MeHg aqueous solution does not<br />
need to be freshly prepared throughout the experiments: a concentration<br />
modification of less than 3% has been demonstrated three days after modification<br />
[Rasmussen and Newland 2001].<br />
– Castration at P0 will be performed according to standard experimental<br />
procedures [Lisciotto et al. 1990]. Since surgical stress per se has been shown<br />
to affect brain development in several areas (see for instance) the control<br />
groups throughout the whole study will be sham-operated as well.<br />
DATA ANALYTIC STRATEGIES AND POWER ANALYSES<br />
We have calculated the need of approximately 250 pups for the first two<br />
years. This number of animals is compatible with the foreseen behavioral and<br />
morphological assessments (we plan to process blocks of 14 animals each 3<br />
weeks). Animal numbers in the third year will depend on the results of the<br />
first two years. Statistical analysis will be performed by three-way ANOVA<br />
with gender (including gonadectomized males), genotype (+/+ and rl/+) and<br />
treatment (MeHg 0 ppm, 2 ppm, and 4 ppm) as independent variables, using<br />
the Sigma Stat software package (version 3.1 for Windows); individual differences<br />
will be tested by the Bonferroni-corrected t-test.<br />
592 2009
EC.11 – NEUROPROTECTIVE STRATEGIES<br />
FOR MULTIPLE SCLEROSIS<br />
Coordinatore scientifico di progetto<br />
FRANCESCA ALOISI<br />
Istituto Superiore di Sanità<br />
U.O.26 – Luca Battistini<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
European Commission – FP6 – Call 2005
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPANTS<br />
P1 – Aloisi/ ISS (Istituto Superiore di Sanità), Italy – Competence: Glial cell<br />
biology, chemokines, immunopathology of EAE/MS. Role in the Project: EAE<br />
models with CNS ectopic lymphoid tissue; lentivirus-mediated CNS expression<br />
of cytokines/chemokines regulating B cell responses; laser microdissection;<br />
confocal microscopy; analysis of ectopic lymphoid tissue in the MS<br />
brain; glial cell (oligodendrocytes, astrocytes, microglia) cultures for evaluation<br />
of neuroprotective compounds; glial cell functional assays.<br />
P2a – Bähr/ UKG-GOE – Competence: Neurodegeneration, apoptosis, intracellular<br />
signaling pathways. Role in the Project: Animal model of MS with optic<br />
nerve degeneration; analysis of apoptotic pathways in neurons; development<br />
of anti-apoptotic therapies and HIVTAT- fusion proteins; functional evaluation<br />
(evoked potentials) and MRI assessment of therapeutic strategies.<br />
P2b – Brück/ UKG-GOE – Competence: Neuropathology of MS/EAE, MS brain<br />
biopsies. Role in the Project: Validation of gene polymorphisms in MS brain<br />
tissue; neuropathological analysis of animal models; organization of the Neuropathology<br />
Reference Center.<br />
P3 (P8b starting from month 25) – Holmdahl/ ULUND (Lund University),<br />
Sweden – Competence: Genetic analysis of animal models of MS, positional<br />
cloning of disease relevant genes, functional analysis of candidate genes. Role<br />
in the Project: Identification of disease-relevant genes in congenic mouse<br />
strains and validation of their functional role; EAE models; functional<br />
genomics; bioinformatics; mutated and transgenic mice; ex-vivo immunological<br />
studies.<br />
P4 – Fugger (Frise)/ MRC (Medical Research Council), United Kingdom –<br />
Competence: Genetics of MS, MHC genes, humanized animal models. Role in<br />
the Project: Validation of the human polymorphisms (e.g. MHC, CIITA) in animal<br />
models; role of MHC class I and class II molecules in CNS autoimmunity;<br />
generation of humanized animal models expressing MS-relevant MHC class I<br />
and class II molecules and T-cell receptors.<br />
P5 – Lassmann/ MUW (Medical University of Vienna), Austria – Competence:<br />
Neuropathology of MS, EAE and other neurodegenerative diseases. Role in<br />
the Project: Validation of candidate genes in pathological brain samples; neuropathological<br />
analysis of animal models; organization of the Neuropathology<br />
Reference Center.<br />
P6 – Liblau-Saoudi/ INSERM (Institut National de la Santé Et de la<br />
Recherche Médicale), France – Competence: Clinical and experimental neuroimmunology,<br />
humanized animal models. Role in the Project: Development<br />
of animal models (including humanized animal models) to study the pathogenic<br />
role of encephalitogenic CD8+ T cells and evaluation of neuroprotective<br />
compounds; immunological studies; genotyping; analysis of Treg function.<br />
P7a – Nave/ MPG (Max-Planck Institute of Experimental Medicine), Germany<br />
– Competence: Myelin and oligodendrocyte biology, demyelinating diseases.<br />
594 2009
EC.11 – Neuroprotective strategies for multiple sclerosis<br />
Role in the Project: Myelin mutant mice; laser microdissection of fluorescently<br />
labed neurons and glial cells; cDNA microarrays; transgenic mice.<br />
P7b – Wekerle/ MPG (Max-Planck Institute of Neurobiology), Germany – New<br />
partner at month 27 – Competence: Reconstitution and functional evaluation<br />
of TCR specificities in the MS brain. Role in the Project: Laser capture<br />
microdissection, single cell PCR analysis, CDR3 spectratyping, transfections,<br />
T-cell stimulation assays.<br />
P8 – Olsson/ KI (Karolinska Institute), Sweden – Competence: Genetic analysis<br />
of MS and animal models of MS and neurodegeneration, clinical and experimental<br />
neuroimmunology. Role in the Project: Identification of disease-relevant<br />
genes in congenic rat strains and validation of their functional role; rat<br />
models of EAE and neurodegeneration; functional genomics; identification of<br />
gene polymorphisms in Swedish MS patients; high throughput SNP analysis.<br />
P9 – Peltonen/ NPHI (National Public Health Institute), Finland – Competence:<br />
Genetics of human diseases, molecular pathogenesis of mutated genes,<br />
animal models. Role in the Project: Identification of gene polymorphisms in<br />
Finnish MS patients; high throughput SNP analysis; DAP12 mutant mice;<br />
cDNA microarray analysis; bioinformatics.<br />
P10 – Perry/ USOU (Southampton University), United Kingdom – Competence:<br />
Mechanisms of CNS inflammation and neurodegeneration in human<br />
and experimental diseases, innate immunity. Role in the Project: Animal model<br />
of Wallerian degeneration; influence of systemic infection on neurodegeneration;<br />
microglia reactivity; inflammatory mediators in the CNS; proteomics;<br />
bioinformatics.<br />
P11 – Smith/ KCL (King’s College London), United Kingdom – Moved to ION<br />
UCL/P24 at month 25 - Competence: Axonal pathology in demyelinating and<br />
neurodegenerative CNS diseases, NO-mediated neurotoxicity. Role in the Project:<br />
Testing of sodium channel and sodium/calcium exchanger blockers in in<br />
vitro and semi-in vivo spinal cord preparations; electrophysiological and morphometric<br />
studies; focal demyelinated lesions. In vivo confocal spinal cord<br />
imaging methods in EAE.<br />
P12 – Pfizenmaier/ USTUTT (University of Stuttgart), Germany – Competence:<br />
TNF signaling, apoptosis, recombinant proteins, targeting. Role in the Project:<br />
Human TNF receptor selective agonists and antagonists.<br />
P13 – Eisel/ USGR (Groningen University), The Netherlands – Competence: TNF<br />
signaling, neuroprotective signaling pathways, transgenic and mutant mouse<br />
approaches. Role in the Project: Development of humanized mouse models for<br />
TNFR subtype activation; models of brain ischemia; cultured neurons.<br />
P14 – Probert/HPI (The Hellenic Pasteur Institute), Greece – Competence:<br />
Cytokine signaling in neuroinflammation, transgenic mouse models of CNS<br />
inflammation. Role in the Project: Validation of TNFR1 signaling compounds<br />
in animal models of acute and chronic neurodegeneration; integration of data<br />
sets from cDNA microarray analyses of different disease models and in silico<br />
simulation of the CNS inflammatory response and disease-related pathways.<br />
2009 595
Sezione III: Attività per progetti<br />
P16 – Buurman/HBT (HyCult biotechnology b.v.), The Netherlands – Competence:<br />
Biotechnology of recombinant proteins, monoclonal and polyclonal<br />
Abs. Role in the Project: Production of antagonistic huTNFR1 specific Fab and<br />
scFv (H398 derivatives), murine TNFR1 and TNFR2 specific antagonistic/agonistic<br />
mAbs to test in in vitro and in vivo disease models.<br />
P17 – Olofsson/ARX (Arexis), Sweden – Competence: See Biovitrum/P21. Role<br />
in the Project: See Biovitrum/P21.<br />
P18 – Patel/ELL (Eisai), United Kingdom – Termination of participation at<br />
month 24 – Competence: Small molecule drugs. Role in the Project: Development<br />
and testing of glutamate antagonists and calcium channel blockers for<br />
neuroprotective activity in vitro and in animal models.<br />
P19 – Neumann/UNI-BONN (University of Bonn), Germany – Competence:<br />
CNS innate immunity, mechanisms of axonal and neuronal damage. Role in<br />
the Project: Studies in TREM-2/DAP12 mutant mice and TREM- 2 knockdown<br />
mice; in vitro models for the study of microglia-axonal interactions and<br />
evaluation of neuroprotective compounds; axonal transport; intracellular signaling<br />
pathways; lentiviral vectors for expression of GFP-tagged synaptic and<br />
mitochondrial genes; lentivirus-mediated RNA interference of microglia proinflammatory<br />
genes; time lapse microscopy and confocal/2-photon laser scanning<br />
microscopy.<br />
P20 – Kettling/DIREVO (DIREVO Biotech AG), Germany – Termination of<br />
participation at month 12 – Competence: TNF expression, recombinant proteins,<br />
assay development, kinetic characterization, biophysical methods. Role<br />
in the Project: Development of human TNF receptor selective agonists. Application<br />
of relevant methods for their detailed characterization of biochemical<br />
and biophysical properties. In-vivo characterization.<br />
P21 – Olofsson/Biovitrum (previously ARX/P17) – Termination of participation<br />
at month 24 – Competence: Molecular genetics, target validation in animal<br />
models, pharmacotoxicology. Role in the Project: Validation of Ncf-1 in<br />
EAE development; development of Ncf1 targeting compounds with therapeutic<br />
efficacy in animal models of MS; bioinformatic integration: genotype-phenotype<br />
data base integrating the results of genomic and proteomic studies<br />
obtained in animal models.<br />
P22 – Hermann/Celonic (Celonic), Germany – Entry at month 13 – Competence:<br />
Recombinant protein therapeutics and mammalian expression systems.<br />
Role in the Project: Production in mammalian systems of humanized anti-<br />
TNFRI antibody and TNF fusion proteins.<br />
P23 – Olofsson/RdOX (Redoxis), Sweden – Entering at month 25 – Competence:<br />
Molecular genetics, target validation in animal models, pharmacotoxicology.<br />
Role in the Project: Validation of Ncf-1 in EAE development; development<br />
of Ncf1 targeting compounds with therapeutic efficacy in animal models<br />
of MS; bioinformatic integration: genotype-phenotype data base integrating<br />
the results of genomic and proteomic studies obtained in animal<br />
models.<br />
596 2009
EC.11 – Neuroprotective strategies for multiple sclerosis<br />
P24 – Smith/ION UCL (University College London ION), United Kingdom –<br />
Moving to UCL at month 25 – Competence: Axonal pathology in demyelinating<br />
and neurodegenerative CNS diseases, ischemia and NO-mediated neurotoxicity.<br />
Role in the Project: Testing of sodium channel and sodium/calcium<br />
exchanger blockers in in vitro and semi-in vivo spinal cord preparations; electrophysiological<br />
and morphometric studies; focal demyelinated lesions. In<br />
vivo confocal spinal cord imaging methods in EAE.<br />
P25 – R. Diem/USAAR (University of Sarlaand), Germany – Moving from UK-<br />
GOE to USAAR at month 27 – Competence: Analysis of neuroprotective compounds<br />
acting on ion channels. Role in the Project: Animal model of MS with<br />
optic nerve degeneration; analysis of apoptotic pathways in neurons; electrophysiological<br />
techniques.<br />
P26 – Battistini/FSL (<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>), Italy – Competence: T cell<br />
biology Autoimmunity Immunopathology of MS. Role in the Project: Multiparametric<br />
flow cytometry; cell sorting. Phenotypic and functional characterization<br />
of EBVspecific T cells. Culture of T cell lines and clones.<br />
PROJECT OBJECTIVES<br />
The overall aim of the NeuroproMiSe project is to elucidate the molecular<br />
mechanisms underlying inflammation-driven injury of the central nervous<br />
system (CNS) and to define novel targets, validated in animal models, for the<br />
development of therapeutic strategies for highly debilitating neuroimmune<br />
diseases. NeuroproMiSe will achieve this goal through a disease-oriented<br />
approach by identifying the essential genes and critical pathways leading to<br />
multiple sclerosis (MS), the most common inflammatory disease of the CNS.<br />
Given the importance of axonal damage and neuronal loss in determining<br />
clinical deterioration in MS patients and the lack of effective therapies for<br />
prevention of MS progression, the project is strongly oriented towards achieving<br />
a better understanding of the molecular basis of neurodegeneration, and<br />
direct protection of axons/neurons through targeting of critical signaling pathways.<br />
The knowledge and products generated in this project may also have<br />
implications for the pathogenesis and therapy of other acute and chronic neurodegenerative<br />
diseases with an inflammatory component.<br />
The major, specific NeuroproMiSe objectives are the following:<br />
1 – To identify candidate genes involved in CNS tissue destruction in MS<br />
and animal models of neuroinflammation and neurodegeneration, and decipher<br />
their pathophysiological role. This goal will be achieved through:<br />
a) A ‘disease-driven’ strategy, that will allow to identify genes and pathways<br />
associated with disease susceptibility and course in animal models of<br />
MS and neurodegeneration, and to use this information to define synonymous<br />
genes in homogeneous and well characterized cohorts of patients with<br />
MS and population-based controls. The unique animal platform of mouse and<br />
rat congenic strains established by P3 and P8 will be used for identification of<br />
diseasesusceptibility genes and associated molecular pathways (first results<br />
expected by month 18), and for the study of gene-gene and gene-environment<br />
2009 597
Sezione III: Attività per progetti<br />
interactions to identify new diseaseregulatory genes and their interactions<br />
(month 36). Validation of candidate genes and mechanistic pathways will be<br />
performed by gene and protein expression analysis and bioinformatics, and<br />
by using a wide array of already-existing and to-be-developed genetically<br />
modified mice in relevant disease models (knockin, knockout and knockdown)<br />
(month 24 to 60). These animal models will be also used to test the efficacy<br />
of neuroprotective compounds (up to month 60).<br />
b) Identification of disease-associated genes in MS case cohorts and families,<br />
exploiting the knowledge derived in experimental disease models. The<br />
human studies, which will be conducted in parallel with the animal studies,<br />
will utilize genomic DNA from a large cohort of Swedish MS patients and ethnically<br />
matched controls (P8), and families affected by MS in Finland (P9), all<br />
with extensive clinical and genotypic characterization. In a first step, new<br />
genotypic information will be obtained in the context of already known risk<br />
genes, to control for epistasis and other gene-gene interactions (month 18). To<br />
characterize the allelic diversity of these known genes, high-throughput single<br />
nucleotide polymorphism (SNP) genotyping and haplotype analysis will be<br />
carried out (up to month 24). SNP genotyping will be then performed for<br />
selected genes identified in the animal model genetic platforms (up to month<br />
60). In an attempt to link disease-relevant gene polymorphisms to specific patterns<br />
of CNS tissue damage, a smaller cohort of MS patients with extensive<br />
neuropathological information obtained from brain biopsies (P2b) will be<br />
included in these studies.<br />
c) Application of advanced genomics and proteomics to animal models of<br />
neuroinflammation and neurodegeneration (including myelin mutant mice,<br />
TREM2/DAP12 deficient mice, Wallerian neurodegeneration) to identify new<br />
targets for neuron- and axon- protective therapy as well as biomarkers of early<br />
and late signs of neuronal loss (month 24). Candidate genes/proteins will be<br />
confirmed using different approaches (real time PCR, in situ hybridization,<br />
immunohistochemistry, western blotting) (month 36) and tested for pathophysiological<br />
relevance using gene targeting strategies and functional assays<br />
(up to month 60). The data obtained in the different models will be compared<br />
with the aim of identifying common genes or pathways that contribute to<br />
neurodegeneration (month 36).<br />
These animal models wil be also used to validate potential therapeutic<br />
interventions in more advanced stages of the project (up to month 60).<br />
2 – The second objective of NeuroproMiSe is to analyze essential<br />
immunopathological mechanisms of axonal and glial injury in MS, to support<br />
the development of new protective therapies for neuroimmune disorders. To<br />
obtain further insight into the specific involvement, relevance and interdependence<br />
of different immune-mediated mechanisms of CNS tissue damage,<br />
the following tasks will be addressed:<br />
a) Improved transgenic animal models for MS with inducible and constitutive<br />
expression of a specific antigen in defined neuronal and glial cell populations<br />
will be developed by P6 to identify in vivo the mechanisms of CNS tissue<br />
damage mediated by cytotoxic CD8+ T cells (month 24).<br />
598 2009
EC.11 – Neuroprotective strategies for multiple sclerosis<br />
b) Humanized animal models will be generated to study the role in MSlike<br />
disease evolution of autoreactive human CD8+ T cells recognizing an<br />
HLA: neural self peptide complex relevant for MS or cross-reactive with<br />
microbial antigens, and of epistatic interactions in the MS-associated DR2<br />
haplotype (P4) (month 24).<br />
c) The pathogenic relevance of ectopic lymphoid tissue (B-cell follicles)<br />
in neuroinflammatory processes will be investigated by P1 in the MS brain<br />
and in EAE models using strategies to promote or prevent the formation of an<br />
intracerebral lymphoid microenvironment (month 24).<br />
d) In vitro and in vivo models will be developed by P19 to study the signaling<br />
pathways underlying axonal transport disturbance and axonal injury<br />
induced by microglia-derived inflammatory mediators (month 24).<br />
e) Characterization of the antigenic specificity of CD8+ T cells infiltrating<br />
the MS brain (P7b).<br />
f) Characterization of the EBV-specific CD8 T-cell response in MS<br />
patients (P26).<br />
The above studies are expected to generate new knowledge on MS<br />
immunopathogenesis (month 36), which will help to define new rational ways<br />
of developing disease modifying drugs, and new animal models useful for<br />
analyzing interactions with newly identified genes and for evaluating the therapeutic<br />
efficacy of neuroprotective compounds developed by other participants<br />
(up to month 60).<br />
3 – The third objective of NeuroproMiSe is to develop new neuroprotective<br />
drugs based on targets identified and validated in animal models. As a<br />
first step, a number of critical pathways of neurodegeneration and neuroprotection<br />
will be investigated, and already existing and newly developed drugs<br />
will be tested, in search of the best strategy to protect CNS cells from inflammatory<br />
insults. Targets identified in the genetic and genomic studies and validated<br />
in the disease models described above will also provide seeds for the<br />
development of new therapeutic compounds. In this context, the specific tasks<br />
will be:<br />
a) To achieve neuroprotection by targeting molecules that are critically<br />
involved in the regulation and function of myeloid cells, like the TREM-2<br />
receptor and its associated signaling molecule DAP-12, and Ncf-1, a component<br />
of the NAPDH oxidase complex. New compounds targeting the Ncf-1<br />
pathway will be developed by P21 (previously P17), and starting from month<br />
25 by P23 (replacing P21) (month 36). The molecular pathways regulated by<br />
TREM-2 and Ncf-1 will be further explored (up to month 48). Moreover, compounds<br />
modulating TREM-2 and Ncf-1 pathways will be evaluated for their<br />
therapeutic efficacy in animal models of CNS inflammation (up to month 60).<br />
b) To develop compounds targeting tumor necrosis factor receptor<br />
(TNFR) subtypes for neuroprotective therapy (month 24). Based on previous<br />
technology developed by the applicants (P12, P13, P16 and P22), genetic engineering<br />
of human TNF and antibody-based reagents will be used to construct<br />
novel TNFR specific agonists and antagonists capable of a selective triggering<br />
of TNFR2 and a selective inhibition of TNFR1, respectively (month 24).<br />
2009 599
Sezione III: Attività per progetti<br />
Genetically modified mice that express the two human TNF receptors will be<br />
generated by P13 to investigate the in vivo function of human specific therapeutics<br />
targeting TNF receptors (month 24). In a complementary approach,<br />
P14 will explore a recently identified mechanism of neuroprotection, which<br />
involves the TNFR1 intracellular signaling pathway in CNS neurons and is<br />
effective in acute excitotoxic and ischemic brain injury, and use this information<br />
to develop cell penetrating compounds that will enhance this neuroprotective<br />
pathway (month 24). The therapeutic efficacy of the above compounds<br />
will be tested in in vitro systems, humanized animal models and other models<br />
of neuroinflammation/neurodegeneration utilized by the consortium (up to<br />
month 60).<br />
c) To evaluate the efficacy of sodium channel blockers and calcium channel<br />
blockers and glutamate receptor antagonists, in axonal protection. New<br />
drugs that block different types of sodium channels, inhibit the reverse mode<br />
of operation of the sodium/calcium exchanger and counteract the neurotoxic<br />
actions of glutamate receptor activation leading to excessive accumulation of<br />
cytosolic calcium will be tested by P24 (ex P11) and P18 (until month 24) in<br />
experimental systems of increasing complexity (month 36). This should help<br />
identify the best compound to be used in clinical trials (month 48 or 60).<br />
d) To evaluate the therapeutic efficacy of combined anti-apoptotic and<br />
anti-inflammatory compounds in a rat model of EAE with optic neuritis. Specific<br />
intracellular pathways involved in neuronal apoptosis will be manipulated<br />
by treatment with neurotrophic factors, neurotrophin-like substances,<br />
pharmacological approaches or new protein transfer tools (TAT-fusion proteins)<br />
developed by P2a (month 36). These tools will be also tested in combination<br />
with known immunomodulatory agents and compounds developed by<br />
other partners (up to month 60).<br />
The generation of new compounds, tested for their anti-inflammatory and<br />
neuroprotective efficacy, and of bifunctional molecules for targeting of neuroprotective<br />
activities specifically to neurons and glial cells will permit the application<br />
of innovative approaches for the treatment of neuroinflammatory diseases.<br />
The simultaneous development and complementarity of the strategies<br />
described above ensures that substantial interactions and synergism among<br />
participants will take place during the entire project and will lead to new<br />
insights into the mechanisms underlying inflammatory neurodegeneration<br />
and neuroprotection, opening the way to the evaluation of combination therapies<br />
in clinical trials.<br />
To accelerate the achievement of the NeuroproMiSe objectives, horizontal<br />
activities will be developed through the establishment of neuropathology and<br />
genomics/proteomics facilities (month 1 or 7 to 60) and training activities<br />
(month 10 to 60). This will ensure the uniform availability and distribution of<br />
technological know-how in cutting-edge technologies of lesion analysis/imaging<br />
and functional genomics.<br />
The NeuroproMiSe management will be implemented through a General<br />
Assembly and a Steering Committee, which will oversee all scientific, training,<br />
innovation and administrative activities of the consortium (month 1 to 60). To<br />
600 2009
EC.11 – Neuroprotective strategies for multiple sclerosis<br />
support coordination, training and result dissemination, a NeuroproMiSe<br />
interactive web-site will be created and continuously updated (month 6 to 60).<br />
The NeuroproMiSe partners hold all the technologies and patents relevant<br />
to the strategies pursued in this project and all partners have freedom to<br />
operate within the outlined project. Within the consortium, collaborations<br />
between different groups already exist with a long history of successful cooperation.<br />
The global knowledge and expertise of the partners in human and<br />
animal genetics, clinical and experimental neuroimmunology, and neurobiology,<br />
and the participation of biotechnology companies with a strong interest<br />
in the development of anti-inflammatory and neuroprotective drugs, constitute<br />
the ideal framework for the success of this project and will stimulate<br />
cross-disciplinary research and training, as well as promote innovative solutions.<br />
It is expected that with the knowledge acquired about specific genes<br />
and pathways involved in inflammatory neurodegeneration and neuroprotection,<br />
and with the compounds developed on the basis of this knowledge,<br />
within the 5 years of the project candidate molecules will be made available<br />
and proposed for subsequent clinical evaluation. Altogether, the planned<br />
activities of the NeuroproMiSe consortium will represent a significant<br />
advance of the state of the art. Knowledge and products generated will speed<br />
up effective treatment of neuroimmune diseases.<br />
GENERAL DESCRIPTION AND MILESTONES<br />
The NeuroproMiSe Project is structured into Scientific Subprojects:<br />
– Subproject Identification: Identification of candidate genes involved in<br />
inflammatory neurodegeneration<br />
Workpackages I1-I6<br />
– Subproject Mechanisms: Analysis of key effector mechanisms of inflammatory<br />
CNS injury<br />
Workpackages M1-M6<br />
– Subproject Validation: Development of new therapeutics for neuroprotection<br />
based on targets identified and validated in animal models<br />
Workpackages V1-V8<br />
– Subproject Horizontal Integration: Integrated activities related to neuropathology,<br />
genomics and proteomics studies<br />
Workpackages H1-H2<br />
– Subproject Training: Educational training programme and Training<br />
workshops<br />
Workpackages T1, T2<br />
– Subproject Management: Scientific, administrative and business management.<br />
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 26 che fa<br />
capo alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
2009 601
Sezione III: Attività per progetti<br />
Subproject Mechanism<br />
P26 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Luca Battistini<br />
Objectives<br />
The objective is to accurately define the ab CD8+ and gd T cell subsets<br />
that respond to EBV antigens in peripheral blood obtained from MS patients<br />
in the different phases of the disease. The crucial aspect of this project is to<br />
monitor these responses in a follow-up study, and to correlate them with the<br />
activity of MS, measured both clinically and by MRI. Furthermore, these cell<br />
subsets will be functionally characterized, in order to determine their cytotoxic<br />
potential and/or their ability to release pro-inflammatory cytokines.<br />
Description of work<br />
The experimental plan will develop according to the following steps:<br />
1) Selection of 50 MS patients willing to participate in the follow-up<br />
study, which consists of an average of 4 blood drawings per year. These<br />
patients, when possible, will also undergo imaging studies by MRI. The clinical<br />
evaluation will be performed by Diego Centonze, Neurologist at FSL,<br />
before each blood drawing.<br />
2) Phenotypic characterization of EBV-specific T cell subsets will be performed<br />
with polychromatic flow cytometry using pentamers containing EBVderived<br />
peptides (from proteins specific for the lytic or the latent phase of disease).<br />
These pentamers have been tested successfully and the most appropriate<br />
combination of markers has already been established.<br />
3) Functional characterization of EBV-specific T cell subsets will be performed<br />
by analyzing their cytotoxic potential and their ability to secrete<br />
proinflammatory cytokines.<br />
4) CD8 ab and gd T cell clones obtained from the CSF of MS patients will<br />
be tested for EBV-specificity.<br />
Deliverables<br />
1 – Identification and characterization of EBV-specific ab CD8+ and gd T<br />
cells in MS patients (54 month).<br />
2 – Correlation of the EBV-specific immune response with the clinical<br />
course of the disease (60 month).<br />
Milestones and expected result<br />
1 – Knowledge on the phenotypical and functional characteristics of EBVspecific<br />
T cells in MS patients in different phases of disease activity.<br />
2 – Knowledge on the role of EBV-specific T cells in MS pathogenesis.<br />
602 2009
EC.13 – MOTIVATING PLATFORM<br />
FOR ELDERLY NETWORKING, MENTAL<br />
REINFORCEMENT AND SOCIAL INTERACTION<br />
Coordinatore scientifico di progetto<br />
STELIOS PANTELOPOULOS<br />
SingularLogic S.A. (SILO), Greece<br />
U.O.12 – Roberta Annichiarico<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
European Commission – FP7 – Call 2008
Sezione III: Attività per progetti<br />
BENEFICIARIES<br />
U.O.1 – Industry: SingularLogic S.A. (SILO), Greece – Stelios Pantelopoulos<br />
U.O.3 – Public University: Universidad Politecnica de Valencia –<br />
LabHuman (UPVLC), Spain – Mariano Alcañiz,<br />
Jose Antonio Gil Javier, Montesa Andrés, José Miguel Martinez Sáez,<br />
David Pérez López, Germán Porto<br />
U.O.4 – Research Center: AIJU (AIJU), Spain – Rocío Zaragoza<br />
U.O.5 – Commity/City: Trondheim Kommune, Kulturenheten<br />
(TRONDHEIM), Norway – Rolf B. Jensen<br />
U.O.6 – General Hospital: Diagnostic and therapeutic center of Athens –<br />
“ Hygeia ” societe anonyme (HYGEIA), Greece – Paraskevi Sakka<br />
U.O.7 – Municipality: City of Forlì, Welfare Policies Service (COFO), Italy –<br />
Rossella Ibba<br />
U.O.8 – Hospital: Forli’s Local Health Organization, Morgagni Pierantoni<br />
Hospital (AUSL), Italy – Giulio Cirillo<br />
U.O.11 – Commercial Organisation: PREVI S.L. Psicologia Y realidad<br />
virtual (PREVI), Spain – Reyes Moliner<br />
U.O.12 – Hospital, Care Services Provider: <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> (FSL),<br />
Italy – Roberta Annichiarico<br />
U.O.13 – Industry: CEDAF/Gruppo Maggioli (CEDAF), Italy –<br />
Paolo Matterelli<br />
U.O.14 – Public Authority: Social Policy Center of the Municipality<br />
of Kifissia (SPC), Greece – Eva Stamou<br />
PROPOSAL ABSTRACT<br />
SOCIABLE will pilot a radically new ICT based approach for integrated<br />
support of mental activity, as well as boosting of social interaction for individuals<br />
that have been diagnosed to suffer from mild dementia. SOCIABLE will<br />
integrate human support and care services offered by care centres and specialized/expert<br />
operators (e.g., geriatric internist, geriatric psychiatrist, neurologist,<br />
neuropsychologist or geropsychologist), with state-of-the-art ICT infrastructure<br />
and independent living technologies.<br />
This new approach will build upon three tested (in the scope of the award<br />
winning Elder Games project) technological pillars, which have proven therapeutical<br />
value, namely:<br />
(a) Novel perceptive mixed reality interfaces based on multi-touch<br />
surfaces.<br />
(b) An open platform for cognitive training games development, which<br />
allows the flexible creation and customization of cognitive training games.<br />
(c) “ Profiling ” and social “ matching ” capabilities boosting social networking<br />
and interaction between aged individuals. SOCIABLE will be<br />
604 2009
EC.13 – Motivating platform for elderly networking, mental reinforcement and social interaction<br />
piloted with the participation of 350 senior citizens in 7 different pilot sites<br />
(trondheim Kommune, Hygeia, Morgagni Pierantoni Hospital, Municipality<br />
of Forlì, Social Policy Center of the Municipality of Kifissia, <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Foundation and PREVI S.L) from 4 European countries (Greece, Italy, Norway,<br />
Spain).<br />
Overall, SOCIABLE will integrate, deploy and operate an innovative<br />
ICT-enabled on-line service for assessing and accordingly reinforcing the<br />
mental state of the elderly through pleasant gaming activities for cognitive<br />
training, while at the same time boosting their social networking and activating<br />
their day-to-day interpersonal interactions. SOCIABLE is envisaged<br />
as a service with high potential for societal impact that could add significant<br />
value to current service offerings of care services providers. Furthermore, it<br />
is associated with a clear business potential for sustainability and wider use<br />
by care service providers within (but also outside of) the SOCIABLE consortium.<br />
PROJECT OBJECTIVES<br />
The goal of the SOCIABLE project is to integrate, deploy and operate an<br />
innovative ICT-assisted service for assessing and accordingly reinforcing the<br />
mental state of the elderly through pleasant gaming activities for cognitive<br />
training, while at the same time boosting their social networking and activating<br />
their day-to-day interpersonal interactions. In realizing this goal the project<br />
sets the following measurable, verifiable and more detailed technological,<br />
societal and socio-economic objectives.<br />
Technological Objectives<br />
– Objective 1: To define the cognitive training and social interaction services<br />
that will be offered via the SOCIABLE platform. This hinges on the<br />
detailed definition of games, exercises, “ profiling ” characteristics and<br />
“ matching ” rules that experts will judge as being most appropriate for the<br />
targets users (i.e. the users participating in SOCIABLE pilots). This definition<br />
is a prerequisite to defining and implementing cognitive games, as well as<br />
caretaker mediated “ matching ” services.<br />
– Objective 2: To provide a technical specification of the SOCIABLE platform<br />
in terms of software, hardware and middleware components, as well as<br />
delivery channels. This specification will be down to technical detail and will<br />
enable the integration of the SOCIABLE components. It will define the structuring<br />
principles for integrated and deploying the SOCIABLE infrastructure,<br />
across care centres and home environments.<br />
– Objective 3: To prepare the pilot sites (in Greece, Italy, Spain, Norway)<br />
in terms of technological infrastructure (software, hardware, middleware, networks),<br />
as well as operational processes, user selection and training. This<br />
includes blending the technological infrastructure with appropriate processes<br />
for human mediated social interaction and continuous individualized cognitive<br />
training.<br />
2009 605
Sezione III: Attività per progetti<br />
– Objective 4: To pilot the SOCIABLE service for (at least) 18-months in<br />
the all sites, while providing continuous technical support and realizing an<br />
improvement of the services.<br />
– Objective 5: To design, specify and develop a surveillance system dedicated<br />
to measuring the cognitive status and impairment evolution of the users<br />
in the pilot sites. This system will leverage information from the SOCIABLE<br />
ICT infrastructure and will exploit business intelligence technologies to assess<br />
the system and deduce its optimal use.<br />
Socio-Economic Objectives<br />
– Objective 6: To devise, evolve, finalize and execute business plans for<br />
exploiting the SOCIABLE service, in a way that benefits all stakeholders<br />
across the value chain, but also the society as a whole. Business plan execution<br />
will target the sustainable deployment of the SOCIABLE service, while<br />
also including a thorough marketing campaign. Business plans must also take<br />
into account the integration of public bodies into the SOCIABLE services, as<br />
well as the means for funding the required ICT infrastructures.<br />
– Objective 7: To enable the cost effective deployment of cognitive training<br />
games platforms in both leisure centres and the homes of the elderly.<br />
Societal Objectives<br />
– Objective 8: To assess the importance of the SOCIABLE services and<br />
use the assessment results for policy related contributions both at national<br />
and EU levels. The assessment will be a joint effort of end-users, and specialized/expert<br />
operators of the care centres (such as geriatric internist, geriatric<br />
psychiatrist, neurologist, neuropsychologist or geropsychologist).<br />
– Objective 9: To introduce a new ICT assisted approach to cognitive training<br />
and social interaction for elderly with mild dementia in both homes and care centres.<br />
Accordingly to test thoroughly this approach with more than 300 users<br />
across different sites and provide feedback for fine-tuning the service operation.<br />
– Objective 10: To successfully and essentially alleviate different forms of<br />
dementia (starting from mild dementia) based on an efficient combination of<br />
ICT assisted social interaction (community building approach) and cognitive<br />
training.<br />
RELEVANCE TO EU POLITICAL OBJECTIVES<br />
AND EU POLICIES<br />
SOCIABLE contributes directly to the ultimate goals of the ICT Policy<br />
Support Programme in the area of ICT and ageing, namely to:<br />
– Address the challenge of the ageing society and improve the inclusiveness<br />
of the information society.<br />
– Develop a range of business opportunities, with European industry, in<br />
particular SMEs, in a leading position.<br />
The tables below elaborate on the SOCIABLE contributions to each one<br />
of the above policy objectives.<br />
606 2009
EC.13 – Motivating platform for elderly networking, mental reinforcement and social interaction<br />
RELEVANCE TO NATIONAL LEVEL POLICIES AND STRATEGIES<br />
SOCIABLE is perfectly in line with National Level Policies about ICT and<br />
ageing in general, as well as the wider e-Inclusion policies. Moreover, the<br />
project has strongly considered the status of e-Inclusion activities towards<br />
shaping its business plan. In the sequel, we present SOCIABLE relevance to<br />
national policies and activities in some of the countries (Norway, Greece and<br />
Italy), which are the countries of origin for the pilot sites involved in SOCIA-<br />
BLE. We also illustrate how SOCIABLE complements and reinforces these<br />
national initiatives.<br />
WORK PLAN<br />
Overall the project technical work will be organized along the following<br />
groups of activities:<br />
• Requirements and Use Cases.<br />
• Service Definition.<br />
• Services Specifications.<br />
• System Implementation and Test.<br />
• Pilot Sites Preparation.<br />
• Pilot Operation.<br />
• Dissemination and Marketing Activities.<br />
• Project Management.<br />
SOCIABLE will provide and deploy a pilot solution for integrated cognitive<br />
training of the elderly and support of their social interactions. The<br />
SOCIABLE pilot services will be deployed in different countries (Greece, Italy,<br />
Norway, Spain) with the active involvement of stakeholders from the whole<br />
value chain. SOCIABLE targets primarily mild dementia problems, and provides<br />
support for care service provision. Self activation and daily activity support<br />
are not part of SOCIABLE, but could be addressed through subsequent<br />
development.<br />
SOCIABLE will pilot integrated end-to-end solutions that involve a high<br />
degree of innovations. SOCIABLE is not focusing on partial elements of a<br />
solution; it is rather a turn key solution involving all relevant stakeholders,<br />
which is also directly usable.<br />
SOCIABLE will be piloted in seven sites (in at least 8 leisure/care centres<br />
and many in-home deployments) with approx. 350 real users and within realistic<br />
operational settings. Part of the evaluation of the pilot will be the production<br />
of a consolidated set of requirements and validated functional specifications<br />
with respect to the SOCIABLE service.<br />
List of pilot sites<br />
SOCIABLE will be piloted in 7 different pilot sites (Trondheim Kommune,<br />
Hygeia, Morgagni Pierantoni Hospital, Municipality of Forlì, <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>-Roma, Social Policy Center of the Municipality of Kifissia,<br />
PREVI S.L) from 4 European countries (Greece, Italy, Norway, Spain).<br />
2009 607
Sezione III: Attività per progetti<br />
SOCIABLE deployment in these pilot sites will allow use and evaluation by<br />
over 350 users. The successful deployment with so many users will ensure<br />
that SOCIABLE is mature enough for wider deployment, as envisaged by the<br />
consortium’s plans for sustainability of the service. At the same time the inclusion<br />
of seven different sites will allow the study of different issues and target<br />
groups.<br />
FONDAZIONE SANTA LUCIA<br />
The role in the project:<br />
• FSL will serve as a pilot site for SOCIABLE.<br />
• FSL will provide access to many people with early dementia or cognitive<br />
impairments in accordance with the SOCIABLE operational protocols.<br />
• FSL will allow for diversification of the target aged user groups, since<br />
they possess a large pool of users<br />
The following table lists the FSL pilot sites and provides a brief justification<br />
about their selection:<br />
Pilot-site Technology Raison d’être Specificity (including<br />
(Country Deployed Services deployed,<br />
/Region)<br />
possible inter-connection<br />
with another pilot-site, etc.)<br />
<strong>Fondazione</strong> SOCIABLE This is special purpose Site to be supported<br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> platform care service provider by SILO. Interconnection<br />
and selected (hospital), which relies with the other sites<br />
service(s) on specialized care will be investigated<br />
environments. It will<br />
enable the investigation<br />
of additional deployment<br />
options<br />
608 2009
ERANET – CALCIUM HOMEOSTASIS<br />
DYSFUNCTION AND MITOCHONDRIAL<br />
DAMAGE IN ALZHEIMER’S<br />
AND HUNTINGTON’S DISEASES<br />
Sottoprogetto di Progetto Transnazionale<br />
“ Molecular mechanisms underlying synaptic dysfunction<br />
in prototypic Neurodegenerative diseases<br />
related to protein misfolding ”<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
FABRIZIO TAGLIAVINI<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta<br />
U.O. 2 – FRANCESCO ANGELUCCI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
European Commission – Programma “ Neuron-Eranet ”<br />
Finanziamento 2008
Sezione III: Attività per progetti<br />
ABSTRACT OF THE TRANSNATIONAL COLLABORATIVE PROJECT<br />
A novel concept has recently emerged in neurodegenerative disorders:<br />
synaptic dysfunction may precede neuronal death by several years and can<br />
underlie many important but still reversible symptoms. The present project is<br />
a transnational and interdisciplinary study of the mechanisms that lead to<br />
synaptic impairment and eventual demise of neurons in two prototypic neurodegenerative<br />
conditions related to protein misfolding in which these<br />
processes have been mostly studied, namely Alzheimer disease (AD) and<br />
Huntington disease (HD). Both disorders involve production and deposition<br />
of abnormal protein fragments which harm neurons.<br />
The rationale of the proposed Era-Net Neuron collaboration is that some<br />
cellular changes are shared by AD and HD, such as the dysregulation of Ca 2+<br />
homeostasis and the mitochondrial function. The resulting Ca 2+ imbalance<br />
will initially result in a “ synaptopathy ”, and eventually progress to the death<br />
of neurons. At any given time, patients are likely to have cells at different<br />
stages of this gradual pathologic process. Understanding the underlying<br />
molecular mechanisms could lead to the identification of novel therapeutic<br />
targets for intervention strategies in early stages of the pathology.<br />
In a series of carefully designed and interactive sub-projects, we will use<br />
different experimental approaches (molecular, cellular and animal models)<br />
that exploit the diverse expertise available in the participating centers. We will<br />
study synaptic dysfunction by imaging techniques in cell derived from transgenic<br />
mice. We will monitor alterations of synaptic and dendritic spine<br />
remodeling, investigate changes in receptor trafficking at the synapse, explore<br />
disturbances in trafficking of different cellular components and study the role<br />
of exosomes in neurodegeneration. We will place emphasis on the Ca 2+ -dependent<br />
gene repressor DREAM.<br />
Genes that are regulated by DREAM may control expression of proteins<br />
that are important in both AD and HD. We have access to several lines of mice<br />
that are genetically modified at different levels of DREAM-related signaling.<br />
We will also pay special attention to the Permeability Transition Pore (PTP),<br />
which is another important target of Ca 2+ /mitochondrial dysregulation that<br />
may be affected in AD and HD. Changes in PTP can clearly cause a proapoptotic<br />
situation of Ca 2+ -overload, and the PTP is thus a plausible drug target.<br />
OVERALL AIMS OF THE CONSORTIUM, COORDINATION<br />
AND MANAGEMENT<br />
The proposal has two principal aims that are closely related. The first is<br />
the fostering of collaboration among Laboratories in four European Countries<br />
that work on a medically and socially important problem. However, the Consortium<br />
will not only simply strive to create the critical mass without which<br />
no significant advance will be possible. It will also integrate specific expertises<br />
that are deemed essential to the success of the enterprise. This is the second<br />
aim which was behind the decision to search for the types of know-how<br />
whose integration would be the qualitative added value of the proposal.<br />
610 2009
ERANET – Calcium homeostasis dysfunction and mitochondrial damage in Alzheimer’s and…<br />
Synaptopathies and neurodegeneration are a large topic, on which it would<br />
indeed have been possible to construct a very large Consortium with repetitive<br />
know-how.<br />
The aim of the present proposal has instead been to integrate the specific<br />
technological and conceptual knowledge, and research tools available of a<br />
group of Laboratories. It was felt that this would have increased the probability<br />
of generating substantial progress. Thus, the work foreseen will use first<br />
rate expertise in the generation and use of transgenic mice, in imaging technology,<br />
in the cellular and subcellular biochemistry of signaling functions,<br />
and in the area of mitochondrial bioenergetics. The Consortium will be coordinated<br />
in a way that will promote as much as possible the continuous<br />
exchange of information and materials, also in the form of frequent short<br />
reciprocal visits by members of the Units involved, to perform targeted work<br />
and/or discuss results. Emphasis will also be placed on educational aspects,<br />
i.e., on short stays of junior members in other Units to acquire technological<br />
knowledge and develop personal ties. It is predicted that at least once a year a<br />
communal outing will be organized in which senior, but especially junior<br />
members of the Consortium will formally present the recent results of the collaborative<br />
work. As mentioned elsewhere in this application, a webpage will<br />
be organized that will inform colleagues at large on the progress of research<br />
by the Consortium.<br />
ADDED VALUE OF THE PROPOSED COLLABORATION<br />
We will combine outstanding groups from Italy, Great Britain, Spain and<br />
Sweden in a single network. The current research aims and methodological<br />
competences of the participating partners are sufficiently closely related for<br />
there to be worthwhile and productive interactions, and still sufficiently different<br />
for the Era-Net Neuron network to stimulate novel, strong and creative<br />
synergies. Transfer of technologies between our partners and the direct project<br />
collaborations will undoubtedly fertilize the participating groups and<br />
strengthen the European research community in neurodegeneration as a<br />
whole. In conjunction with meetings of the partners we will hold open lectures<br />
where we will transfer unpublished knowledge to outside the Network<br />
in the participating centers, and thereby give added value to research in the<br />
European countries. Furthermore, when space is available, we will open<br />
training workshops to young scientists not connected to partner groups. We<br />
will have a webpage that posts the latest scientific news and puts European<br />
research into neurodegeneration at the global center stage.<br />
Together with the top-class research papers that our collaborative network<br />
shall generate, we are convinced that the aforementioned measures will<br />
positively improve the visibility and competitiveness of European molecular<br />
research into neurodegeneration. Thereby it will stimulate further international<br />
collaboration, both with other European partners and from other continents,<br />
and aid in the recruitment of young promising scientists. Naturally<br />
access to top applicants for, e.g., post-doc positions, will be an important positive<br />
added value for members of the network, which also will benefit their<br />
2009 611
Sezione III: Attività per progetti<br />
immediate neighboring research environments. Finally, we hope our results<br />
will stimulate development of novel drugs to two disorders that lack satisfactory<br />
treatment. This will provide the ultimate added value to those afflicted by<br />
the diseases and be financially rewarding for the countries involved.<br />
SUBPROJECTS<br />
1. CALCIUM HOMEOSTASIS DYSFUNCTION AND MITOCHONDRIAL DAMAGE<br />
IN ALZHEIMER’S AND HUNTINGTON’S DISEASES<br />
Responsabile scientifico: Fabrizio Tagliavini – <strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto<br />
Neurologico Carlo Besta Neuropatologia – Neurologia 5 – Italy<br />
2. SYNAPTIC DYSFUNCTION AND NEURODEGENERATION: ROLE OF DREAM<br />
MUTANTS<br />
Responsabile scientifico: Jose R. Naranjo – CSIC Centro Nacional de<br />
Biotecnología, Mol Cell Biol – Spain<br />
3. UNDERSTANDING EARLY ALTERATIONS IN SYNAPTIC AND AXONAL DYSFUNCTION<br />
AND SEEKING FOR NOVEL TARGETS FOR THERAPEUTIC INTERVENTION<br />
IN NEURODEGENERATIVE DISEASES<br />
Responsabile scientifico: Jia-Yi Li – Lund University, Department of<br />
Experimental Medical Science – Sweden<br />
4. ALTERATIONS IN PROTEIN RECYCLING AND SYNAPTIC DEGENERATION<br />
IN HUNTINGTON’S DISEASE<br />
Responsabile scientifico: Pierluigi Nicotera – Leicester University, MRC<br />
Toxicology Unit – United Kingdom<br />
5. THE ROLE OF EXOSOMES IN THE TRAFFICKING OF PROTEINS ASSOCIATED<br />
WITH ALZHEIMER DISEASE<br />
Responsabile scientifico: Giuliano Binetti – IRCCS Centro S.Giovanni di<br />
Dio-Fatebenefratelli, NeuroBioGen Lab-Memory Clinic – Italy<br />
Segue la descrizione del sottoprogetto 1 all’interno del quale, al<br />
punto 2.3, è riportato lo specifico contributo dell’Unità Operativa 2 che<br />
fa capo alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
612 2009
ERANET – Calcium homeostasis dysfunction and mitochondrial damage in Alzheimer’s and…<br />
CALCIUM HOMEOSTASIS DYSFUNCTION AND MITOCHONDRIAL DAMAGE<br />
IN ALZHEIMER’S AND HUNTINGTON’S DISEASES<br />
Fabrizio Tagliavini<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta<br />
List of participating Units<br />
U.O.1 – Istituto Veneto di Medicina molecolare, Padova – Ernesto Carafoli<br />
U.O.2 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma – Francesco Angelucci<br />
1. Abstract<br />
Neurodegenerative disorders such as Alzheimer disease (AD) and Huntington<br />
disease (HD) originate from deposition of abnormal protein aggregates<br />
that trigger a number of pathological responses, among which calcium dysregulation,<br />
mitochondrial dysfunction and oxidative stress are prominent.<br />
These changes harm neuronal function in more than one way. Synaptic<br />
dysfunction is assumed to be an early consequence of these disturbances:<br />
mitochondria are abundant in synapses, and significant alterations in synaptic<br />
transmission are a logical follow up of their defects, particularly of their<br />
ability to handle calcium. Further downstream temporally, more general<br />
derangements of the neuronal biochemistry will also become prominent, and<br />
eventually terminate with the demise of the neuron.<br />
The working hypothesis in this sub-project is that the mitochondrial<br />
inability to properly handle calcium – which may per se be linked to the dysregulation<br />
of cellular calcium homeostasis – is the event that sets in motion a<br />
series of negative processes, which may initiate at the synaptic level, but will<br />
involve in the end the entire neuron. The nature of the mitochondrial/calcium<br />
defects will thus be the object of the study that will use Alzheimer’s and Huntington’s<br />
diseases as models.<br />
On AD, we will focus on the role of the presenilins (PS) and the b amyloid<br />
peptide (Ab) in the homeostasis of calcium and the way mitochondria react to<br />
its dysregulation in selected neuronal models. In particular, the action of Ab<br />
on the Permeability Transition Pore (PTP) will be analyzed using the wildtype<br />
peptide and a peptide carrying a recently characterized amino acid substitution<br />
(i.e., A673V corresponding to position 2 of Ab), which is per se highly<br />
amyloidogenic but hinders fibrillogenesis of wild-type Ab. The suggested ability<br />
of PS to form calcium leak channels in the endoplasmic reticulum will be<br />
re-evaluated, with emphasis on the regulation – which could be transcriptional<br />
and non transcriptional – of the putative channels by the calciumdependent<br />
gene silencer DREAM. Given the role of neurotrophins on regulating<br />
synaptic plasticity and on maintenance of neuronal cell function and their<br />
involvement in neurodegenerative disorders, the effects of Ab in human and<br />
animal models on signal cascade elicited by neurotrophins and the possible<br />
influence on calcium and mitochondrial function will also be investigated.<br />
2009 613
Sezione III: Attività per progetti<br />
On HD, a number of neuronal model cells will similarly be used to<br />
explore the overall changes of calcium signaling, again emphasizing the<br />
response of the mitochondrial calcium transport system to the stress caused<br />
by the changes in cytosolic calcium. As for AD, also in this case emphasis will<br />
be placed on the function of the PTP, on its sensitivity to calcium in the<br />
matrix, and on possible ways to control its opening.<br />
2. Work plan<br />
The project will concentrate on defects that are considered basic in neurodegenerative<br />
diseases like AD and HD, i.e., the dysregulation of Ca 2+ homeostasis<br />
and the dysfunction of mitochondria (for the general background of<br />
the topic see the Presentation of the Collaboration). The idea behind the project<br />
is that these defects, which are somehow triggered by deposition of conformationally<br />
altered fragments of disease-related proteins, generate the general<br />
scenarios of the diseases, which will begin with the dysfunction of the<br />
synapse and will then inevitably progress to the global suffering of the neuron.<br />
On the whole, the work foreseen will considered the dysregulation of Ca 2+ and<br />
of mitochondrial function without differential focus on the synapse or the<br />
neuronal soma. However, some of the work will be spatially specific, e.g.,<br />
attempts will be made to develop Ca 2+ probes (i.e., recombinant aequorin)<br />
specifically targeted to the synapse.<br />
The major focus of the work will be Ca 2+ and the situation of mitochondrial<br />
stress that Ca 2+ dysregulation generates. The stress is likely to be exacerbated<br />
by an independent concomitant mitochondrial defect [Bezprozvanny<br />
and Hayden 2004; Tang et al. 2005; Panov et al. 2002; 2005; Lim et al. 2008],<br />
but the consequence of the defect will still have the dysregulation of Ca 2+ as<br />
the basic result. Both transcriptional and non transcriptional events will be<br />
studied in several distinct but related workpackages.<br />
2.1. On AD we will study the ability of PS to form leak channels for Ca 2+ in<br />
the endoplasmic reticulum (ER) and its control. For this part of the project,<br />
the focus will be on the transcriptional role of the Ca 2+ -dependent gene<br />
silencer DREAM [Carrion et al. 1999] in regulation of the putative PS channels.<br />
The work will primarily use stable neuronal clones (SH-SY5Y neuroblastoma<br />
cells) generated in the Unit, which overexpress the wild-type form of<br />
DREAM or a mutant thereof that is unable to bind calcium and thus represses<br />
target genes permanently. In addition, other neuronal cell types available in<br />
the other Units of the Consortium will be investigated. RT-PCR experiments<br />
will reveal whether the overexpression of DREAM (or, even more, of its Ca 2+ -<br />
independent mutant) affects the transcription of the PS genes. In parallel<br />
experiments, the cells will be transfected with recombinant aequorin targeted<br />
to the ER and to other cell compartments [Brini et al. 1999], to obtain a complete<br />
view of the role of DREAM in neuronal calcium homeostasis. SH-SY5Y<br />
cells non over-expressing DREAM will be used as controls. Particular attention<br />
will be devoted to the Ca 2+ dynamics in the ER, which will be studied in<br />
detail by analyzing the kinetics of ER filling, as well as of the cytosolic transients<br />
of Ca 2+ induced by stimulation of cells with InsP3-linked agonists. The<br />
614 2009
ERANET – Calcium homeostasis dysfunction and mitochondrial damage in Alzheimer’s and…<br />
analysis of ER (and cytosolic) Ca 2+ homeostasis will then be extended to cell<br />
overexpressing PS.<br />
The second line of work on PS, which will be performed in the second<br />
year of the project, will explore the possible non-transcriptional role of<br />
DREAM on the release of Ca 2+ from the ER, i.e., its direct interaction with PS.<br />
The rationale for the work stems from controversial claims that one variant of<br />
DREAM residing in the cytoplasm (originally termed calsenilin) would interact<br />
with PS, influencing its ability to release Ca 2+ from neuronal ER<br />
[Buxbaum et al. 1998]. Both DREAM and PS will thus be transiently<br />
expressed in SH-SY5Y cells also expressing aequorin targeted to the ER, and<br />
the calcium dynamics in the ER will be evaluated. From the debate in the literature,<br />
it could be expected that the co-expression would alter the dynamics<br />
of Ca 2+ homeostasis, i.e., of Ca 2+ release. This would be an indirect indication<br />
for the interaction of the two proteins, and the project foresees tests of the<br />
interaction by performing GST pull-down experiments with specific antibodies,<br />
using as probes portions of the PS that are known to face the cytosol,<br />
where DREAM could reasonably come in contact with them. Once the role of<br />
PS in the homeostasis of Ca 2+ in the ER and its interplay with DREAM has<br />
been established, in the 2 nd and 3 rd year of the project the work will be<br />
extended to PS variants carrying mutations linked to AD.<br />
It will be important to assess whether the altered Ca 2+ homeostasis could<br />
have an impact on mitochondrial metabolism. The effects on metabolism will<br />
be evaluated by measuring the ATP concentration with a specific recombinant<br />
probe, i.e., mitochondria-targeted luciferase [Jouaville et al. 1999]. The targeted<br />
Ca 2+ and ATP probes are routinely employed in the Unit, and probes to<br />
monitor Ca 2+ concentration are also available in lentiviral vectors that will be<br />
used to transduce primary neuronal cells.<br />
2.2. On AD we will also investigate another aspect of the PS function, which<br />
is related to its g-secretase activity. The PS-containing g-secretase complex is<br />
an unusual membrane-embedded protease that processes a large variety of<br />
integral membrane proteins. The PS is the catalytic core of the complex that<br />
produces the Ab peptide. The latter has been recently localized also in mitochondria,<br />
where it promotes the opening of the PTP [Moreira et al. 2001].<br />
Furthermore, we have lately identified a novel defect in the APP gene<br />
(A673V) that, unlike all other mutations linked to AD, shows a recessive<br />
mendelian trait of inheritance: only the homozygous state results in disease<br />
while heterozygous carriers are not affected, even in advanced age. In vitro<br />
data have shown that this mutation remarkably increases the fibrillogenic<br />
properties of Ab. However, co-incubation of mutated and wild-type Ab peptides<br />
– a situation that mimics the in vivo heterozygous state – hinders<br />
amyloidogenesis [Di Fede et al. submitted]. We have already generated four<br />
lines of transgenic mice expressing the A673V-mutated human APP under<br />
the control of the Thy1 promoter. The animals are now been crossed with<br />
APP knock-out mice to obtain Tg mice expressing only the human V673-<br />
APP variant. These mice will be analyzed to determine the in vivo consequences<br />
of the mutation, including those on the synaptic transmission,<br />
2009 615
Sezione III: Attività per progetti<br />
which will be assessed by other Units of the Consortium. Furthermore, animal<br />
and cell models will be treated with short Ab synthetic peptides carrying<br />
A-to-V amino acid substitution at position 2 (corresponding to position<br />
673 of APP770) to investigate the inhibition of Ab polymerization, the<br />
desegregation of preformed Ab aggregates and the abolition and/or the<br />
inhibition of amyloid-induced neurotoxicity. We will also use the mutation<br />
to explore how it interferes with the mitochondrial Ca 2+ metabolism, i.e.,<br />
with the PTP. We will study cell lines stably transfected with human V673-<br />
APP variant or cell lines expressing both wild-type and mutant APP, to analyze<br />
mitochondrial Ca 2+ homeostasis and mitochondrial metabolism as<br />
indicated above.<br />
2.3. Neurotrophins are proteins involved in survival, differentiation and function<br />
of specific brain neuronal populations including those affected in AD<br />
[Elliott and Ginzburg 2006]. Neurotrophin availability is required in adulthood,<br />
where these factors control synaptic function and plasticity, and sustain<br />
neuronal cell survival, morphology and differentiation.<br />
Removal of neurotrophins (nerve growth factor) causes the apoptotic<br />
death of rat sympathetic neurons in vitro and this event is also associated with<br />
PTP opening [Chang et al. 2002]. These findings suggest that neurotrophin<br />
signaling is an important mediator of neural homeostasis including Ca 2+<br />
homeostasis. We will investigate the effects of Ab treatment on synthesis and<br />
utilization of neurotrophins by using both human cell lines and animal primary<br />
cells. In particular, SH-SY5Y neuroblastoma cells and neuronal hippocampal<br />
and cortical cultures prepared from newborn rats will be used. The<br />
possible link between interference of neurotrophin signal transduction<br />
through the tyrosine kinase (TrK) and p75 receptor systems and altered Ca 2+<br />
homeostasis will be explored. Furthermore, since evidence has been provided<br />
that microglia cell activation and inflammatory mediators can modulate neurotrophin<br />
release and signaling [Schulte-Herbruggen et al. 2005; Tong et al.<br />
2007] we will also investigate the influence of inflammatory mediators in the<br />
described models. These experiments will be performed in order to establish<br />
the relationships between neurotrophins and these immune mediators in<br />
mediating the toxic effects of Ab on neuronal cells, including alterations of<br />
calcium homeostasis and mitochondrial function.<br />
2.4. On HD, the Unit will explore the changes in the systems (enzymes) that<br />
modulate the concentration of ROS and Ca 2+ in striatal neurons, and will try to<br />
relate these changes to the onset and progression of disease. The working<br />
hypothesis behind the proposal is that the demise of striatal HD neurons in the<br />
late stages of the disease is due to their inability to prevent Ca 2+ and/or ROS<br />
from reaching concentrations that would make fully expressed the “ silent ”<br />
mitochondrial damage resulting from the action of the mutated huntingtin<br />
(Htt), which could be transcriptional and/or non transcriptional. The Unit has<br />
so far used immortalized cells from the striatum of a HD mouse model and has<br />
obtained interesting preliminary results [Lim et al. 2008]. However, these cells<br />
(termed Stdh-Q111) are neuronal precursors and do not possess all the properties<br />
of mature neurons; for instance, they do not have dopaminergic receptors<br />
616 2009
ERANET – Calcium homeostasis dysfunction and mitochondrial damage in Alzheimer’s and…<br />
nor NMDA glutammatergic receptors, which are very important in the mature<br />
striatum.<br />
The project will thus pursue the work on the disturbances of cell Ca 2+<br />
homeostasis and mitochondria function using other HD cell models, such as<br />
primary cultures of mouse striatal neurons transfected with a lentiviral construct<br />
that transduces a portion of Htt containing an 82-polyglutamine expansion,<br />
kindly donated by Nicole Déglon (Orsay, France). Infected striatal cultures<br />
can be maintained viable for 6 to 8 weeks, which is a period sufficient for<br />
the onset and development of the HD phenotype.<br />
This work will extend the experiments that had been performed on the<br />
immortalized Stdh-Q111 neuronal precursors mentioned above, and will allow<br />
to follow the changes from the pre-symptomatic through the late stages of disease.<br />
The transcriptional effects will be investigated by RTPCR on the components<br />
of the phosphatidyl-inositol cycle, the InsP3 receptor itself, and the<br />
plasma membrane receptors known to be linked to Ca 2+ signaling that cannot<br />
be analyzed in the StdhQ111 cells – e.g., the NMDA and the dopamine receptors.<br />
The dynamics of InsP3 production will be studied in response to the stimulation<br />
of the plasma membrane receptors with agonists, including dopamine<br />
and glutamate. The cells will be used to investigate the abnormal susceptibility<br />
of mitochondria to the Ca 2+ stress. They will be co-transduced with viral constructs<br />
of aequorin targeted to mitochondria, and permeabilized with low concentrations<br />
of digitonin to expose the mitochondria to controlled, and increasing,<br />
concentrations of Ca 2+ . Since striatal neurons contain dopaminergic receptors,<br />
they will be also used to investigate the possible role of ROS as mitochondria<br />
stressing agents, as ROS are known to be produced by the oxidation of<br />
dopamine. As mentioned, work on Stdh-Q111 cells [Lim et al. 2008] showed<br />
that the mitochondrial PTP is abnormally susceptible to Ca 2+ , even if a large<br />
body of data suggests that Complex II of the respiratory chain could also be<br />
defective in HD neurons. Thus, the largest effort of the project will be directed<br />
to the PTP, and several approaches will be used.<br />
1. The experiments on permeabilized, transfected neuronal cultures will<br />
be complemented with the assessment of their propensity to undergo apoptosis<br />
in parallel with their inability to maintain Ca 2+ in mitochondria.<br />
2. Cyclosporin A, which has been shown to contrast the preferential<br />
opening of the PTP in Stdh-Q111 cells, will be replaced with PTP inhibitors<br />
that are non immunosuppressive. The identification of inhibitors with no<br />
side-effects is an important issue, since the inhibition of the PTP indicates the<br />
possibility of a therapeutic intervention to slow down the progression of HD<br />
symptoms.<br />
3. Mutant Htt is the primary factor responsible for the abnormal sensitivity<br />
of the PTP to Ca 2+ (possibly, the project will also demonstrate abnormal<br />
sensitivity to ROS). The mechanism of action of Htt is obscure, and certainly<br />
involves a transcriptional component. However, mutated Htt has been shown<br />
to associate to the outer membrane of mitochondria in a way that is only partially<br />
trypsin sensitive [Panov et al. 2002]. Thus, the molecule could interact, if<br />
not with the outer mouth of the PTP (whose molecular structure is unknown),<br />
2009 617
Sezione III: Attività per progetti<br />
with a component that modulates it. One such protein is hexokinase, which<br />
associates with the PTP, maintaining it closed. We will investigate whether<br />
mutant Htt displaces hexokinase from the PTP, leading to its unwanted opening.<br />
A relatively simple experiment will be to use specific antibodies to test the<br />
amount of hexokinase bound to mitochondria in cells transfected with the 82-<br />
Q Htt construct compared to control cells. The work will be then extended to<br />
other approaches, such as the direct demonstration of the huntingtinhexokinase<br />
interaction. Although hexokinase will be the preferred target in the first<br />
phase of the study, we also plan to explore other known modulators of the<br />
PTP, e.g., the adenine nucleotide translocator.<br />
Furthermore, we will use the 82-Q construct to transfect the Stdh-Q7 control<br />
cells. These cells, even if not yet mature neurons, are immortalized, and<br />
will thus allow to study all developmental phases of the disease, from the presymptomatic<br />
stage to the stage of apoptotic cell demise. Finally, the last part<br />
of the HD project – which will be developed in parallel with the work<br />
described above in the 2 nd and 3 rd year – will be carried out using the mouse<br />
line YAC 128 that has now become commercially available. This line expresses<br />
a full-length mutated Htt (all other HD mouse models express only the first<br />
exon) and develops disease in a period of months, up to the death of the mice.<br />
The experimental work described above will be replicated on primary cultures<br />
of striatal neurons obtained from the YAC 128 line at all stages of disease progression.<br />
– Bezprozvanny I, Hayden MR (2004) Biochem Biophys Res Commun 322: 1310-<br />
1317.<br />
– Brini M, Pinton P, Pozzan T, Rizzuto R (1999) Microsc Res Tech 46: 380-389.<br />
– Buxbaum JD, Choi EK, Luo Y, Lilliehook C, Crowley AC, Merriam E, Wasco W<br />
(1998) Nature Medicine 14: 1177-1181.<br />
– Carrion A, Link WA, Ledo F, Mellström B, Naranjo JR (1999) Nature 398: 80-84.<br />
– Chang LK, Johnson EM Jr (2002) J Cell Biol 157: 771-781.<br />
– Di Fede G, Catania M, Morbin M, Rossi G, Suardi S, Mazzoleni G Marco M, Giovagnoli<br />
AR, Prioni S, Erbetta A, Falcone C, Gobbi M, Colombo L, Bastone A, Beeg<br />
M, Manzoni C, Francescucci B, Spagnoli A, Levy E, Salmona M, Tagliavini F<br />
Recessive mutation in the Ab coding sequence of the bPP gene associated with<br />
early-onset dementia. Submitted.<br />
– Elliott E, Ginzburg I (2006) Rev Neurosci 17: 635-642.<br />
– Jouaville LS, Pinton P, Bastianutto C, Rutter GA, Rizzuto R (1999) Proc Natl Acad<br />
Sci USA 96: 13807-13812.<br />
– Lim D, Fedrizzi L, Tartari M, Zuccato C, Cattaneo E, Brini M, Carafoli E (2008) J<br />
Biol Chem 283: 5780-5789.<br />
– Moreira PI, Santes MS, Moreno A, Olivera C (2001) Biosciences Reports 21: 789-<br />
800.<br />
– Panov AV, Gutekunst CA, Leavitt BR, Hayden MR, Burke JR, Strittmatter WJ,<br />
Greenamyre JT (2002) Nat Neurosci 5: 731-736.<br />
– Panov AV, Lund S, Greenamyre JT (2005) Mol Cell Biochem 269: 143-152.<br />
– Schulte-Herbruggen O, Nassenstein C, Lommatzsch M, Quarcoo D, Renz H, Braun<br />
A (2005) J Neuroimmunol 160: 204-209.<br />
618 2009
ERANET – Calcium homeostasis dysfunction and mitochondrial damage in Alzheimer’s and…<br />
– Tang TS, Slow E, Lupu V, Stavrovskaya IG, Sugimori M, Llinas R, Kristal BS, Hayden<br />
MR, Bezprozvanny I (2005) Proc Natl Acad Sci USA 102: 2602-2607.<br />
– Tong L, Balazs R, Soiampornkul R, Thangnipon W, Cotman CW (2007) Neurobiol<br />
Aging. [Epub ahead of print]<br />
3. Ethical and legal issues<br />
On ethics and safety, the management team will ensure that good practice<br />
is followed in all aspects of the program and that all participants are aware of<br />
ethical and safety rules when performing work within this project. All work<br />
will be carried out according to national and international regulations concerning<br />
genetically modified organisms and laboratory animals. The proposal<br />
does not involve direct or indirect risks related to public health.<br />
Animal use will be limited to the minimum necessary to obtain scientifically<br />
meaningful results.<br />
We feel that the use of limited numbers of animals is justified by the<br />
potential medical and commercial benefits arising from the knowledge that<br />
will be gained. For animal experiments, the Directive EU 86/609/CEE (European<br />
Community Regulations on the Care and Use of Laboratory Animals,<br />
and/or any further implement) will be strictly followed.<br />
2009 619
FISM.9 – PROTEOMICS AND METABOLOMICS<br />
INVESTIGATIONS FOR THE IDENTIFICATION<br />
OF MULTIPLE SCLEROSIS MOLECULAR<br />
BIOMARKERS<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
ANDREA URBANI<br />
Università di Chieti – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
<strong>Fondazione</strong> Italiana Sclerosi Multipla<br />
Finanziamento 2008
Sezione III: Attività per progetti<br />
EXTERNAL COLLABORATIONS<br />
– <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma, Unità di Neuroimmunologia – Luca<br />
Battistini<br />
– Università di Chieti e Pescara, Centro regionale dell’Abruzzo per la<br />
Sclerosi Multipla, Chieti – Alessandra Lugaresi<br />
– Università di Roma Tor Vergata, Centro Sclerosi Multipla Policlinico di<br />
Tor Vergata – Diego Centonze<br />
– Università di Careggi, Firenze, Dipartimento di Scienze Neurologiche e<br />
Psichiatriche e Azienda Ospdaliera – Francesco Lolli<br />
RELEVANCE FOR MULTIPLE SCLEROSIS<br />
No markers of inflammatory activity in peripheral blood have been so far<br />
unequivocally associated with the disease. The identification of these markers<br />
might be important as further diagnostic tools and, more importantly, to<br />
define precociously in MS patients the course of the disease, which is now<br />
classified as relapsing, remitting, or progressive only based on clinical evidence.<br />
BACKGROUND, STATE OF THE ART<br />
Multiple Sclerosis (MS) neurodegeneration is primarily caused by autoreactive<br />
lymphocytes invading the brain from the periphery. MS diagnosis can be<br />
difficult, and it is currently based on the combination of clinical, neuroimaging,<br />
neurophysiological and cerebrospinal fluid alterations. No markers of inflammatory<br />
activity in peripheral blood have been so far unequivocally associated<br />
with the disease. The identification of these markers might be important as further<br />
diagnostic tools and, more importantly, to define precociously in MS<br />
patients the course of the disease, which is now classified as relapsing, remitting,<br />
or progressive only based on clinical evidence. The sensitivity of clinical<br />
data to define MS course, however, is very low and accordingly only a minority<br />
of the new active CNS lesions gives rise to new neurological symptoms or signs,<br />
especially in the early phases of MS [Cotton et al. 2003]. Furthermore, at least<br />
6-12 months of clinical observation are necessary to identify a shift towards the<br />
secondary progressive phase of the disease in patients with a previous relapsing-remitting<br />
form of MS. An anticipated identification of the inflammatory or<br />
neurodegenerative condition of MS patients could be very helpful for therapeutic<br />
purposes, since it is increasingly evident that the efficacy of the currently<br />
available immunomodulatory agents substantially decreases when the disease<br />
progresses in terms of lesion load and brain atrophy even in the absence of clinical<br />
deterioration [Kappos et al. 2007]. The analyses of CSF can be highly diagnostic<br />
of MS, revealing increased levels of gamma globulin and oligoclonal<br />
bands. However in the early stages of MS these findings might not be clearly<br />
present and they are not prognostic of the disease course.<br />
Autoreactive T lymphocytes have a predominant role in lesion development,<br />
this is supported by several lines of evidence: firstly, in the murine<br />
622 2009
FISM.9 – Proteomics and metabolomics investigations for the identification of multiple…<br />
experimental model of the disease, Experimental Autoimmune Encephalomyelitis<br />
(EAE), disease can be induced by transferring T cells specific for<br />
myelin antigens; moreover, the histopathological hallmark of MS consists of<br />
the demyelinating lesion, characterized by a perivenular cellular infiltrate,<br />
composed mainly of activated T lymphocytes and reactive macrophages, thus<br />
underlining the substantial role of autoreactive T cells in the inflammatory<br />
process that leads to damage of the myelin sheath.<br />
Autoreactive T cells are also present in the periphery of healthy individuals,<br />
but their destructive activity seems to be kept in check by regulatory T<br />
cells. It is well known that CD4+, CD8+ and gd + T cells can be functionally<br />
divided in naïve and memory cells, and each subpopulation shows unique<br />
autoimmune properties. As naïve cells migrate preferentially into lymphoid<br />
organs, we will focus our attention on memory cells. Memory cells have been<br />
divided in two subsets: “ central ” memory cells that migrate in lymphoid<br />
organs and in sites of inflammation, and “ effector ” memory cells that migrate<br />
exclusively in sites of inflammation.<br />
The interactions between the different components of the immune system<br />
are indeed very complex, and new technologies have revealed that cellular<br />
populations which apparently seem homogeneous are in fact composed of<br />
several subpopulations with different phenotypes and functions.<br />
The large genomic projects are opening the route to the development of proteomics<br />
investigation to possibly highlight new molecular markers diagnostic<br />
and/or prognostic of multiple sclerosis. Proteomics is a discipline which allows<br />
an open, holistic, investigation of the polypeptides contained in a sample. This is<br />
achieved by combining high resolution protein separations, mass spectrometry<br />
investigation and bioinformatics analysis of the collected evidences.<br />
Direct mass spectrometry approach of complex mixtures, is today, the last<br />
challenge for gel-free analysis of disease biomarkers. In particular, Linear<br />
Matrix-Assisted Laser Desorption-Ionization Time-of-Flight mass spectrometry<br />
(MALDI-TOF-MS), is a promising technique for clinical applications given<br />
its high sensitivity, accuracy and resolution in discriminating the low molecular<br />
weight protein profiles [D’Aguanno et al. 2007; Del Boccio et al. 2007].<br />
Such an approach consists in comparative analysis of protein expression profiles<br />
in clinical groups in order to identify differentially expressed proteins<br />
that may represent new molecular markers.<br />
Serum patterns that distinguish between disease and normal subject with<br />
remarkable accuracy have been reported for several type of neurodegenerative<br />
disorders and other diseases [Biroccio et al. 2006]. This direct mass spectrometry<br />
approach yield to a comprehensive profiles of peptides and proteins in<br />
biological fluids without the need to separate the complex mixture, thus<br />
allowing reduced amount of sample for high throughput studies. However,<br />
the presently available commercial solutions to this technique (SELDI-TOF-<br />
MS) have shown several problems mainly due to the high cost of activated<br />
chips and of the poor analytical performances, which are currently strongly<br />
limiting the significance of the acquired data. Our group has been actively<br />
involved in establishing protocols to ensure precision and accuracy within the<br />
IFCC (International Federation in Clinical Chemistry) and Clinical and Labo-<br />
2009 623
Sezione III: Attività per progetti<br />
ratory Standards Institute (CLSI, formerly NCCLS) guidelines [Chace et al.<br />
2007]. We have assessed the pre-analytical factors affecting clinical proteomics<br />
investigations of CSF and sera [Del Boccio et al. 2007]. Moreover<br />
time and cost of analysis for each sample are particularly low, given the ion<br />
source set up, which eventually might handle hundreds of samples in a single<br />
acquisition batch.<br />
2D-PAGE profiling of CSF proteins from patients allows to complement<br />
the dataset provided by linear MALDI-TOF-MS analysis. By this approach<br />
some possible markers of inflammatory activity in MS have been postulated<br />
and, in this line, we have provided preliminary evidence that a tight correlation<br />
between CSF levels of Transthyretin [D’Aguanno et al. 2008] can be found<br />
in MS patients.<br />
Few other studies in mass spectrometry based investigation in Multiple<br />
Sclerosis have been performed [Avasarala et al. 2005; Weingarten et al. 2005].<br />
Unfortunately candidate biomarkers have not been already identified at a<br />
molecular level and the comparison with the CSF protein and metabolites<br />
pattern is still missing.<br />
Metabonomics investigation by mass spectrometry technologies was<br />
already applied in order to investigate characteristic metabolic “ fingerprint<br />
pattern ” as the result of the onset of the disease in different biological fluids<br />
[Wilson et al. 2005; Yin et al. 2006]. Methods development need of a state of<br />
the art high resolution mass spectrometry technology able to obtain high<br />
quality data set and bioinformatics software for data deconvolution and elaboration.<br />
Multivariate statistical analysis (PCA, PLS-DA) allows to highlight differential<br />
metabolic pattern in the metabolite profiles and the information collected<br />
with the described approach could be useful for to better understand<br />
pathological processes.<br />
RATIONALE AND SPECIFIC AIMS<br />
The general picture which emerges from the studies on MS pathogenesis<br />
underlies the notion that all lymphocyte subpopulations are involved in disease<br />
induction and/or progression. It is thus clear that in order to highlight unequivocally<br />
key molecular features of MS progression Proteomics and Metabolomics<br />
data should be analysed in a multidimensional model where the subpopulations<br />
of predominantly involved lymphocytes are taken into account.<br />
The interactions among the various components of the immune system<br />
are indeed very complex, and new technologies have revealed that cellular<br />
populations which apparently seem homogeneous are in fact composed of<br />
several subpopulations with different phenotypes and functions. Such cellular<br />
and functional complexity needs to be properly addressed with novel technologies<br />
able to investigate both the genetic variation and the phenotypic<br />
impact on a large clinical population. This pilot study aim to initiate such a<br />
phenotypic characterisation effort by consolidating the strategic bases for<br />
larger Multicentre Studies and to identify possible markers of MS activity.<br />
In the present research project we will delineate a strategy by which the<br />
different cellular subsets can be unequivocally identified (in collaboration<br />
624 2009
FISM.9 – Proteomics and metabolomics investigations for the identification of multiple…<br />
with Luca Battistini). To correlate among specific cell-types and proteomics<br />
and/or metabonomics data, we will use evidences collected on a simultaneous<br />
evaluation of eleven different T-cell-associated ‘markers’ (typically cell surface<br />
proteins) in peripheral cells from MS patients in different phases of the disease.<br />
In particular the group of Luca Battistini has identified CD39 as a surface<br />
marker which unequivocally identifies T regulatory cells, and whose<br />
expression confers unique functions. They have also recently shown that<br />
CD39 is expressed by a fraction of CD25bright cells, and that regulatory function<br />
is confined to this subset, while the rest of CD25bright cells are highly<br />
activated conventional T cells, which proliferate vigorously [Borsellino et al.<br />
2007]. CD39 is a member of the family of ecto-nucleoside triphosphate<br />
diphosphohydrolases (E-NTPase family) ectoenzymes, which metabolize ATP<br />
to 5’-AMP, and it is the main enzyme involved in the regulation of extracellular<br />
concentration of nucleotides. Extracellular ATP functions as a danger signal<br />
released by damaged cells as chemo-attractant for lymphocytes, activator<br />
of proinflammatory responses and inducer of local pain. The ectoenzyme<br />
CD39 removes the nucleotide by hydrolytic cleavage and therefore exhibits<br />
immediate immune-modulatory influences on its proximal environment.<br />
Notably, patients with the remitting/relapsing form of multiple sclerosis<br />
(MS) have strikingly reduced numbers of CD39 + Treg cells in the blood. Thus,<br />
in humans CD39 is a marker of a Treg subset likely involved in the control of<br />
the inflammatory autoimmune disease.<br />
In order to investigate on the differentially expressed proteins that potentially<br />
confer suppressive abilities to the CD39+ subset, CD4+CD25bright<br />
peripheral blood cells obtained from healthy individuals will be sorted based<br />
on expression of CD39, and proteins expression from CD4+CD25brightCD39+<br />
and CD4+CD25brightCD39- cells will be analysed by a shotgun proteomics<br />
approach.<br />
The bulk of data obtained with these evidences will be used to build a preliminary<br />
computational model able to predict disease activity in single<br />
patients. To pursue such a goal we defined specific aims which should be<br />
achieved in this proposal:<br />
1) Recruiting in the three clinical sites (Diego Centonze, Alessandra<br />
Lugaresi and Francesco Lolli) of a minimal number of 100 patients divided<br />
between the different MS classes of investigation.<br />
2) Definition of a preliminary univariate and/or multivariate model of<br />
classification of MS patient based on proteomics linear MALDI-TOF mass<br />
spectrometry data from CSF and/or sera.<br />
3) Optimization of cytometric and proteomics data in order to obtain that<br />
combination of biological markers that better identify a diagnostic strategy.<br />
4) Identification of molecular signals from proteomics linear MALDI-<br />
TOF mass spectrometry data from CSF and/or sera enabling patient classification.<br />
5) Definition of a univariate and/or multivariate model of classification of<br />
MS patient based on metabolomics LC-TOF mass spectrometry data from<br />
CSF and/or sera.<br />
2009 625
Sezione III: Attività per progetti<br />
6) Identification of key features of protein carbonylation in CSF of MS<br />
patients.<br />
7) Identification of differential protein signatures in CD39+ lymphocytes.<br />
8) Detailed analysis of lymphocyte subpopulations: in order to clearly<br />
identify all lymphocyte subsets involved in the autoimmune response during<br />
MS, we will use polychromatic flow cytometry, which enables the measurement<br />
of 11 parameters per cell. This technology provides accurate information<br />
on the complexity of the immune system. Within T lymphocytes, the different<br />
population of naïve, central memory, and effector memory cells will be<br />
identified. On each subpopulation we will measure the expression of activation<br />
markers, adhesion molecules, chemokine receptors, and NK receptors<br />
(Luca Battistini).<br />
9) Building of a preliminar multi-level model capable to diagnose MS disease<br />
starting from cytometric and proteomic data.<br />
PRELIMINARY RESULTS<br />
The Proteomics and Metabonomics Group at the <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> is<br />
a research unit, which is mainly focused on the investigation of differential protein<br />
expression profiles and metabolites patterns. The laboratory is directed by<br />
Andrea Urbani. Our commitment is to find correlations between proteomics<br />
data and specific metabolites or drugs levels. We pursued this goal either by<br />
standard separation and identification techniques such as protein 2D-PAGE and<br />
metabolites GC-Mass Spectrometry, and by state of the art approaches such as<br />
multidimensional chromatography coupled to mass spectrometer analysis. The<br />
group has developed in the last two years different biomedical applications<br />
using the following mass spectrometer instrumentation: HPLC-ESI Triple<br />
Quadruple MS, nanoHPLC-ESI QTOF MS, GC-MS, MALDI-TOF-MS.<br />
In the application of Linear MALDI-TOF-MS protein profiling, we have<br />
investigated the protein CSF profiles of different neurodegenerative disorders<br />
[Biroccio et al. 2006].<br />
Our group has been actively involved in establishing protocols to ensure<br />
precision and accuracy within the IFCC (International Federation in Clinical<br />
Chemistry) and Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI, formerly<br />
NCCLS) guidelines [Chace et al. 2007). We have assessed the pre-analytical<br />
factors affecting clinical proteomics investigations of CSF and sera [Del Boccio<br />
et al. 2007]. In the field of Multiple Sclerosis molecular characterisation<br />
such a systematic effort has lead to the critical assessment on the potential<br />
use of truncated forms of Cistatin C as molecular CSF biomarkers [Del Boccio<br />
et al. 2007]. Our proteomics characterization of CSF protein repertoire has<br />
been recently extended to the application of 2DE differential display of MS<br />
cases versus either control or other neurodegenerative syndromes [D’Aguanno<br />
et al. 2008].<br />
This initial investigation has lead to the indication of the potential role of<br />
a transthyretin protein isoform as key molecular feature in CSF samples from<br />
MS patients.<br />
626 2009
FISM.9 – Proteomics and metabolomics investigations for the identification of multiple…<br />
Our Linear positive ion mode MALDI-TOF Mass Spectrometry set up<br />
allows high resolution protein profile acquisitions. Data processing is<br />
achieved either by commercial and in house developed algorithms [Mantini et<br />
al. 2007; 2008] to interface m/Z data with multivariate analysis. A complete<br />
analytical assessment has been already pursued returning high performances<br />
in compliance with international clinical chemistry standards. Our preliminary<br />
results highlight a differential distribution of protein patterns in the<br />
range of 6,000-10,000 Th (Thompson) in patients affected by Multiple Sclerosis<br />
in respect to both healthy subjects and patients affected by other neurological<br />
peripheral inflammatory diseases (es, Guillain-Barré).<br />
However the overall cohort remains limited, in these conditions we could<br />
achieve high specificity and sensitivity in discrimination of the clinical groups<br />
both employing sera and CSF tests.<br />
In the current proposal we aim to integrate and complement these data<br />
with metabolites profiling experiments, protein profiles from activated T lymphocytes<br />
and proteins oxidative patterns.<br />
Metabonomics approach is also one of the last challenge in data driven<br />
investigation projects and today unsupervised technologies allow as to carry<br />
out an open, holistic, investigation of the biomolecules contained in a sample,<br />
highlighting possible differential patterns associated with the disease course.<br />
This is achieved by combining high resolution compound separations, mass<br />
spectrometry investigation and bioinformatics analysis of the collected evidences.<br />
Our Metabonomics inclusion criteria for data processing are Internal<br />
Standards area precision RSD% = 15 and retention time reproducibility<br />
RSD% = 15. Preliminary results show more than 2000 metabolites signals for<br />
samples. show the chromatographyc profile of a serum sample after deproteinization<br />
and liquid-liquid extraction using Cloroform/Methanol (3/1). The<br />
analytical performances were pursued by the use of three internal standards<br />
showing a inter-day reproducibility within the 15% of variability and a mass<br />
accuracy below 10 ppm of error. Clear distinction in the metabolite profiles of<br />
patients from those of control subjects can have been obtain in preliminary<br />
PLS-DA analysis of serum samples.<br />
RESEARCH PLAN AND METHODS<br />
The research group of Andrea Urbani would focus on the identification of<br />
new tentative molecular markers of multiple sclerosis diagnosis and/or prognosis.<br />
In particular this investigation would be pursued primarily on blood<br />
samples and when available on cerebro spinal fluid (CSF) from patients followed<br />
by three distinguished clinical sites for the treatment of MS: Neurology<br />
Clinic of the University Hospital of Rome Tor Vergata (Diego Centonze),<br />
Regional reference site for Abruzzo Neurology Clinic of the University Hospital<br />
of Chieti (Alessandra Lugaresi), Neurology Clinic of the University Hospital<br />
of Firenze (Francesco Lolli).<br />
This cohort will be selected matching patients for sex and age within the<br />
five different clinical groups:<br />
2009 627
Sezione III: Attività per progetti<br />
– Control group, remitting MS in resting phase, relapsing MS in acute<br />
phase, secondary- progressive MS, primary-progressive MS.<br />
We shall take particular care in selecting on a separate group patients<br />
newly diagnosed and not under pharmacological treatment at the time of<br />
lumbar puncture. Patients will be evaluated in their degree of functional<br />
disability following the Extended Disability Status Scale (EDSS) and by the<br />
MMSE (Mini Mental Status Exam) to get information on potential cognitive<br />
deficits. All patients affected by multiple sclerosis would be investigated<br />
in their CSF oligoclonal components of immunoglobulin G by<br />
immuno isoelectrofocalization assays. Blood-brain barrier index would be<br />
evaluated. The level of brain atrophy would be, as well, evaluated by magnetic<br />
resonance.<br />
The control groups would include healthy controls and patients with the<br />
following neurological disturbances: lower extremity radiculopathy, polyneuropathy,<br />
Guillain-Barré. During the time loan of this proposal we plan to<br />
investigate a minimal number of 100 patients divided between the different<br />
classes of investigation.<br />
The proposed research would employ a large use of mass spectrometry<br />
coupled to bio-informatics analysis on genomic and/or protein databases. In<br />
our laboratory we have developed a number of state of the art approaches in<br />
mass spectrometry analysis of biological samples. These techniques are taking<br />
full advantage of the available mass spectrometry instrumentations: HPLC-<br />
ESI Triple Quadruple MS, nanoHPLC-ESI Q-TOF MS, GC-MS and MS/MS,<br />
MALDI-TOF-MS and MS/MS.<br />
The proteomics investigation will be initially pursued by the use of linear<br />
MALDI-TOF-MS assay to obtain fast and reproducible protein profiles of CSF<br />
and serum samples of the enrolled patients. This technique would allow an initial<br />
screening of the 2 different low molecular weight regions polypeptide (800-<br />
5000 Da, with oxidized insulin as internal standard and a second range 5000-<br />
20000 Da with horse myoglobin as internal standard). The sample preparation<br />
and MALDI ionization conditions would be optimised by an open matrix factorial<br />
screening in order to match experimental conditions, which might discriminate<br />
the different clinical groups enrolled. This initial optimisation would<br />
be pursued by the use of different sample extraction methodologies. Our linear<br />
MALDI-TOF-MS method applied in a preliminary investigation of CSF and<br />
serum samples in positive ion mode shows good analytical performance with a<br />
FWHM resolution higher than 1500 at 15,000 Th and a mass accuracy of +/- 1<br />
Th after internal calibration on haemoglobin and internal standard signals<br />
(M+H+ and M+2H+). Further optimisation would be pursued in order to maximise<br />
the number of discriminating signals.<br />
Data will be collected on a Reflex IV and on a Ultraflex III MALDI-TOF-<br />
MS and MS/MS in positive ion mode (Bruker-Daltonics). Mass spectra will be<br />
processed by means of commercial packages and LIMPIC, an in-house developed<br />
software.<br />
The latter is a computational method for data denoising and peak detection.<br />
A complete statistical analysis of mass spectrometer signals will be car-<br />
628 2009
FISM.9 – Proteomics and metabolomics investigations for the identification of multiple…<br />
ried out by the use of exploratory data analysis processes, including basic statistics<br />
and multivariate techniques designed to identify systematic relations<br />
among variables and to cluster the different clinical groups. The statistical<br />
analysis tools, actually in use in our laboratory, will be complemented by new<br />
bioinformatics methods, as for example the Independent Component Analysis.<br />
This is a signal processing technique that proved large reliability in the<br />
extraction of protein signal profiles [Mantini et al. 2008].<br />
At the end of data analysis, specific signals that are consistently found<br />
within groups and are differently expressed across groups will be detected.<br />
Signals which would specifically cluster with a clinical class would be thoroughly<br />
characterised by means of further mass spectrometric investigations.<br />
This procedure would employ the use of MALDI-TOF-MS reflectron<br />
mode and nanoLC-TANDEM-MS on hybrid instruments quadrupole-time of<br />
flight (Q-TOF Ultima, Waters-Micromass). The strategy follows a preliminary<br />
chromatographic separation 1D or 2D, such as ionic exchanger coupled to a<br />
reverse phase, in order to reduce sample complexity. Fractions containing the<br />
signals of interest are then analysed by a mass finger print approach after proteolysis<br />
with trypsin. The MALDI-TOF-MS reflectron mode and the nanoLC-<br />
QTOF-MS/MS data obtained from these experiments would be then using to<br />
fit genomic or protein databases, possibly returning unique protein identification.<br />
These experiments might eventually lead to the development of a preliminary<br />
diagnostic and/or prognostic assay for multiple sclerosis.<br />
The investigation of protein patterns would be as well pursued by 2D-<br />
PAGE analysis of CSF samples of patients pooled according to their clinical<br />
profile and distribution of molecular markers from the linear MALDI-TOF-<br />
MS analysis. 2D-PAGE protein profile analysis will be employed in conjunction<br />
with MALDI-TOF – MS for the analysis of tryptic digests for mass finger<br />
print identification. Each analysed sample would be replicated in 2D-PAGE<br />
independent experiments and the obtained average master differentially evaluated.<br />
Differences in spot volumes greater then 5 fold increment or decrement<br />
would be considered significant.<br />
Mass finger print experiment will be acquired on a MALDI-TOF Reflex IV<br />
or Ultraflex III instruments (Bruker-Daltonics) operating in reflectron/positive<br />
ion mode. Within the investigation of protein post-translational modifications<br />
we will focused our attention on protein carbonylation. These investigation<br />
will take advantage from “ in strip derivatization technique ” including internal<br />
standard thus enabling to perform a relative quantification of carbonylated<br />
proteins in the CSF. Samples are separated on non-linear 3-10 pH range<br />
1 st dimension and after focusing IPG strips are derivatized with 2,4 dinitrophenylhydrazine<br />
(DNPH). Carbonylated proteins are detected using anti-DNP<br />
antibody. This method allows the visualization of oxidized proteins by 2-DE<br />
with high reproducibility because the derivatization is made after the focusing<br />
step avoiding pI alterations.<br />
The fine micro-characterization of protein primary structure and post<br />
translation modifications would be pursued via fragmentation analysis of proteolytic<br />
peptides. In order to perform these experiments we have developed<br />
MS/MS experiments both on hybrid ESI-Q-TOF instrument, equipped with a<br />
2009 629
Sezione III: Attività per progetti<br />
nano spray ion source and by post source decay or TOF/TOF fragmentation,<br />
in MALDI-TOF instruments.<br />
This experimental setup would be as well extended to the relative quantitation<br />
of the total protein content of subtypes of peripheral lymphocytes<br />
(PBL) derived from human donors.<br />
This research line will be followed in external collaboration with the<br />
group of Luca Battistini, whose experience in the study of the role of T regulatory<br />
cells (Treg) in autoimmune disorders and their state of the art technology<br />
in the preparation and sub-fractionations of lymphocytes population will give<br />
us a strong advantage. In particular Luca Battistini has identified CD39 as a<br />
surface marker which unequivocally identifies T regulatory cells, and whose<br />
expression confers unique functions.<br />
They have also recently shown that CD39 is expressed by a fraction of<br />
CD25bright cells, and that regulatory function is confined to this subset, while<br />
the rest of CD25bright cells are highly activated conventional T cells, which<br />
proliferate vigorously.<br />
CD39 is a member of the family of ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolases<br />
(E-NTPase family) ectoenzymes, which metabolize ATP to 5’-<br />
AMP, and it is the main enzyme involved in the regulation of extracellular<br />
concentration of nucleotides. Extracellular ATP functions as a danger signal<br />
released by damaged cells as chemo-attractant for lymphocytes, activator of<br />
proinflammatory responses and inducer of local pain. The ectoenzyme CD39<br />
removes the nucleotide by hydrolytic cleavage and therefore exhibits immediate<br />
immune-modulatory influences on its proximal environment.<br />
Notably, patients with the remitting/relapsing form of multiple sclerosis<br />
(MS) have strikingly reduced numbers of CD39+ Treg cells in the blood. Thus,<br />
in humans CD39 is a marker of a Treg subset likely involved in the control of<br />
the inflammatory autoimmune disease.<br />
In order to investigate on the differentially expressed proteins that potentially<br />
confer suppressive abilities to the CD39+ subset, CD4+CD25bright<br />
peripheral blood cells obtained from healthy individuals will be sorted based<br />
on expression of CD39, and proteins expression from CD4+CD25brightCD39+<br />
and CD4+CD25brightCD39- cells will be analysed by a shotgun proteomics<br />
approach.<br />
In brief extracts from different cell types will be trypsin digested and<br />
injected in a nano Acquity UPLC coupled online with a nano ESI-Q-TOF mass<br />
analyzer (Q-TOF Premiere, Micromass-Waters) working in “ MSe ” acquisition<br />
mode. MSE data acquisition is a novel parallel peptide fragmentation protocol<br />
that allows high peptide detection efficiency, ideal for protein identification<br />
from very complex samples. Due to the high sensitivity and reproducibility<br />
of the nanoLC system and the high-low characteristic collision energy<br />
ramping of the mass spectrometer this approach is at the moment the most<br />
promising for high throughput protein quantitation. The generated raw data<br />
are then imported and processed by ProteinLynx Global Server (PLGS Micromass-Waters),<br />
which provides proteins identification, relative quantitation<br />
and statistical validation of results [Jeffrey et al. 2006].<br />
Similar approach for metabolism investigation would be applied in the<br />
630 2009
FISM.9 – Proteomics and metabolomics investigations for the identification of multiple…<br />
study of autoimmune response in multiple sclerosis since recent studies suggest<br />
additional non proteic mediators of autoimmune brain inflammation<br />
such as lipids [Kanter et al. 2006]. In order to investigate characteristic serum<br />
and CSF metabolic “ fingerprint pattern ” as the result of the onset of disease<br />
we would apply a liquid chormatography/mass spectrometric method followed<br />
by statistical multivariate analysis investigation.<br />
Raw data will be on-line recalibrated using a lock mass channel, and the<br />
analytical performances would pursue by the use of different internal standards.<br />
The method would be employed for a clinical cross sectional investigation<br />
of multiple sclerosis affected patients vs healthy subjects and patients<br />
with other neurological diseases. Serum and CSF metabolites will be analyzed<br />
using a CapLC system (Micromass, Waters) coupled on-line with a Q-TOF-<br />
Ultima instrument (Micromass, Waters) equipped with a nano-Lock-Spray<br />
source operating in positive ion mode. Elution should be obtained on a C18<br />
column with a water/acetonitrile gradient in the presence of formic acid.<br />
Centroid data acquisition in the low (100-1000) m/z range and GluFibrinoPeptide<br />
(GFP) as reference compound for on-line recalibration data (m/z =<br />
785.8426 Th) would be used. The analytical performance of the LC-MS<br />
method will be controlled and evaluated using different internal standards<br />
(reproducibility intra-inter day, recovery, mass accuracy, mass resolution,<br />
limit of detection, limit of quantitation, linearity and robustness of the<br />
method). Data processing would be performed using MarkerLynx software<br />
(Waters) obtaining a data format compatible with Simca-P 11 version (Umetrics<br />
AB, Umeå, Sweden) used for multivariate analysis. Differential metabolic<br />
patterns could be obtained from different extraction strategy focus first of all<br />
in the study of circulating lipids in biological samples. In fact the major<br />
efforts could be made in develop lipid extraction strategies.<br />
MarkerLynx parameters for data processing will be chosen considering<br />
the analytical performance obtained (mass accuracy, precision and retention<br />
time reproducibility). This will allow deconvolution alignment, and data<br />
reduction to give a table of mass and retention time pairs with associated<br />
intensities for all the detected peaks. Metabonomics inclusion criteria for data<br />
processing would be the Internal Standards area precision (RSD% = 15) and<br />
retention time reproducibility in order to obtain a final reference matrix<br />
(MarkerLinx Software, Waters) that will undergo to multivariate analysis<br />
where each variable will be the m/z associated to its own retention time. Principal<br />
Component Analysis (PCA) derived from LC-MS spectra of serum and<br />
CSF samples derived from Multiple Sclerosis patients and control subjects<br />
will be conducted in order to highlight differential metabolite profiles of Multiple<br />
Sclerosis patients. Partial Least-Squares Discriminant Analysis (PLS-DA)<br />
model would describe a part of the raw information (X) related to the class<br />
information (Y), disease or not. Signals which would specifically cluster<br />
(p
Sezione III: Attività per progetti<br />
and liquid-liquid extraction using Cloroform/Methanol (3/1). The analytical<br />
performances were pursued by the use of three internal standards showing a<br />
inter-day reproducibility within the 15% of variability and a mass accuracy<br />
below 10 ppm of error. Clear distinction in the metabolite profiles of patients<br />
from those of control subjects can have been obtain in preliminary PLSDA<br />
analysis of serum samples.<br />
All the information collected with the described technological platform<br />
would be used to generate an intranet database combining, as well, the evidences<br />
obtained from the other groups of this consortium. The meta-analysis<br />
of such a library might eventually return key features of the different neurodegenerative<br />
processes and possibly suggesting new molecular targets for drugs<br />
development.<br />
– Avasarala JR, Wall MR, Wolfe GM (2005) Mol Neurosci 25(1):119-125.<br />
– Biroccio A, Del Boccio P, Panella M, Bernardini S, Di Ilio C, Gambi D, Stanzione P,<br />
Sacchetta P, Bernardi G, Martorana A, Federici G, Stefani A, Urbani A (2006) Proteomics<br />
6(7): 2305-2313.<br />
– Borsellino G, Kleinewietfeld M, Di Mitri D, Sternjak A, Diamantini A, Giometto R,<br />
Hopner S, Centonze D, Bernardi G, Dell’Acqua ML, Rossini PM, Battistini L,<br />
Rotzschke O, Falk K (2007) Blood 110(4): 1225-1232.<br />
– Chace DH, Barr J, Duncan MW, Matern D, Morris MR, Palmer-Toy DE, Rockwood<br />
AL, Siuzdak G, Urbani A, Yergey AL (2007) WAYNE, PA: Clinical Laboratory<br />
and Standard Institute (UNITED STATES).<br />
– Cotton F, Weiner HL, Jolesz FA, Guttmann CR (2003) Neurology 60(4): 640-646.<br />
– D’Aguanno S, Del Boccio P, Bernardini S, Ballone E, Di Ilio C, Federici G, Urbani A<br />
(2007) Clin Chem Lab Med 45(4):437-49. Review.<br />
– Del Boccio P, Pieragostino D, Lugaresi A, Di Ioia M, Pavone B, Travaglini D,<br />
D’aguanno S, Bernardini S, Sacchetta P, Federici G, Di Ilio C, Gambi D, Urbani A<br />
(2007) Annals of Neurology 62: 201-204.<br />
– Kanter JL, Narayana S, Ho PP, Catz I, Warren KG, Sobel RA, Steinman L, Robinson<br />
WH (2006) Nat Med 2(1):138-43. Epub 2005 Dec 11.<br />
– Kappos L, Freedman MS, Polman CH, Edan G, Hartung HP, Miller DH, Montalbán<br />
X, Barkhof F, Radü EW, Bauer L, Dahms S, Lanius V, Pohl C, Sandbrink R,<br />
BENEFIT Study Group (2007) Lancet 370(9585): 389-397.<br />
– Mantini D, Petrucci F, Pieragostino D, Del Boccio P, Di Nicola M, Di Ilio C,<br />
Federici G, Sacchetta P, Comani S, Urbani A (2007) BMC Bioinformatics 8:101.<br />
– Mantini D, Petrucci F, Del Boccio P, Pieragostino D, Di Nicola M, Lugaresi A,<br />
Federici G, Sacchetta P, Di Ilio C, Urbani A (2008) Bioinformatics 24(1): 63-70.<br />
Epub 2007 Nov 14.<br />
– Pandey A, Mann M (2000) Nature 405: 837-846.<br />
– Silva JC, Gorenstein MV, Li G-Z, Vissers JPC, Geromanos SJ (2006) Mol Cell Proteomics<br />
5: 144-156.<br />
– Yin P, Zhao X, Li Q, Wang J, Li J, Xu G (2006) J Proteom Res 5(9): 2135-2143.<br />
– Weingarten P, Lutter P, Wattenberg A, Blueggel M, Bailey S, Klose J, Meyer HE,<br />
Huels C (2005) Methods Mol Med 109: 155-174.<br />
– Wilson ID, Plumb R, Granger J, Major H, Williams R, Lenz EM (2005) J Chromatogr<br />
B Analyt Technol Biomed Life Sci 817(1): 67-76. Review.<br />
632 2009
HSR.1 – EFFECTS OF LAQUINIMOD<br />
ON SYNAPTIC NEURODEGENERATIVE<br />
DAMAGE IN EXPERIMENTAL<br />
MULTIPLE SCLEROSIS<br />
Responsabili scientifici di progetto<br />
ROBERTO FURLAN<br />
<strong>Fondazione</strong> Centro S. Raffaele del Monte Tabor<br />
DIEGO CENTONZE<br />
Università Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
<strong>Fondazione</strong> Centro San Raffaele del Monte Tabor<br />
Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
RATIONALE<br />
It is increasingly clear that alterations of the neuronal compartment of<br />
the central nervous system (CNS) are precocious and largely independent of<br />
demyelination in multiple sclerosis (MS). MS-associated neurodegenerative<br />
damage is ultimately responsible for the primary and secondary progressive<br />
phases of MS, and is particularly refractory to currently approved immunomudulatory<br />
or immunosuppressant therapies. Several mechanisms have been<br />
proposed to explain the massive involvement of central neurons in this disorder.<br />
In addition to focal axon damage secondary to demyelination, and to retrograde<br />
and anterograde transneuronal degeneration, other changes must<br />
account for neuronal engagement in regions remote from the primary sites of<br />
inflammatory demyelination.<br />
Laquinimod is a promising orally active agent for the treatment of MS,<br />
able to interfere with the inflammatory phase of the disease through a Th1-<br />
Th2 shift [Yang et al. 2004]. Interestingly, the ability of this compound to<br />
interfere also with established chronic-relapsing EAE [Brunmark et al. 2002],<br />
and to reduce the occurrence of so called “ black holes ” in human MS<br />
patients [Comi et al. 2008] clearly suggests that Laquinimod has the potential<br />
to interfere also with inflammatory neurodegeneration typical of MS.<br />
Very little is known about the cellular and molecular determinants of<br />
neurodegenerative damage in MS, but evidence exists that altered activity of<br />
regulatory T cells [Kipnis et al. 2004; Reynolds et al. 2007] and of central<br />
synaptic transmssion [Pitt et al. 2000; Smith et al. 2000] are involved in the<br />
pathological process. We have also recently described that EAE causes<br />
selective alteration of the staminal niches within the subventricular zone<br />
(SVZ) where neural stem cells (NSCs) reside [Pluchino et al. submitted].<br />
Furthermore, by means of neurophysiological recordings from single neurons,<br />
we have recently found that, in mice with experimental autoimmune<br />
encephalomyelitis (EAE), central neurons prone to degenerate in MS exhibit<br />
complex and dynamic alterations of both glutamate- and GABA-mediated<br />
transmission, starting in the presymptomatic phase of the disease and evolving<br />
independently of demyelination or axonal injury but secondary to specific<br />
pro-inflammatory cytokines released by infiltrating T cells and activated<br />
microglia [Centonze et al. 2009]. Importantly, treatments able to prevent<br />
these synaptic alterations exerted a clear neuroprotective effects in<br />
these mice.<br />
No exhaustive explanation has been put forward for the putative neuroprotective<br />
effect of Laquinimod, therefore this area of investigation clearly<br />
needs additional efforts.<br />
AIM OF THE STUDY<br />
The aim of the present project is to investigate whether Laquinimod is<br />
able to interfere with the SVZ and synaptic alterations leading to neurodegenerative<br />
damage in EAE.<br />
These objectives will be pursued:<br />
634 2009
HSR.1 – Effects of laquinimod on synaptic neurodegenerative damage in experimental MS<br />
a) By studying if Laquinimod treatment is able to decrease the loss of<br />
myelin and viable axons in the forebrain and in the spinal cord of EAE mice.<br />
b) By studying if Laquinimod treatment is able to restore disrupted SVZ<br />
and change the fate of endogenous NSC interfering with their differentiation<br />
program during ongoing EAE.<br />
c) By studying if Laquinimod treatment is able to prevent early synaptopathy<br />
in EAE mice.<br />
d) By investigating whether Laquinimod is able to affect excitatory and<br />
inhibitory synaptic transmission independently of its action on microglia or T<br />
cells.<br />
The final goal of the study is to provide a reliable mechanism at the basis<br />
of the putative neuroprotective action of Laquinimod in experimental MS. We<br />
will also be in the position to understand whether the neuroprotective effects<br />
of Laquinimod are immuno-mediated or are secondary to a direct effect on<br />
neuronal elements of the CNS.<br />
METHODS<br />
We will induce EAE in C57BL/6 mice by immunization with MOG35-55<br />
in complete Freund’s adjuvant [Pluchino et al. 2003]. Laquinimod will be<br />
administered to EAE mice according to published protocols [Brunmark et al.<br />
2002; Aharoni et al. 2005]. Details of Laquinimod administration are specified<br />
in Table 1.<br />
Table 1<br />
N. Treatement Schedule Route Dose<br />
10 + 10 Laquinimod every other day from day +1 oral 1mg/kg<br />
10 + 10 Laquinimod every other day from day +1 oral 5mg/kg<br />
15 + 15 Laquinimod every other day from day +1 oral 10mg/kg<br />
15 + 15 PBS every other day from day +1 oral 200microl/mice<br />
EAE score and body weight will be recorded daily.<br />
Analyses will include:<br />
Aim a – Transcardially perfused mice will be processed for neuropathological<br />
studies including semi-quantitative evaluation of inflammatory infiltrates,<br />
demyelination, and axonal loss on both spinal cord and fore-brain,<br />
namely the striatum.<br />
Aim b – The dating of neural stem/precursor cells will be studied using<br />
labeling-retaining techniques able to detect cells undergoing DNA synthesis<br />
(e.g. BrdU, IddU) [Takahashi et al. 1992] combined with techniques able to<br />
detect cell markers (e.g. immunofluorescence). If positive results will be<br />
obtained, we will further dissect the fate of NSCs in a second set of experi-<br />
2009 635
Sezione III: Attività per progetti<br />
ments using our proprietary AspMCreRT transgenic mice, able to identify and<br />
track stem cells from their niches to their final destination in the CNS.<br />
Aim c – We will perform whole cell patch clamp recordings in slices from<br />
EAE mice treated with laquinimod (10mg/kg), or PBS to measure glutamate<br />
and GABA synaptic transmission in central neurons. Furthermore, a subgroup<br />
of mice (n= at least 3/group) from the different treatment groups will be<br />
processed to perform Golgi staining and automated evaluation of striatal dendritic<br />
spines.<br />
Aim d – We will perform whole cell patch clamp recordings from control<br />
mice to study the effects of the direct application of Laquinimod on excitatory<br />
and inhibitory synaptic transmission.<br />
– Brunmark C, Runström A, Ohlsson L, Sparre B, Brodin T, Aström M, Hedlund G<br />
(2002) J Neuroimmunol 130: 163-172.<br />
– Comi G, Pulizzi A, Rovaris M, Abramsky O, Arbizu T, Boiko A, Gold R, Havrdova E,<br />
Komoly S, Selmaj K, Sharrack B, Filippi M, LAQ/5062 Study Group (2008) Lancet<br />
371: 2085-2092.<br />
– Centonze D, Muzio L, Rossi S, Cavasinni F, De Chiara V, Bergami A, Musella A,<br />
D’Amelio M, Cavallucci V, Martorana A, Bergamaschi A, Cencioni MT, Diamantini A,<br />
Butti E, Comi G, Bernardi G, Cecconi F, Battistini L, Furlan R, Martino G (2009) J<br />
Neurosci 29: 3442-3452.<br />
– Kipnis J, Avidan H, Caspi RR, Schwartz M (2004) Proc Natl Acad Sci USA 101<br />
(Suppl 2):14663-14669.<br />
– Pitt D, Werner P, Raine CS (2000) Nat Med 6: 67-70.<br />
– Pluchino S, Quattrini A, Brambilla E, Gritti A, Salani G, Dina G, Galli R, Del Carro U,<br />
Amadio S, Bergami A, Furlan R, Comi G, Vescovi AL, Martino G (2003) Nature<br />
422: 688-694.<br />
– Reynolds AD, Banerjee R, Liu J, Gendelman HE, Mosley RL (2007) J Leukoc Biol<br />
82: 1083-1094.<br />
– Smith T, Groom A, Zhu B, Turski L (2000) Nat Med 6: 62-66.<br />
– Takahashi T, Caviness VS Jr, Bhide PG (2002) Methods Mol Biol 198: 101-113.<br />
– Yang JS, Xu LY, Xiao BG, Hedlund G, Link H (2004) J Neuroimmunol 156: 3-9.<br />
636 2009
ISS.17 – BIOMARKERS AND DIAGNOSIS<br />
Progetto afferente al programma: “ Pathogenesis, diagnosis<br />
and therapy of multiple sclerosis following emerging hypothesis<br />
on the role of altered interactions between genes<br />
and environment in disease development ”<br />
Destinatario istituzionale<br />
Istituto Superiore di Sanità<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
LUCA BATTISTINI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
U.O. 11 – LUCA BATTISTINI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12bis, D.Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O.11 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma – Luca Battistini<br />
U.O.12 – Istituto Superiore di Sanità, Roma – Eliana Marina Coccia<br />
U.O.13 – Istituto Besta, Milano – Cinthia Farina<br />
U.O.14 – Istituto Neurologico C. Mondino, Pavia – Diego Franciotta<br />
U.O.15 – Università di Padova – Paolo Gallo<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subject<br />
The experience and vast knowledge of the immunological dysfunctions<br />
that underlie MS will represent the scientific platform for the re-evaluation<br />
and definition of diagnostic parameters, based on growing evidence that supports<br />
a key role for dysregulated EBV infection in MS pathogenesis.<br />
The selection of novel biomarkers of disease will be performed considering<br />
the wide heterogeneity of the cellular populations that take active part in<br />
the immune response. For instance, we have already identified CD39<br />
(expressed by T regulatory lymphocytes) and NKRP1A (expressed by CD8+ T<br />
cells and by gd lymphocytes) as two molecules whose expression fluctuates<br />
and correlates with an altered immune function during the course of MS<br />
[Poggi et. al. (1999) J Immunol 162:4349; Borsellino et al. (2007) Blood<br />
110:1225].<br />
Although the involvement of activated pDC in the induction of several<br />
autoimmune diseases has been clearly established, no data were available so<br />
far on their role in MS pathogenesis. Recent data from groups participating to<br />
this project indicate that activated plasmacytoid dendritic cells (pDC) accumulate<br />
within deposits of EBV-infected cells in the MS brain [Serafini et. al.<br />
(2007) J Exp Med 204:2899-2912; Lande et al. (in press) J Neuropathol Exp<br />
Neurol], suggesting that the antiviral function of pDC and their secretion of<br />
IFN-a may be critical in maintaining MS-associated immunopathology.<br />
Infection by EBV may influence inflammation in the brain, and this can<br />
be measured and characterized in the CSF by studying oligoclonal bands and<br />
searching for EBV-specific immunoglobulins and other markers of a persistent<br />
cytotoxic immune response. Immune cells in the CSF will also be investigated<br />
with a detailed study of their phenotype and functional status. Finally,<br />
advanced techniques of functional genomics will unveil changes in gene<br />
expression in the blood of MS patients, which may be associated with altered<br />
immune reactivity in the different phases of the disease.<br />
In the last decade, there has been an intensive search for surrogate markers<br />
of brain oxidant injury that could be used to monitor changes related to<br />
oxidative stress as well as the efficacy of anti-oxidant therapy. Among the proposed<br />
biomarkers are products of lipid peroxidation (e.g. 4-hydroxynonenal<br />
and F2-isoprostanes), protein oxidation (nitrotyrosine), and DNA oxidation<br />
(8-hydroxy-2’-deoxyguanosine, 8-OHdG). Despite lack of consensus about<br />
638 2009
ISS.17 – Biomarkers and diagnosis<br />
which markers can be reliably used in clinical and epidemiological studies,<br />
F2-isoprostanes have been recently recognized as the most sensitive and reliable<br />
marker for oxidative stress. The measurement of total anti-oxidant capacity<br />
is therefore an alternative way of investigating oxidative stress in the<br />
course of disease.<br />
What the project adds to the information already available<br />
Recent evidence has indicated that the EBV virus may be involved in MS<br />
pathogenesis. However, the cellular types involved in the immune response<br />
against EBV and the possible correlations between viral reactivation (or, more<br />
in general, chronic infection) and disease course have not been investigated<br />
yet. How virus-specific T cells, T regulatory cells, and a subset of dendritic<br />
cells which produce anti-viral interferons interact, and how these interactions<br />
influence autoimmunity is central to the understanding of MS pathogenesis.<br />
Finally, the identification of biomarkers correlating EBV infection, antiviral<br />
immune response, and CNS autoimmunity should help monitor patients<br />
avoiding expensive and time-consuming radiological examinations.<br />
MILESTONES ALONGSIDE THE PROJECT<br />
MI 1: Identification of new biomarkers of MS in the context of a pathogenetic<br />
model of disease which considers an inappropriate immune response<br />
to infection by EBV critical for disease induction.<br />
MI 2: Identification of phenotypic and functional alterations of leukocyte<br />
populations involved in EBV-induced inflammation.<br />
MI 3: Knowledge on the cytotoxic factors responsible for damage to the<br />
CNS.<br />
MI 4: Characterization of biochemical parameters indicative of oxidative<br />
stress.<br />
MI 5: Correlation of MS clinical parameters with the frequency and activation<br />
state of EBV-specific lymphocyte populations.<br />
MI 6: Translation of the knowledge acquired on the molecular alterations<br />
in the signalling pathways of Toll-like receptors and in the IFN-signature in<br />
response to EBV infection to investigations in MS patients for diagnostic and<br />
prognostic applications.<br />
MI 7: Analysis of oligoclonal bands (total and EBV-specific) and immune<br />
response molecules in the CSF of MS patients.<br />
MI 8: Gene expression profiling of cells of the immune system with highthroughput<br />
screening methodologies in CIS and distinct MS clinical courses<br />
versus a control population. Bioinformatics analysis of such profiles.<br />
MI 9: Validation of the differentially expressed genes by other platforms<br />
(molecular and cellular biology).<br />
MI10: Validation of the obtained biomarkers in the clinical follow-up of a<br />
new cohort of MS patients.<br />
2009 639
Sezione III: Attività per progetti<br />
METHODS<br />
Patients. The study will be conducted on a total of 170 RR-MS, 100 CIS, 60<br />
PP-MS and 60 SP-MS, 20 pediatric MS patients, 100 inflammatory and non<br />
inflammatory neurological diseases, 10 benign endocranic hypertension<br />
patients and 80 sex- and age-matched healthy subjects with no previous history<br />
of neurological disease. All patients will be recruited in the stable or in<br />
the acute phase of the disease, as judged by clinical assessment, but will be<br />
free from immune-modulating therapy for at least 3 months preceding entry<br />
in the study and their EBV sero-status will be also assessed. Comparisons<br />
between pairs of data-sets will be performed by means of Student’s t-tests for<br />
unrelated samples.<br />
U.O.11 – In the attempt to identify biomarkers that correlate with the risk<br />
or progression of the disease and which may be used as an aid to diagnosis<br />
and to therapeutic efficacy, we will use polychromatic flow cytometry which<br />
enables the precise definition of different subsets of cells, and we will evaluate<br />
the immune response toward EBV antigens. Flow cytometry and cell preparation.<br />
Flow Cytometric analysis will be carried out on a FACSCalibur, on a<br />
FACSCanto (BD Bioscience) or CyAn (Coulter). High Speed Cell sorting will<br />
be performed by a 4 laser MoFlo (Coulter). Human mononuclear cells will be<br />
isolated by Ficoll gradient centrifugation (Pharmacia, Uppsala, Sweden).<br />
Dead cells will be excluded by propidium iodide. Data will be analyzed using<br />
Flowjo software (Treestar Inc., Ashland, OR).<br />
Antibodies and reagents. The following antibodies will be used: Foxp3 from<br />
eBioscience, San Diego, CA; 5-(and-6)-carboxyfluorescein diacetate, succinimidyl<br />
ester (CSFE) will be purchased from Invitrogen (Carlsbad, CA, USA).<br />
CD2, CD3, CD4, CD5, CD8, CD25, CD26, CD27, CD28, CD30, CD38, CD40L,<br />
CD44, CD45RO, CD45RA, CD45RB, CD49d, CD50, CD54, CD56, CD58,<br />
CD62L, CD69, CD70, CD95, CD122, CD134, CD162, CTLA4, HLA-DR, CCR4,<br />
CCR6, CCR7, CXCR2, CXCR3, CXCR5 are from BD Pharmingen; GITR,<br />
CCR1, CCR2, CCR3, CCR5, CCR8, CCR9, CXCR4, CXCR6 are from R&D.<br />
These antibodies are conjugated with the following fluorochromes: FITC, PE,<br />
Cy5-PE, APC, PE-Cy7, PE-TexasRed, APC-Cy5.5, APC-Cy7, APC-Alexa 750,<br />
PE-Alexa 610, Cascade Yellow, Pacific Blue. IFN-g, IL-10, IL-4, TNF-a are<br />
from Becton Dickinson; IFN a is from Miltenyi Biotech.<br />
PBLs will be stimulated with EBV pentamers (Pro5 ® MHC Class I Pentamers<br />
Proimmune), or with plate-bound anti-CD3 and soluble anti-CD28<br />
(1 mg/ml, both from Pharmingen) as a positive control. Production of inflammatory<br />
cytokines will then be measured via intracellular staining or ELISA.<br />
Moreover, the frequency of cells which bind the FITC-conjugated pentamers<br />
will also be measured, and polychromatic flow cytometry will be used to characterize<br />
these cells. Finally, pentamer + cells will be sorted and expanded<br />
in vitro to be further characterized (cytotoxicity assays using B-EBV targets).<br />
The frequency of Treg cells will also be measured, and their phenotype will be<br />
studied in detail. Functional assays will evaluate their suppressive abilities<br />
and their role in the control of EBV-specific T cells.<br />
640 2009
ISS.17 – Biomarkers and diagnosis<br />
U.O.12 – To investigate whether EBV might be the trigger of an<br />
immunopathologic response involving pDC the following experiments will be<br />
performed through the analysis of IFN signature in MS patients with different<br />
disease courses versus HD by quantitative real time PCR. In particular, to<br />
understand whether EBV reactivation may stimulate the release of type I<br />
IFNs from pDC we will investigate the ex-vivo expression of the IFN-signature<br />
in PBMC obtained from MS patients with different MS courses and at different<br />
states of the disease, and in PBMC from HD. FACS analysis will be performed<br />
by studying the expression of maturation markers on BDCA-<br />
2 + /CD123 + population.<br />
The comparative analysis of pDC response to TLR triggering or EBV<br />
infection in PBMC from MS patients and HD will be performed in PBMC<br />
from MS patients vs HD following in vitro stimulation with TLR-7 and TLR-9<br />
agonists or upon EBV infection. The expression of type I IFN will be evaluated<br />
by real time PCR, ELISA (PBL Biomedical laboratories) or intracellular<br />
staining (Miltenyi Biotec).<br />
The analysis of oxidative status in MS patients will be evaluated by analyzing<br />
the level of anti-oxidant capacity (AOC) in serum from MS patients and<br />
HD while levels of F2-isoprostane will be quantified in the CSF from MS<br />
patients as well as in supernatants from PBMC cultures stimulated in vitro<br />
with TLR agonists or infected by EBV.<br />
U.O.13 – In order to understand whether MS patients display an altered<br />
gene expression repertoire in peripheral blood compared to the healthy population<br />
a comparative analysis of RNA obtained from PBMC and whole blood<br />
will be performed by using high-throughput screening techniques. Hybridization<br />
on Illumina GeneChip arrays containing probes for several thousand<br />
human genes may be performed by a service provider. In addition, potential<br />
diagnostic or treatment-related biomarkers will be validated by quantitative<br />
PCR-based approaches, by Elisa tests on serum samples from patients and<br />
controls for the molecular biomarkers that transcribe for soluble factors,<br />
while Flow cytometry assays will be planned for surface markers. Finally,<br />
commercially available agonists, antagonists, inhibitory molecules, blocking<br />
reagents for some of the identified MS related gene products will be searched<br />
and used in ad hoc designed in vitro studies where modulation of immune cell<br />
reactivity (for example in terms of proliferation and cytokine production) will<br />
be assessed.<br />
U.O.14 – In the attempt to identify soluble molecules and immunoglobulins<br />
in the CSF as correlates of the pathological processes that take place at<br />
lesional sites in MS, autopsy CSF samples from 20 patients with MS and 10<br />
patients with other non-neurological and neurological diseases (UK MS Tissue<br />
Bank), and paired CSF and serum samples from 50 patients with MS, 50<br />
patients with other inflammatory and non-inflammatory neurological diseases,<br />
and 10 patients with benign endocranic hypertension (Neurological<br />
Institute C. Mondino CSF Bank) will be analyzed. The study design addresses<br />
the characterization of molecules and mechanisms that in MS could be<br />
involved in the interplay between EBV-infected B-cell infiltration of the cen-<br />
2009 641
Sezione III: Attività per progetti<br />
tral nervous system, host immune response, and host reparative response.<br />
This will be achieved by analysis of oligoclonal total IgG and EBV-specific<br />
bands by isoelectric focusing and capillary immunoblotting; CXCL13, lymphotoxin-a,<br />
Bcl-2, soluble CD8, soluble CD4, perforin, human Granzyme B,<br />
and protein tau by ELISA; Nogo by Western blot.<br />
U.O.15 – In the attempt to dissect the pathogenetic events characterizing<br />
the early stage of MS, this unit will determine: 1) a complete profile of<br />
the intrathecal humoral immune response, IgM index included; 2) EBV<br />
specific CSF IgM; 3) EBV seropositivity; 4) EBV DNA and antibodies<br />
against early lytic cycle viral proteins in the CSF; 5) the number of Cortical<br />
Inflammatory Lesions by Double Inversion Recovery (DIR), in order to<br />
demonstrate a possible association between the presence of an altered<br />
intrathecal immune response, as well as a specific response to EBV (EBV<br />
specific IgM, etc.), and cortical pathology, at the clinical onset of MS (pediatric<br />
patients, Clinically Isolated Syndromes and possible MS) and in<br />
patients with the primary progressive form of the disease. Standard analysis<br />
and IgG and IgM index will be performed in CSF samples. In addition,<br />
IgM will be characterized for their specificity against the main EBV epitopes<br />
by immunoblotting. EBV DNA sequences will be searched both in<br />
serum and CSF by RT-PCR.<br />
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS<br />
Recent advances in the study of MS pathogenesis represent the basis for<br />
the identification of novel biomarkers of disease. We will approach the study<br />
of the immune response toward EBV and its correlation with both molecular<br />
and cellular markers and disease course by analyzing blood and CFS from MS<br />
patients. Specifically, we will perform experiments aimed at understanding<br />
the following issues:<br />
1) Frequency and activation state of EBV-specific lymphocyte populations<br />
in the various phases of the disease.<br />
2) Alterations in the signaling pathways of Toll-like receptors and in the<br />
IFN-signature, which may both be indicators of the dysregulation of the<br />
immune response towards EBV or of the development into a chronic phase of<br />
the disease.<br />
3) Gene expression profiling of cells of the immune system with highthroughput<br />
screening methodologies.<br />
4) Analysis of oligoclonal bands (total and EBV-specific) and of soluble<br />
immune molecules in the CSF of MS patients.<br />
5) Serum alterations of biochemical parameters measuring oxidative<br />
stress.<br />
The identification of novel biomarkers is crucial for monitoring the disease<br />
course and for assessment of therapeutic efficacy. With advanced technologies<br />
it will be possible to identify, in the blood and CSF of MS patients,<br />
molecular and functional indicators of the different phases of the disease,<br />
642 2009
ISS.17 – Biomarkers and diagnosis<br />
which will aid the clinical and radiological assessment of MS. The data<br />
obtained will represent the basis for scientific publications. The project will<br />
improve the knowledge of how EBV interacts with the host to produce the<br />
pathological lesions typical of MS. The data will be available at the end of the<br />
study, and will be integrated with all data produced by other groups joining<br />
the project. Therefore, this joined effort will shed light on mechanisms<br />
exploited by EBV to settle in the MS brain. The expected findings could also<br />
help define MS-specific biomarkers. The development of molecular markers<br />
for MS diagnosis responds to the need of obtaining biological parameters that<br />
support the clinical and radiological investigations. Furthermore, the starting<br />
material for such analysis is constituted of peripheral blood mononuclear<br />
cells and/or whole blood, which are easily accessible sources of biological<br />
material by non-invasive samplings. Therefore this project will have a strong<br />
impact on the global economic burden for MS.<br />
OUTPUT(S) OF THE PROJECT<br />
1) Proteomic, genomic, and cytomic analysis on total lymphocytes and<br />
on lymphocyte subsets obtained from blood and CSF of MS patients: (a)<br />
identification of proteins and genes associated with the EBV response in MS<br />
patients (month 18); (b) definition of the cellular populations involved in the<br />
EBV response in MS patients (month 18); (c) definition of parameters indicating<br />
oxidative stress in serum and CSF of MS patients and their relation to<br />
the EBV response (month 18); (d) Description of the gene signatures specific<br />
for the clinically isolated syndromes and different clinical forms of MS<br />
(month 15); (e) Identification of molecular and functional indicators of the<br />
different phases of the disease to be used as biomarkers of MS (month 18);<br />
f) Identification of phenotypic and functional alterations of leukocyte populations<br />
involved in EBV-induced inflammation (month 18).<br />
2) Study of the diagnostic and prognostic potential of the identified biomarkers:<br />
(a) Set up of molecular tests for validated biomarkers (month 20);<br />
(b) Evaluation of the diagnostic and prognostic efficacy of selected biomarkers<br />
(month 24); (c) Validation of the obtained biomarkers in the clinical follow-up<br />
of a new cohort of MS patients (month 24).<br />
3) Organization of a network for the study of CSF samples available in<br />
the clinical centers included in the strategic programme.<br />
4) Publications on international peer-reviewed journals (month 24).<br />
5) One work-in-progress Meeting (12 months).<br />
TIMETABLE OF THE PROJECT<br />
The integration of the different techniques employed and the availability<br />
of well established biomolecular expertise in the units of the network is a key<br />
feature of this proposal. Strategic meetings at the beginning of each phase<br />
between all the units participating to the project will be organized in order to<br />
carry out exploitation and dissemination of the results within the network.<br />
2009 643
Sezione III: Attività per progetti<br />
Biological samples, both from MS patients and other neurological disorders<br />
will be collected and made available to all participants of the network.<br />
U.O.11 will recruit and select MS patients and will collect biological samples<br />
(blood and CSF). Polychromatic flow cytometry will then be employed to<br />
precisely characterize the cellular subpopulations in the blood and CSF<br />
obtained from patients and healthy controls, with a special attention on cellular<br />
subsets involved in the anti-viral immune response (up to month 18).<br />
Immune responses directed against EBV will be tested (characterization of<br />
antigen-specific T cells, measurement of suppressor activity of T reg cells).<br />
The innate immune response will also be studied, working closely with<br />
U.O.12, and NK cell activity against B-EBV cells will be investigated. Any biomarker<br />
identified in this first phase will then be validated on a new cohort of<br />
patients, and its use in monitoring disease course will be evaluated (up to<br />
month 24).<br />
U.O.12 The innate immune response against EBV will be investigated.<br />
Plasmacytoid DCs from MS patients will be characterized and their “ IFN-signature<br />
” will be compared to that of healthy individuals (month 18). pDC<br />
response to EBV will then be studied, and correlations will be made between<br />
EBV-stimulated pDC and freshly isolated pDC from patients in the different<br />
forms of the disease (up to month 24). Starting at month 7, this unit will also<br />
perform studies on the oxidative status of the serum and CSF, measuring F-2<br />
isoprostane levels (up to month 18).<br />
U.O.13 This unit will perform gene expression profiling using the Illumina<br />
technological platform on blood RNAs (up to month 18). Differentially<br />
expressed genes will be then validated by PCR-based techniques, flow cytometry,<br />
Elisa (up to month 24).<br />
U.O.14 This unit will study autopsy CSF samples and paired CSF and<br />
serum samples. Oligoclonal total IgG and EBV-specific bands will be determined<br />
with isoelectric focusing and capillary immunoblotting; CXCL13, lymphotoxin-a,<br />
Bcl-2, soluble CD8, soluble CD4, perforin, human Granzyme B,<br />
and protein tau with ELISA; Nogo with Western blot (up to month 24).<br />
U.O.15 This unit will determine: 1) a complete profile of the intrathecal<br />
humoral immune response, IgM index included; 2) EBV specific CSF IgM; 3)<br />
EBV seropositivity; 4) EBV DNA and antibodies against early lytic cycle viral<br />
proteins in the CSF; 5) the number of Cortical Inflammatory Lesions by Double<br />
Inversion Recovery (DIR) (up to month 18). The use of intrathecally synthesized<br />
IgM and/or EBV specific IgM as biomarkers of the disease course<br />
will also be investigated (up to month 24).<br />
Si allega il programma della Unità Operativa 11 che fa capo alla<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
644 2009
ISS.17 – Biomarkers and diagnosis<br />
U.O.11 – Laboratorio di Neuroimmunologia<br />
Luca Battistini<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
For many years CD4+ T lymphocytes have taken centre stage in research<br />
on autoimmune diseases. In more recent times, however, bolder researchers<br />
have shown that the involvement of the immune system in the pathogenesis<br />
of autoimmunity does not spare CD8+ lymphocytes, gd T cells, NK cells, B<br />
lymphocytes, or dendritic cells: all these subsets have been described in the<br />
demyelinating lesions of multiple sclerosis patients. Despite intensive<br />
research, the triggers that determine the autoimmune attack to the central<br />
nervous system are still unclear, although it is accepted that infectious agents<br />
may be involved, possibly through molecular mimicry or chronic antigenic<br />
stimulation with consequent bystander activation. However, it has been also<br />
proposed that a host immune response targeting proteins expressed at low<br />
levels during a latent viral infection in the CNS might underlie demyelination.<br />
A major breakthrough in MS research has been the recent finding of EBV<br />
persistence and reactivation in patients’ CNS. In this project we will closely<br />
monitor immune responses to EBV in patients with relapsing-remitting, primary<br />
progressive, or secondary progressive MS in the different phases of the<br />
disease, in the attempt to identify biomarkers that correlate with the onset or<br />
progression of the disease and which may be used as an aid to diagnosis and<br />
to therapeutic efficacy. To this aim, we will use polychromatic flow cytometry<br />
which enables the precise definition of different subsets of cells, and we will<br />
evaluate the immune response towards EBV antigens. PBLs isolated from 140<br />
patients with different forms of the disease will be challenged with EBV antigens<br />
and lymphocyte responses will be measured in terms of cytokine production,<br />
proliferation, differentiation, and cytotoxic potential. EBV-specific lymphocytes<br />
will be detected using pentamers, and further characterized with the<br />
aim of identifying EBV-driven biomarkers.<br />
Finally, a growing body of evident points towards an altered function of T<br />
regulatory (Treg) cells in autoimmune diseases and specifically in MS. Interestingly,<br />
and relevant to this project, it is known that chronic infection can<br />
lead to a dysregulation of T cell function. For instance, it has been suggested<br />
that continuous stimulation of Treg cells through TLRs expressed on their<br />
surface can inhibit the immunosuppressive function which characterizes<br />
these cells. Thus, Treg cell phenotype, immunosuppressive function, and<br />
response to TLR stimulation will be investigated in relation to EBV infection.<br />
Methods<br />
Patients. 80 RR-MS, 20 CIS, 20 PP-MS and 20 SP-MS patients and 80sex- and<br />
age-matched healthy subjects with no previous history of neurological diseases<br />
will be enrolled in the study. All patients will be recruited in the stable or<br />
in the acute phase of the disease, as judged by clinical assessment, but will be<br />
2009 645
Sezione III: Attività per progetti<br />
free from immune-modulating therapy for at least 3 months preceding entry<br />
in the study. Local Ethical Committee approval and written informed consent<br />
from all the subjects will be obtained before study initiation. Comparisons<br />
between pairs of data-sets will be performed by means of Student’s t-tests for<br />
unrelated samples.<br />
Flow cytometry and cell preparation. Flow Cytometric analysis will be carried<br />
out on a FACSCalibur, on a FACSCanto (BD Bioscience) or CyAn (Coulter).<br />
High Speed Cell sorting will be performed by a 4 laser MoFlo (Coulter).<br />
Human mononuclear cells will be isolated by Ficoll gradient centrifugation<br />
(Pharmacia, Uppsala, Sweden). Dead cells will be excluded by propidium<br />
iodide. Data will be analyzed using Flowjo software (Treestar Inc., Ashland,<br />
OR).<br />
Antibodies and reagents. The following antibodies will be used: Foxp3 from<br />
eBioscience, San Diego, CA; 5-(and-6)-carboxyfluorescein diacetate, succinimidyl<br />
ester (CSFE) will be purchased from Invitrogen (Carlsbad, CA, USA).<br />
CD2, CD3, CD4, CD5, CD8, CD25, CD26, CD27, CD28, CD30, CD38, CD40L,<br />
CD44, CD45RO, CD45RA, CD45RB, CD49d, CD50, CD54, CD56, CD58,<br />
CD62L, CD69, CD70, CD95, CD122, CD134, CD162, CTLA4, HLA-DR, CCR4,<br />
CCR6, CCR7, CXCR2, CXCR3, CXCR5 are from BD Pharmingen; GITR,<br />
CCR1, CCR2, CCR3, CCR5, CCR8, CCR9, CXCR4, CXCR6 are from R&D.<br />
These antibodies are conjugated with the following fluorochromes: FITC, PE,<br />
Cy5-PE, APC, PE-Cy7, PE-TexasRed, APC-Cy5.5, APC-Cy7, APC-Alexa 750,<br />
PE-Alexa 610, Cascade Yellow, Pacific Blue. IFN-g, IL-10, IL-4, TNF-a are<br />
from Becton Dickinson; IFN alpha is from Miltenyi Biotech.<br />
Isolation and immunostaining of blood cells. PBMC will be isolated from blood<br />
samples by discontinuous density centrifugation over Ficoll-hypaque according<br />
to standard procedures. Cells will be resuspended in PBS with 1% human<br />
serum. For each staining 5 x 10 6 PBLs will be used, in a final volume of 100 ml.<br />
Monoclonal antibodies (conjugated with the appropriate fluorochrome) will<br />
be added to predetermined optimal concentrations and cells will be incubated<br />
for 10 minutes at 4 °C in the dark. Cells will be then washed twice, resuspended<br />
in 250 ml of PBS contaning 0,5% FCS, and analyzed at the flow<br />
cytometer.<br />
Isolation of regulatory T cells from PBMC. In order to achieve this goal we will<br />
use a combination of several methodologies: 1) Polychromatic Flow Cytometer<br />
Analysis (3 Laser MoFlo, Coulter); 2) MACS Cytokine Secretion Assays -<br />
detection and isolation of viable antigen-specific T cells; 3) Accurate high<br />
speed cell sorting. The different subsets of regulatory T cells identified in the<br />
first part of the project with polychromatic flow cytometry will be sorted<br />
either directly in 96 well plates with a high speed cell sorter (Coulter) for cell<br />
cloning, or in tubes in the case that the cells will be used in a suppression<br />
assay.<br />
PBLs will be stimulated with EBV pentamers (Pro5 ® MHC Class I Pentamers<br />
Proimmune), or with plate-bound anti-CD3 and soluble anti-CD28<br />
(1 mg/ml, both from Pharmingen) as a positive control. Production of inflam-<br />
646 2009
ISS.17 – Biomarkers and diagnosis<br />
matory cytokines will then be measured via intracellular staining or ELISA.<br />
Moreover, the frequency of cells which bind the FITC-conjugated pentamers<br />
will also be measured, and polychromatic flow cytometry will be used to characterize<br />
these cells. Finally, pentamer + cells will be sorted and expanded in<br />
vitro to be further characterized (cytoxicity assays using B-EBV targets).<br />
The frequency of T reg cells will also be measured, and their phenotype<br />
will be studied in detail. Functional assays will evaluate their suppressive abilities<br />
and their role in the control of EBV-specific T cells.<br />
2009 647
MERCK.1 – EFFECTS OF INTERFERON b-1a<br />
AND CLADRIBINE ON SYNAPTIC<br />
NEURODEGENERATIVE DAMAGE<br />
IN EXPERIMENTAL MULTIPLE SCLEROSIS<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
DIEGO CENTONZE<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Merck Serono Spa – Finanziamento 2008
Sezione III: Attività per progetti<br />
RATIONALE<br />
The classical divide between inflammatory and degenerative disorders of<br />
the central nervous system (CNS) is vanishing, as our understanding on the<br />
intimate nature of several disease conditions is improving. Inflammatory<br />
processes play an important role in the pathophysiology of primarily degenerative<br />
disorders, and neurodegeneration complicates primarily inflammatory<br />
diseases of the brain and spinal cord such as multiple sclerosis (MS). In this<br />
respect, it is increasingly clear that alterations of the neuronal compartment<br />
of the CNS occur early and are largely independent of demyelination in MS.<br />
MS-associated neurodegenerative damage is ultimately responsible for the<br />
primary and secondary progressive phases of MS, as well as for cognitive<br />
impairment seen in MS patients, and it is still debated whether the currently<br />
approved immunomudulatory or immunosuppressant agents can interfere<br />
with the pathological process at the basis of this process. It is conversely likely<br />
that corticosteroids, which are commonly used to treat MS-related relapses,<br />
negatively impact neurodegenerative damage in this pathological condition,<br />
since it is well established that they induce neuronal death [Jacobs et al. 2006;<br />
Tata et al. 2006; Lee et al. 2008; Noguchi et al. 2008], and exacerbates cognitive<br />
deficits [Yao et al. 2007].<br />
Very little is known about the cellular and molecular determinants of neurodegenerative<br />
damage in MS, but recent evidence from our laboratory<br />
showed that, in an experimental model of MS (the mouse with experimental<br />
autoimmune encephalomyelitis, EAE), CNS invasion by myelin-specific<br />
blood-borne immune cells triggers a chain of events involving activation of<br />
resident microglia in the gray matter, release of TNF-a, downregulation of the<br />
early gene Arc/Arg3.1, and abnormal expression, phosphorylation and function<br />
of glutamate AMPA receptors in neurons, which finally undergo a dramatic<br />
loss of dendritic spines and neurodegenerative damage [Centonze et al.<br />
2009]. Pharmacological compounds able to interfere with this chain of events<br />
are likely to exert neuroprotective effects in MW patients.<br />
Glutamate-mediated excitotoxicity is emerging as a crucial determinant<br />
of neuronal injury in MS. Accordingly, glutamate levels have been found to be<br />
significantly higher in the cerebrospinal fluid and in the the brains of MS<br />
patients. Furthermore, glutamate clearance and receptor expression are<br />
impaired in MS brains and in animal models of the disease, while glutamate<br />
receptor antagonists exert beneficial effects in EAE [Centonze et al. 2009] and<br />
in MS by limiting not only oligodendrocyte but also neuronal damage. These<br />
findings, therefore, suggest that glutamate-mediated excitotoxicity may play a<br />
role in the pathogenesis of MS, as proposed in primarily neurodegenerative<br />
disorders.<br />
AIM OF THE STUDY<br />
Thus, aim of the present project is to investigate whether interferon b-1a<br />
and cladribine are able to mitigate, and possibly to block, EAE-associated<br />
synaptic alteration and degeneration in both early (inflammatory) and late<br />
650 2009
MERCK.1 – Effects of interferon b-1a and cladribine on synaptic neurodegenerative damage…<br />
(degenerative) phases of EAE. The effects of both compounds will be compared<br />
with those of corticosteroids. We will select the striatum for our investigation<br />
since this subcortical brain area is particularly prone to develop neurodegenerative<br />
damage in the course of MS and EAE [Centonze et al. 2009].<br />
Our objectives will be pursued:<br />
a) By studying the effects of interferon b-1a or cladribine treatments on<br />
clinical score in EAE mice.<br />
b) By studying if interferon b-1a or cladribine treatments are able to prevent<br />
the synaptic defects of glutamate transmission measured by means of<br />
whole-cell patch-clamp recordings in corticostriatal brain slices prepared<br />
from EAE mice in the acute and chronic phases of the disease.<br />
c) By studying if interferon b-1a and cladribine are able to reduce neuronal<br />
damage and dendritic spine loss measured through the Golgi technique.<br />
The final goal of the study is to provide a reliable mechanism at the basis<br />
of the putative neuroprotective action of interferon b-1a and cladribine in<br />
experimental MS.<br />
METHODS<br />
The experiments will be performed in Rome at the IRCCS <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
As described [Centonze et al. 2009], chronic-progressive EAE will be<br />
induced in 6-8 week old C57BL/6 female mice by subcutaneous immunization<br />
with 300 ml of 200 mg major oligodendrocyte glycoprotein(MOG)35-55<br />
(Espikem, Florence) in incomplete Freund’s adjuvant supplemented with<br />
8 mg ml -1 Mycobacterium tuberculosis (strain H37Ra; Difco). Pertussis toxin<br />
(Sigma) (500 ng) will be injected on the day of the immunization and again<br />
two days later. EAE mice will be compared with two control (HC) groups, one<br />
composed of naïve, untreated mice, and a second of mice treated with complete<br />
Freund’s adjuvant without MOG, and pertussis toxin. Body weight and<br />
clinical score (0=healthy; 1=limp tail; 2=ataxia and/or paresis of hindlimbs;<br />
3=paralysis of hindlimbs and/or paresis of forelimbs; 4=tetraparalysis;<br />
5=moribund or death) will be recorded daily. Drug or vehicle administration<br />
will be started 1 week after the immunization and continued for the next 4-5<br />
weeks. All efforts will be made to minimize animal suffering and to reduce the<br />
number of mice used, in accordance with the European Communities Council<br />
Directive of November 24, 1986 (86/609/EEC). All procedures involving animals<br />
will be performed according to the guidelines of the Institutional Animal<br />
Care and Use Committee of the <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Rome.<br />
To study synaptic transmission, we will perform in vitro whole-cell patch<br />
clamp electrophysiological recordings in corticostriatal brain slices prepared<br />
from EAE mice at different (acute and chronic) stages of their disease. As a<br />
measure of striatal synaptic functioning, in these models we will study the<br />
intrinsic membrane properties of the recorded neurons (membrane potential,<br />
input resistance, firing activity and current-voltage relationship), evoked<br />
(eEPSCs), spontaneous (sEPSCs) and miniature glutamate-mediated excita-<br />
2009 651
Sezione III: Attività per progetti<br />
tory postsynaptic currents (mEPSCs). Mice will be killed under halothane<br />
anesthesia, and corticostriatal coronal slices (200 mm) will be prepared from<br />
fresh tissue blocks of the brain with the use of a vibratome. A single slice will<br />
then be transferred to a recording chamber and submerged in a continuously<br />
flowing artificial cerebrospinal fluid (ACSF) (34°C, 2-3 ml/min) gassed with<br />
95% O 2<br />
- 5% CO 2<br />
. The composition of the control solution will be (in mM): 126<br />
NaCl, 2.5 KCl, 1.2 MgCl 2<br />
, 1.2 NaH 2<br />
PO 4<br />
, 2.4 CaCl 2<br />
, 11 Glucose, 25 NaHCO 3<br />
.<br />
Whole-cell patch clamp recordings will be made with borosilicate glass<br />
pipettes (1.8 mm o.d.; 2-4 MW), in voltage-clamp mode, at the holding potential<br />
(HP) of –80 mV. Bicuculline (10 mM) will be added to the perfusing solution<br />
to study glutamate-mediated eEPSCs, sEPSCs, and mEPSCs. Intraelectrode<br />
solution will have the following composition (mM): CsCl (110), K + -gluconate<br />
(30), ethylene glycol-bis (b-aminoethyl ether)-N,N,N’,N’-tetra-acetic<br />
acid (EGTA; 1.1), HEPES (10), CaCl 2<br />
(0.1), Mg-ATP (4), Na-GTP (0.3). Synaptic<br />
events will be stored by using P-CLAMP 9 (Axon Instruments) and analyzed<br />
off line on a personal computer with Mini Analysis 5.1 [Synaptosoft,<br />
Leonia, NJ, USA] software.<br />
In both control and EAE brains, the striatum will be readily identified<br />
under low power magnification, whereas individual neurons will be visualized<br />
in situ using a differential interference contrast (Nomarski) optical system.<br />
This will employ an Olympus BX50WI (Japan) non-inverted microscope with<br />
x40 water immersion objective combined with an infra-red filter, a monochrome<br />
CCD camera (COHU 4912), and a PC compatible system for analysis<br />
of images and contrast enhancement [WinVision 2000, Delta Sistemi, Italy].<br />
Recording pipettes will be advanced towards individual striatal cells in the<br />
slice under positive pressure and, on contact, tight GW seals will be made by<br />
applying negative pressure. The membrane patch will then be ruptured by<br />
suction and membrane current and potential monitored using an Axopatch<br />
1D patch clamp amplifier (Axon Instruments, Foster City, CA, USA). Wholecell<br />
access resistances measured in voltage clamp will be in the range of 5-20<br />
MW.<br />
Synaptic events will be stored by using P-CLAMP 9 (Axon Instruments)<br />
and analyzed off line on a personal computer with Mini Analysis 5.1 [Synaptosoft,<br />
Leonia, NJ, USA] software. The detection threshold of spontaneous<br />
and miniature events will be set at twice the baseline noise. The fact that no<br />
false events would be identified will be confirmed by visual inspection for<br />
each experiment. Offline analysis will be performed on spontaneous and<br />
miniature synaptic events recorded during fixed time epochs (3-5 min, 3-6<br />
samplings), sampled every 5 or 10 minutes. Only cells that will exhibit stable<br />
frequencies (less than 20% changes during the control samplings) will be<br />
taken into account. For kinetic analysis, events with peak amplitude between<br />
10 and 50 pA will be grouped, aligned by half-rise time, and normalized by<br />
peak amplitude. Events with complex peaks will be eliminated. In each cell,<br />
all events between 10 and 50 pA will be averaged to obtain rise times, decay<br />
times, and half widths [Centonze et al. 2009].<br />
One to six cells per animal will be recorded. For each type of experiment<br />
and time point, at least four distinct animals will be employed for each experi-<br />
652 2009
MERCK.1 – Effects of interferon b-1a and cladribine on synaptic neurodegenerative damage…<br />
mental group. Data will be presented as the mean ± S.E.M. Multiple comparisons<br />
will be analyzed by one-way ANOVA followed by Tukey HSD. Comparisons<br />
between two groups will be analyzed by paired or unpaired Student’s t-<br />
test or Wilcoxon’s test. The significance level will be established at p
Sezione III: Attività per progetti<br />
Major equipment – Three complete set-ups for patch-clamp electrophysiological<br />
recordings from tissue slices and from cell culture with infra-red<br />
videomicroscopy.<br />
– Video tracking system for automation of behavioural experiments.<br />
– Three horizontal Sutter puller for the preparation of glass electrodes.<br />
– Cages for enviromental enrichiment and running wheel, conditioned<br />
place preference.<br />
– Plus elevated maze, open field, social interaction test devices.<br />
– Stereotaxic device for surgery and intracerebroventricular pump<br />
implantation.<br />
Services – Mice will be kept in a animal house located 20 meters from the<br />
Laboratory. The immunization of the animals to induce EAE and the stress<br />
procedure will be performed in the animal house.<br />
– Centonze D, Muzio L, Rossi S, Cavasinni F, De Chiara V, Bergami A, Musella A et<br />
al. (2009) J Neurosi (in press).<br />
– Jacobs CM, Trinh MD, Rootwelt T, Lømo J, Paulsen RE (2006) Brain Res 1070(1):<br />
116-123.<br />
– Lee JM, Yan P, Xiao Q, Chen S, Lee KY, Hsu CY, Xu J (2008) J Neurosci 28(12):<br />
3141-3149.<br />
– Noguchi KK, Walls KC, Wozniak DF, Olney JW, Roth KA, Farber NB (2008) Cell<br />
Death Differ 15(10): 1582-1592.<br />
– Tata DA, Marciano VA, Anderson BJ (2006) J Comp Neurol 498(3): 363-374.<br />
– Yao YY, Liu DM, Xu DF, Li WP (2007) Eur J Pharmacol 574(1): 20-28.<br />
654 2009
ÖSSUR – BENEFICI FUNZIONALI,<br />
NEGLI AMPUTATI TRANSTIBIALI,<br />
DELL’USO DI UN PIEDE<br />
PROTESICO (PROPRIO FOOT )<br />
CONTROLLATO DA UN MICROPROCESSORE<br />
E DI UN SISTEMA DI SOSPENSIONE<br />
DELL’INVASO CON UN SISTEMA<br />
DI SOTTO-VUOTO PASSIVO<br />
(ICEROSS SEAL-IN) ®<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
MARCO TRABALLESI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Össur HF Europe – Finanziamento 2008
Sezione III: Attività per progetti<br />
INTRODUZIONE<br />
L’abilità e l’autonomia nel cammino è un’importante attività della vita<br />
quotidiana. Per la maggior parte delle persone tale attività è semplice e non<br />
faticosa ma per altri invece può risultare molto più complessa. In particolare<br />
gli individui che sono stati sottoposti ad amputazione trans-tibiale devono<br />
imparare ad adattarsi alla perdita di muscolatura e alle alterate sensazioni<br />
che provengono dal terreno, non più mediate dai recettori nervosi posti a<br />
livello plantare ma dalla cute del moncone a contatto con l’invaso protesico<br />
[Galey 1994]. L’individuo amputato durante il cammino deve inoltre imparare<br />
a gestire la protesi che deve consentire di riprodurre uno schema del passo<br />
più fisiologico possibile. Più lo schema del passo si discosta da quello fisiologico,<br />
più evidenti compensi si verranno a creare, con conseguente aumento<br />
del costo energetico della deambulazione [Waters 1999]. Se aumenta il costo<br />
energetico della deambulazione, l’energia richiesta al soggetto per camminare<br />
sarà più alta e quindi maggiore lo sforzo percepito per percorrere una determinata<br />
distanza. Il soggetto amputato per ridurre la sensazione di fatica<br />
ridurrà la velocità di avanzamento. È noto che più alto è il livello d’amputazione<br />
maggiore è il costo energetico della deambulazione e minore, di conseguenza<br />
la velocità di avanzamento [Waters 1976; Genin 2008]. Negli amputati<br />
trans-tibiali (TT) si è calcolato un aumento dell’energia metabolica richiesta<br />
durante la deambulazione variabile dal 15 al 55% [Gailey 1994; Ganguli 1974;<br />
Gonzales 1974; Waters 1999]. È dunque importante utilizzare delle componenti<br />
protesiche che possano rendere la deambulazione il più possibile simile<br />
a quella fisiologica per migliorare la mobilità dei soggetti amputati.<br />
Il piede protesico – Riguardo al piede protesico diversi studi [Casillas 1995;<br />
Macfarlane 1997] hanno portato alla conclusione che il piede in carbonio a<br />
restituzione di energia (Flex Foot), rispetto al tradizionale piede SACH<br />
(ammortizzatore al tallone ad asse singolo), riduce il costo energetico della<br />
deambulazione camminando a velocità sostenuta. Inoltre il piede dinamico<br />
Flex permette una più intensa propulsione e stabilità rispetto al piede SAFE<br />
(piede a caviglia stabile con endoscheletro flessibile) [Underwood 2004]. Si<br />
può dunque affermare che, ad oggi, per un amputato dinamico il piede ideale<br />
sia un piede a restituzione di energia tipo Flex Foot.<br />
Recentemente è stato messo in commercio un piede protesico a controllo<br />
elettronico dell’angolo d’inclinazione dell’asse del piede in relazione al passo ed<br />
al terreno. Tale piede è denominato Proprio Foot ® ed è commercializzato dalla<br />
Össur. Il dispositivo, cambiando adeguatamente l’inclinazione, è in grado di<br />
adattarsi al terreno, modifica l’approccio in presenza di scale e pendenze ed<br />
aiuta ad alzarsi e a sedersi in maniera fisiologica. L’utilizzatore non deve più<br />
concentrarsi ad ogni singolo passo e pensare a come affrontare un ostacolo,<br />
una scala o una pendenza perchè il Proprio Foot ® riconosce il momento in cui<br />
la punta della protesi si stacca dal terreno e la solleva in maniera corretta. Il<br />
funzionamento è basato sulla presenza di sensori (accelerometrici) che riconoscono<br />
il movimento del piede nello spazio e inviano i segnali a degli attuatori<br />
che modificano l’inclinazione del piede per indirizzarlo verso la traiettoria corretta<br />
(sulla base di modelli di andatura memorizzati).<br />
656 2009
ÖSSUR – Benefici funzionali, negli amputati transtibiali, dell’uso di un piede protesico…<br />
L’invaso ed i sistemi di sostegno dell’invaso per amputazioni transtibiali –<br />
L’invasatura delle protesi modulari è realizzata abitualmente con le forme:<br />
• PTK (Protesi Tibiale di Kegel) che nei paesi di lingua anglosassone è<br />
chiamata PTB (Patellar Tendon Bearing). L’ancoraggio dell’invasatura al moncone,<br />
nel modello PTK, è garantita da due alette sui condili mediale e laterale<br />
del femore.<br />
• TSB (Total Surface Bearing), ovvero un contatto totale su tutta la<br />
superficie del moncone.<br />
Per proteggere le prominenze ossee del moncone dalle sollecitazioni meccaniche<br />
durante la fase di carico del peso corporeo, si interpone una cuffia tra<br />
il moncone e l’invasatura. Esistono due tipi di cuffie: “ tradizionali ” e di<br />
“ nuova generazione ”. Le prime, in materiale morbido termoformabile, sono<br />
dotate di scarsa elasticità e risultano poco confortevoli, inoltre hanno una<br />
ridotta capacità di ammortizzare i carichi pressori nei punti esposti a maggiori<br />
sollecitazioni. Le cuffie di nuova generazione sopperiscono in parte a tali<br />
problemi essendo realizzate in elastomeri (“ liner ” in silicone, gel minerale,<br />
uretano o stirene).<br />
Sempre più diffuso è attualmente l’utilizzo di invasi TSB ove viene in<br />
parte eliminato il sistema di ancoraggio con le alette condiloidee e la spinta<br />
sottorotulea delle PTB o PTK. L’invaso accoglie il moncone per tutta la sua<br />
conformazione distribuendo in maniera più uniforme le pressioni. Tale<br />
conformazione garantisce inoltre una migliore flessione del ginocchio. Nelle<br />
TSB l’ancoraggio è garantito da un sistema sotto vuoto. Il sotto vuoto può<br />
essere creato attivamente da un sistema di pompaggio collegato ad uno shock<br />
absorber (sistema VASS -Vacuum Assisted Socket System-, TEC Harmony®,<br />
Otto Bock, Germania) o passivamente.<br />
Il sistema passivo può essere creato mediante una valvola ad una via,<br />
posizionata nella parte distale dell’invaso, che genera una pressione negativa<br />
tra il liner e l’invaso stesso (sistema utilizzato dalla Össur). Tale sistema prevede<br />
l’utilizzo di un liner Iceross ® Seal-In ® X5 che ha la caratteristica di inglobare<br />
una membrana sigillante ipobarica (HSM ® : Hypobaric Seal-in Membrane)<br />
che si conforma alla parete interna dell’invasatura, garantendo così<br />
una sospensione sotto vuoto. Ulteriormente, il sotto vuoto passivo può essere<br />
creato dall’utilizzo di una ginocchiera sigillante con valvola ad una sola via<br />
annessa (sistema utilizzato dalla ALPS).<br />
Attualmente le protesi con sistema di ancoraggio sotto vuoto passivo sono<br />
le più utilizzate nella pratica clinica (salvo rare eccezioni). Non ci risultano<br />
studi che confrontino tra loro i sistemi di ancoraggio sotto vuoto passivo (che<br />
rispetto al sistema sotto vuoto attivo sono più facilmente usufruibili dall’utenza).<br />
OBIETTIVO<br />
Obiettivo del presente studio è quello di valutare l’influenza delle seguenti<br />
componenti protesiche: cuffia Iceross ® Seal-In ® e caviglia elettronica Proprio<br />
Foot ® , entrambe della ditta Össur, negli amputati monolaterali transtibiali in<br />
termini di:<br />
2009 657
Sezione III: Attività per progetti<br />
– costo energetico della deambulazione;<br />
– abilità motoria;<br />
– mobilità;<br />
– autonomia nelle attività della vita quotidiana;<br />
– qualità della vita.<br />
METODI<br />
Test del cammino<br />
Il metodo utilizzato per la misura della spesa energetica del cammino è<br />
quello della calorimetria indiretta, che è il più attendibile in assoluto, essendo<br />
in grado di fornire una misura diretta del consumo d’ossigeno durante l’esecuzione<br />
di un atto motorio [Åstrand 1986].<br />
I dati metabolici verranno registrati mediante metabolimetro portatile<br />
K4b 2 (COSMED) [Fatone 1997]. Tale strumento consente una misura respiro<br />
per respiro di: consumo di ossigeno (V’O 2<br />
), produzione di anidride carbonica<br />
(V’CO 2<br />
), ventilazione polmonare (VE) e, mediante l’uso di un cardiofrequenzimetro<br />
la frequenza cardiaca. Rispetto agli strumenti dedicati al laboratorio, il<br />
metabolimetro portatile presenta il vantaggio di poter essere impiegato oltre<br />
che in laboratorio anche sul campo. Il ridotto ingombro e il modesto peso dell’unità<br />
portatile (400 grammi) fanno sì che questa possa essere fissata al soggetto<br />
per mezzo di un corpetto. Il metabolimetro portatile registra i dati e<br />
contestualmente li trasmette, in telemetria, ad un’unità ricevente. L’assenza di<br />
cavi permette al paziente di camminare senza alcun intralcio e con gli ausili<br />
che normalmente utilizza.<br />
Il test del cammino consta di 3 prove: 1) in piano, 2) su treadmill in salita<br />
con pendenza del 12%, 3) sul treadmill in discesa con pendenza del 5%. Le<br />
prove saranno effettuate in sequenza random con un intervallo di 30 minuti<br />
per ripristino dei valori cardiorespiratori basali.<br />
Parametri cardiopolmonari e metabolici – Il test del cammino permette di<br />
registrare i seguenti parametri:<br />
– consumo d’ossigeno in valori assoluti (V’O 2<br />
ml/min) ed in relazione alla<br />
massa corporea (V’O 2<br />
ml/min/kg);<br />
– ventilazione (VE ml/min);<br />
– produzione di anidride carbonica (V’CO 2<br />
ml/min);<br />
– quoziente respiratorio (QR o Respiratory Exchange Ratio-RER ), i.e.<br />
V’CO 2<br />
/ V’O 2<br />
;<br />
– costo energetico della deambulazione (VO 2<br />
ml/kg/m);<br />
– frequenza cardiaca (b/min)<br />
– velocità del cammino<br />
Test funzionali con la protesi<br />
– TUGT. Timed “ up&go ” Test: abilità motoria con protesi [Podsiadlo<br />
1991]. Il test inizia con il paziente seduto su una sedia con seduta a 46 cm e<br />
658 2009
ÖSSUR – Benefici funzionali, negli amputati transtibiali, dell’uso di un piede protesico…<br />
braccioli a 67 cm, la schiena appoggiata alla schienale, gli avambracci sui<br />
braccioli e l’eventuale ausilio in mano. Quando il paziente è pronto si inizia il<br />
test facendo partire il cronometro alla parola “ via ”(go). Il paziente si deve<br />
alzare, camminare in avanti per 3 metri, alla velocità per lui più confortevole<br />
e sicura, fino ad una linea posta sul pavimento, girarsi, tornare alla sedia e<br />
sedersi nuovamente. Il test termina al contatto con la superficie del sedile<br />
della sedia.<br />
– Locomotor Capability Index (LCI). Il LCI è usato per valutare l’abilità<br />
motoria con la protesi [Grise MC, Gauthier-Gagnon C, Martineau GG 1993]. Il<br />
punteggio viene assegnato in relazione alla capacità del soggetto di effettuare<br />
14 compiti (item) (ad esempio salire o scendere le scale con o senza mancorrente,<br />
uscire quando piove, etc.). Utilizzeremo la versione più recente modificata<br />
da Franchignoni et al. [2004] che prevede i seguenti punteggi per ciascun<br />
item: 0 non riesce, 1 con aiuto, 2 con supervisione, 3 da solo con ausili, 4 da<br />
solo senza ausili.<br />
– La mobilità funzionale verrà monitorata con la somministrazione del<br />
“ mobility subscore ”, del questionario PEQ.<br />
– Per valutare il livello di attività verrà adottato il Patient Activity Monitor<br />
(PAM). Il PAM è un accelerometro (il sensore registra più di 1000<br />
segnali al secondo) che viene montato sul piede protesico e registra il movimento<br />
dell’arto durante le attività quotidiane. È possibile valutare le differenti<br />
fasi del passo, la cadenza del passo, la distanza percorsa, la velocità media e<br />
massima durante il giorno per 7 giorni consecutivi. I dati sono elaborati da un<br />
software che estrapola un indice settimanale di mobilità detto PAM Index.<br />
– Per determinare che gli eventuali miglioramenti nelle performance<br />
sono legati alla variazione del componente protesico e non ad una variazione<br />
del tempo e della capacità di utilizzo della protesi o ad un cambiamento dello<br />
stato di salute verranno somministrati:<br />
• Houghton scale: uso della protesi [Houghton 1992].<br />
• EQ-5D: stato di salute [Rabin 2001].<br />
– Per valutare la capacità di sospensione dei due sistemi protesici (liners<br />
Seal-in e Standard) verrà somministrato il Pistoning Test (PT). Il PT consiste<br />
nel misurare lo spostamento dell’invaso rispetto al moncone. Il soggetto<br />
amputato si posiziona in piedi, in appoggio monopodalico dal lato superstite<br />
e si misura la distanza in mm dei markers posizionati nei seguenti<br />
punti di repere del lato protesico: 1) punto trocanterico, 2) bordo<br />
supero/esterno del liner, 3) bordo supero/esterno dell’invaso, 4) bordo inferiore<br />
dell’invaso.<br />
Tali misure saranno prese sia a ginocchio esteso che a ginocchio flesso a<br />
45° applicando distalmente una forza longitudinale di 0 Newton (carico naturale<br />
= baseline), 30 Newton, 50 Newton, 100 Newton. Lo stesso soggetto effettuerà<br />
i test con entrambi i sistemi protesici.<br />
Alla prima valutazione verrà effettuata una visita generale per escludere<br />
problemi clinici associati e somministrato il Short Portable Mental Status<br />
Questionnaire (SPMSQ) [Pfeiffer 1975] per escludere disturbi cognitivi (cut<br />
off 3 errori). Si registreranno inoltre i seguenti parametri:<br />
2009 659
Sezione III: Attività per progetti<br />
ATTIVITÀ MATTINO<br />
ATTIVITÀ POMERIGGIO<br />
FASE SUCCESSIVA DOPO<br />
P 0<br />
Valutazione clinica<br />
Peso, altezza, lunghezza e<br />
circonferenza del moncone,<br />
articolarità anche e<br />
ginocchia,<br />
SPMSQ<br />
EQ-5D<br />
Houghton scale<br />
TEST n° 1 con protesi<br />
“ standard ”:<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
c) LCI<br />
d) PEQ questionnaire -<br />
Mobility subscore<br />
e) PT<br />
Calco per invaso Seal-in (da parte di<br />
un tecnico protesista qualificato<br />
della Officina Ortopedica ITOP)<br />
Viene applicato il PAM che il<br />
partecipante indosserà per 7 giorni<br />
sulla protesi standard<br />
7 giorni<br />
P 1<br />
Consegna della cuffia<br />
Iceross ® Seal-In ® X5<br />
TEST n° 2 con protesi<br />
Iceross ® Seal-In ® X5:<br />
a) Walking test (V’O2)<br />
b) TUGT<br />
c) PT<br />
21 giorni<br />
(Il partecipante<br />
indosserà il PAM per 7<br />
giorni)<br />
P 2<br />
Controllo peso corporeo<br />
Houghton scale<br />
EQ-5D<br />
TEST n° 3 con protesi<br />
Iceross ® Seal-In ® X5:<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
c) LCI<br />
d) PEQ questionnaire –<br />
Mobility<br />
e) PT<br />
Si valuta se è costante lo<br />
stato di salute e uso protesi<br />
e le variazioni legate<br />
all’adattamento della nuova<br />
cuffia. Se i risultati ottenuti<br />
in questo test sono<br />
sovrapponibili a quelli<br />
ottenuti al test 2-P 1 (segno<br />
di raggiunto adattamento al<br />
nuovo sistema protesico), si<br />
procederà nel pomeriggio<br />
ad effettuare il test 5 senza<br />
attendere ulteriori 21 giorni<br />
di adattamento (non si<br />
effettua il test 4)<br />
21 giorni<br />
(Il partecipante<br />
indosserà il PAM per 7<br />
giorni)<br />
P 3<br />
Controllo peso corporeo<br />
Houghton scale<br />
EQ-5D<br />
TEST n° 4 con protesi<br />
Iceross ® Seal-In ® X5 (Da<br />
effettuarsi solo se il test 2 e<br />
Montaggio della caviglia elettronica<br />
Proprio Foot ®<br />
TEST n° 5 con protesi Iceross ®<br />
Seal-In ® X5 and PROPRIO FOOT ®<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
7 giorni<br />
660 2009
ÖSSUR – Benefici funzionali, negli amputati transtibiali, dell’uso di un piede protesico…<br />
ATTIVITÀ MATTINO<br />
ATTIVITÀ POMERIGGIO<br />
FASE SUCCESSIVA DOPO<br />
test 3 non sono<br />
sovrapponibili):<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
c) LCI<br />
d) PEQ questionnaire -<br />
Mobility subscore<br />
e) PT<br />
c) LCI<br />
d) PT<br />
P 4<br />
TEST n° 6 con protesi<br />
Iceross ® Seal-In ® X5 and<br />
PROPRIO FOOT ®<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
c) PEQ questionnaire -<br />
Mobility subscore<br />
30 giorni<br />
(negli ultimi 7 giorni il<br />
paziente indosserà il<br />
PAM)<br />
P 5<br />
Controllo peso corporeo<br />
Houghton scale<br />
EQ-5D<br />
TEST n° 7 con protesi<br />
Iceross ® Seal-In ® X5 and<br />
PROPRIO il PAM)<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
c) LCI<br />
d) PEQ questionnaire -<br />
Mobility subscore<br />
Si valuta se è costante lo<br />
stato di salute e l’uso della<br />
protesi, e le variazioni legate<br />
all’adattamento della nuova<br />
caviglia. Se i risultati dei test<br />
sono sovrapponibili al test 6<br />
– P4, allora nel pomeriggio<br />
si effettuerà il test 9 senza<br />
effettuare il test 8<br />
P 6<br />
Controllo peso corporeo<br />
Houghton scale<br />
EQ-5D<br />
TEST n° 8 con Iceross ® Seal-<br />
In ® X5 e PROPRIO FOOT ® -<br />
Solo se i test 6 e 7 non sono<br />
sovrapponibili:<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
c) PEQ questionnaire -<br />
Mobility subscore<br />
Rimozione caviglia elettronica e<br />
montaggio piede<br />
TEST n° 9 con protesi Iceross ®<br />
Seal-In ® e piede “ standard ”<br />
a) Walking test (V’O 2<br />
)<br />
b) TUGT<br />
c) LCI<br />
d) PEQ questionnaire - Mobility<br />
subscore<br />
Si valutano le variazioni legate al<br />
ritorno di utilizzo del vecchio piede<br />
30 giorni<br />
(negli ultimi 7 giorni<br />
il paziente indosserà il<br />
PAM)<br />
P7<br />
Body mass assessment<br />
Houghton scale<br />
EQ-5D<br />
TEST n° 10 con Iceross ®<br />
Seal-In X5 e piede standard<br />
d) Walking test (V’O2)<br />
e) TUGT<br />
f) LCI<br />
g) PEQ questionnaire -<br />
Mobility subscore<br />
2009 661
Sezione III: Attività per progetti<br />
1) peso (Kg);<br />
2) altezza (m);<br />
3) lunghezza del moncone d’amputazione (dall’apice della rotula all’apice<br />
del moncone);<br />
4) circonferenze del moncone, a 4 cm dall’apice;<br />
5) range articolare delle anche e del ginocchio di entrambi gli arti inferiori.<br />
Criteri di inclusione<br />
• Soggetti amputati unilateralmente sotto il ginocchio.<br />
• Sesso indifferente.<br />
• Età >20 < 65 anni.<br />
• Peso
ÖSSUR – Benefici funzionali, negli amputati transtibiali, dell’uso di un piede protesico…<br />
Statistica parametrica – Per l’analisi statistica sarà utilizzata l’analisi della<br />
varianza per misure ripetute (ANOVA for repeated measures) con test posthoc<br />
di Sidak, Tukey e Bonferroni. Sarà utilizzata la correlazione con coefficiente<br />
di correlazione di Pearson.<br />
Statistica non parametrica – Verrà utilizzato il test di Friedman e come<br />
test post-hoc test di Wilcoxon ripetuti con fattore di correzione.<br />
Sarà valutata la correlazione tra variabili con l’indice di correlazione Rho<br />
per ranghi di Spearman.<br />
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2009 663
PFIZER.2 – EFFECTS OF THE<br />
PHOSPHO-DIESTERASE TYPE X (PDE10)<br />
INHIBITOR ON R6/2 MOUSE MODEL OF HD<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
FRANCESCA FUSCO<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Pfizer Inc. – Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
BACKGROUND<br />
Huntington’s disease (HD) is an autosomal-dominant inherited neurodegenerative<br />
disorder characterized by motor dysfunction, cognitive decline and<br />
emotional and psychiatric disturbance [Wilson et al. 1987]. The genetic mutation<br />
involves the IT15 gene (The Huntington’s Disease Collaborative Research<br />
Group (1993) and is characterized by a CAG expansion beyond the normal 10-<br />
35 repeat range, resulting in formation of a mutant huntingtin protein with an<br />
expanded poly-glutamine repeat region [Albin, Tagle 1995]. Although mutant<br />
huntingtin is expressed throughout the brain, the medium spiny neurons of<br />
the striatum are particularly vulnerable to the toxicity of this protein. Indeed,<br />
striatal pathology is believed to underlie the motor symptoms that are diagnostic<br />
for the disease. However, it is also becoming increasingly clear that<br />
there is significant cortical pathology in HD. This may stem indirectly from<br />
the striatal damage or as a direct result of an effect of mutant huntingtin on<br />
cortical neurons. Thus, there is intense interest in therapies that may reduce<br />
the dysfunction and loss of striatal and cortical neurons in HD.<br />
The cause of striatal and cortical neuron loss in HD is under intense<br />
investigation. There is evidence to suggest that mutant huntingtin interacts<br />
with and impairs the function of a number of transcription factors [Sugars,<br />
Rubinsztein 2003], in particular the cAMP response element-binding protein<br />
(CREB) [Steffan et al. 2001; Sugars, Rubinsztein 2003; Sugars et al. 2004].<br />
CREB-mediated transcription is required for the survival of adult CNS neurons<br />
[Hardingham et al. 2001; Mantamadiotis et al. 2002] and induction of<br />
CREB signaling has a protective role in several animal models of neurodegeneration<br />
[Walton et al. 1996; Walton et al. 1999; Mantamadiotis et al. 2002].<br />
Inhibition of CREB-mediated gene transcription has been hypothesized to<br />
contribute to neuronal loss in HD [Kazantsev et al. 1999; Steffan et al. 2000;<br />
Nucifora et al. 2001; Steffan et al. 2001; Jiang et al. 2003] and a decreased<br />
transcription of CREB-regulated genes was observed in HD transgenic animals<br />
[Luthi-Carter et al. 2000; Nucifora et al. 2001; Wyttenbach et al. 2001].<br />
Therefore, drugs targeted at counteracting CREB loss of function may be considered<br />
as powerful tools to treat HD.<br />
The above hypothesis was first directly interrogated in our studies utilizing<br />
the cyclic nucleotide phosphodiesterase type IV (PDE4) inhibitor,<br />
rolipram. PDE4 [Houslay, Adams 2003] is one of the eleven families of phosphodiesterases<br />
that regulate through metabolic inactivation cyclic nucleotide<br />
signaling throughout the body [Conti, Beavo 2007], including in brain [Menniti<br />
et al. 2006]. PDE4 inhibition results in activation of cAMP signaling pathways<br />
and, consequently, increased CREB phosphorylation and activation<br />
[Hosoi et al. 2003; Jacob et al. 2004; Lee et al. 2004]. We have shown that<br />
rolipram reduces striatal degeneration in our rat quinolinic acid (QA) model<br />
of HD pathology [DeMarch et al. 2007] as well as in a transgenic model of<br />
HD, the R6/2 mice [DeMarch et al. 2008]. These beneficial effects are hypothesized<br />
to result from the increased CREB phosphorylation, and expression of<br />
the downstream neurotrophic factor BDNF, that occurred with rolipram treatment<br />
in both disease models.<br />
666 2009
PFIZER.2 – Effects of the phosphodiesterase type X (PDE10) inhibitor on R6/2 mouse model of HD<br />
The results of our studies with rolipram provide strong theoretical support<br />
for the strategy of targeting CREB signaling to promote striatal and cortical<br />
neuron survival in HD. However, these studies do not provide a direct path<br />
to a therapy since there are no PDE4 inhibitors currently available for clinical<br />
use, as these agents suffer from severe side effect liabilities. Thus, we have<br />
turned to the investigation of another phosphodiesterase, PDE10A, which<br />
may be a particularly promising target as a potential treatment for HD [Chappie<br />
et al. 2009; Giampà et al. 2009]. PDE10A is highly expressed in the striatal<br />
medium spiny neurons [Seeger et al. 2003; Coskran et al. 2006; Xie et al.<br />
2006] vulnerable in HD, where it regulates both cAMP and cGMP signaling<br />
cascades [Siuciak et al. 2006a; Siuciak et al. 2006b]. Notably, inhibition of<br />
PDE10A with the highly specific inhibitor TP-10 results in a significant<br />
increased in CREB phosphorylation in striatum [Schmidt et al. 2008]. A<br />
recent study published by our group showed that TP-10 treatment in our rat<br />
QA model resulted in a significant sparing of striatal neurons, on one hand,<br />
and a parallel increase in activated CREB, on the other [Giampà et al. 2009].<br />
Significantly, TP-10 treatment also produced a significant sparing of cortical<br />
neurons in this model, either as a result of a primary neuroprotective effect on<br />
striatal neurons or, possibly, by a more direct effect (see further discussion<br />
below). These encouraging results lead us to continue our research by testing<br />
whether the same neuroprotective effects could be achieved by TP-10 in the<br />
well-established transgenic mouse model of HD, namely, Bates’ R6/2 mice<br />
[Mangiarini et al. 1996].<br />
EFFECT OF TP-10 TREATMENT ON THE R6/2 MICE:<br />
RESULTS TO DATE<br />
R6/2 mice and wild type littermate controls were treated daily with vehicle<br />
or TP-10 beginning at 4 weeks of age through study termination. In the<br />
R6/2 animals, TP-10 treatment increased survival time by approximately 10%.<br />
However, the more significant finding is that TP-10 treatment almost completely<br />
ameliorated the development of neurological deficits in the R6/2 mice<br />
prior to death. Specifically, at 12 weeks of age, when R6/2 mice treated with<br />
vehicle were fully symptomatic, R6/2 mice treated with TP-10 displayed<br />
almost no hind paw clasping during tail suspension, no deficit in rotarod performance,<br />
and no decrease in locomotor activity in an open field. This effect<br />
of TP-10 treatment on neurological function was reflected in a significant<br />
amelioration in brain pathology in the R6/2 mice. TP-10 treatment largely prevented<br />
the gross decrease in brain volume, and the dramatic reduction in striatal<br />
cell number and cell size that was characteristically observed in the vehicle<br />
treated R6/2 animals. TP-10 treatment also significantly reduced the<br />
degree of microglial activation that occurs in response to the mutant huntingtin-induced<br />
brain damage.<br />
In summary, results to date indicate that TP-10 treatment has a dramatic<br />
therapeutic effect to prevent the loss of function caused by the Huntington’s<br />
mutation in the R6/2 mice. In this grant renewal, we continue this investigation<br />
with four Specific Aims. These are:<br />
2009 667
Sezione III: Attività per progetti<br />
Specific Aim 1: Analysis of the effect of TP-10 treatment on CREB phosphorylation<br />
and BDNF levels in the R6/2 mice from the current study.<br />
Specific Aim 2: Analysis of whether TP-10 treatment had an effect on cortical<br />
neuron loss in the R6/2 mice in samples from the current study.<br />
Specific Aim 3: Quantify the loss of PDE10A in striatum as a function of<br />
disease progress in the R6/2 mice and the effect of TP-10 on this potential biomarker.<br />
Specific Aim 4: Investigate the direct effects of TP-10 treatment on cortical<br />
neuron toxicity.<br />
DETAILED PROPOSAL FOR NEW STUDIES<br />
Specific Aim 1: CREB and BDNF. We hypothesize that beneficial effects<br />
of PDE10A inhibition in HD may stem from activation by phosphorylation<br />
of the transcription factor CREB and a resultant upregulation of CREBregulated<br />
transcription of genes critical for neuronal survival. Indeed, we<br />
observed that the beneficial effect of rolipram treatment in the rat QA model<br />
and the R6/2 mice [DeMarch et al. 2007; DeMarch et al. 2008] and the effect<br />
of TP-10 treatment in the rat QA model [Giampà et al. 2009] were accompanied<br />
by increased CREB phosphorylation in both striatum and cortex. There<br />
was also an increase in BDNF levels, which is a key neurotrophic factor regulated<br />
by CREB signaling. We propose to quantify the level of phosphorylated<br />
CREB and BDNF in the striatum and cortex in samples taken from R6/2 mice<br />
treated with TP-10 or vehicle. We will use immunohistochemical methods<br />
established and validated in our previous studies [DeMarch et al. 2007;<br />
DeMarch et al. 2008; Giampà et al. 2009].<br />
Specific Aim 2: Cortical neuron pathology. In the previous study in our rat<br />
QA lesion model, we observed a significant effect of TP-10 treatment on cortical<br />
neuron survival in addition to an effect in striatum. We propose to determine<br />
whether TP-10 treatment had an effect on cortical neuron loss in the<br />
R6/2 mice in samples from the current study. We will use the cortical neuronal<br />
counting methodology established and validated in our previous studies<br />
[DeMarch et al. 2007; DeMarch et al. 2008; Giampà et al. 2009]. Specifically,<br />
cortical neurons in layers 3, 5 and 6 are counted in both hemispheres in each<br />
of three 1.0-mm-square confocal microscope fields in each of two sections<br />
from six mice. The apparent density of immunoreactive neurons per mm 2 is<br />
thus obtained [Fusco et al. 2003].<br />
Specific Aim 3: PDE10A levels in the R6/2 mice. Hebb and coworkers<br />
reported that PDE10A mRNA and protein levels decline very early in<br />
the course of disease progression in the R6/2 mice. PDE10A protein is<br />
also decreased in striata obtained post mortem from HD patients [Hebb et<br />
al. 2004]. These findings raise several issues that bear further investigation.<br />
The first is whether following PDE10A loss may be an early and<br />
quantifiable biomarker of HD progression? The second is, if PDE10A is<br />
lost early in the disease, does that impact the timing for initiating PDE10A<br />
668 2009
PFIZER.2 – Effects of the phosphodiesterase type X (PDE10) inhibitor on R6/2 mouse model of HD<br />
inhibitor therapy? We propose to shed light on these issues with the following<br />
studies.<br />
We will measure by immunohistochemical (striatum and cortex) and<br />
Western blot analyses (striatum) the levels of PDE10A protein in brains from<br />
R6/2 mice as a function of disease progression. Time points for analysis will<br />
be 4, 8, and 12 weeks, when the animals are pre-, immanently-, fully-symptomatic,<br />
respectively. In the immunohistochemical analysis, we will pay particular<br />
attention to loss of PDE10A immunoreactivity in different compartments,<br />
namely, the striatal parenchyma, the terminal fields in globus pallidus, and<br />
the perinulear region of the striatal medium spiny and cortical pyramidal<br />
neurons. This latter compartment is of particular interest, since PDE10A<br />
located in the nuclear compartment may be specifically involved in regulation<br />
of CREB-mediated transcription in striatal as well as cortical neurons. Thus,<br />
it may be that loss of PDE10A highly expressed in the dendritic and axon/<br />
terminal compartment of the medium spiny neurons may serve as a biomarker<br />
of disease progression, whereas it is PDE10A in a restricted compartment associated<br />
with the nucleus that is the target of PDE10A inhibitor therapy.<br />
We also propose to measure changes in PDE10A levels by Western blot<br />
analyses in striata obtained from parallel groups of treated with rolipram and<br />
TP-10. This analysis will inform whether loss of PDE10A protein is slowed or<br />
halted by pharmacologically distinct therapies, which is critical in considering<br />
PDE10A as a viable biomarker. These studies will utilize the PDE10A antibody<br />
24F3.F11 [Seeger et al. 2003] in a modified protocol specifically<br />
designed for use of mouse monoclonal antibodies on mouse tissue.<br />
Specific Aim 4: Cortical neuron toxicity. In the rat QA lesion model, TP-10<br />
treatment had a significant effect on cortical neuron survival. This may have<br />
resulted secondarily due to the effect on striatal neuron survival. However, it<br />
is also possible that this effect was directly the result of inhibition of the small<br />
pool of PDE10A protein observed in the perinulear region of cortical neurons<br />
[Seeger et al. 2003; Coskran et al. 2006; see discussion above]. Determining<br />
whether the effect of PDE10A inhibition on cortical neuron survival is direct<br />
or indirect may be important in considering this approach relative to others<br />
that may have a more obvious rationale for an impact on cortical degeneration.<br />
Furthermore, demonstration of a direct effect of PDE10A inhibitors of<br />
cortical neuron survival opens the possibility for the use of these compounds<br />
in other neurodegenerative diseases such as AD. The study proposed uses as a<br />
model system stereotaxic injection of NMDA into cortex. Analogous to<br />
Giampà et al., we will compare the effect of the PDE10A inhibitor TP-10 with<br />
that of rolipram, which also causes an upregulation of CREB phosphorylation<br />
and BDNF expression in cortex [DeMarch et al. 2007; DeMarch et al. 2008].<br />
Thus, this study may elucidate a more general role for activation of the<br />
cAMP/PKA/CREB/BDNF pathway in cortical neuron survival and offer a<br />
broader perspective on potential new targets to treat neurodegenerative diseases.<br />
Rats will be administered NMDA into the cortex using a stereotaxic apparatus<br />
and then animals will be treated for 4 weeks with TP-10, rolipram or<br />
2009 669
Sezione III: Attività per progetti<br />
vehicle. Brains from a subset of animals will be processed for determination<br />
of the volume and area of NMDA-injured cortex, using an image analyzer.<br />
The remaining animals will be transcardially perfused and processed for<br />
immunohistochemistry [Giampà et al. 2006], which will be performed on cortices<br />
to evaluate BDNF immunoreactivity. Immunolabeled tissue will be<br />
observed under a fluorescence microscope and images will be digitally<br />
acquired to evaluate possible labeling intensity differences between treatments.<br />
These experiments will show if the PDE inhibitor TP-10 exerts a direct<br />
neuroprotective role in the cortical neurodegeneration model of NMDA<br />
lesion, and if neuroprotection is comparable to the one achieved by PDE4<br />
inhibitor rolipram [DeMarch et al. 2007]. Moreover, the BDNF immunolabeling<br />
studies will show if neuroprotection is linked to the upregulation of<br />
BDNF. That will shed light on the possibility of using PDE inhibitors in neurodegenerative<br />
disorders where cortex is involved, such as AD.<br />
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670 2009
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2009 671
REG.15 – RICERCA DI BIOMARCATORI<br />
DI ESPOSIZIONE A DIOSSINE<br />
E POLICLOROBIFENILI DIOSSINO-SIMILI<br />
IN SPECIE ANIMALI PRODUTTRICI<br />
DI ALIMENTI PROVENIENTI<br />
DA ALLEVAMENTI AD ALTO RISCHIO<br />
DI CONTAMINAZIONE<br />
Coordinatore di progetto<br />
CARLO NEBBIA<br />
U.O.4 – Andrea Urbani<br />
Università di Chieti – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Regione Piemonte – Finanziamento 2008
Sezione III: Attività per progetti<br />
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE<br />
U.O.1 – Dipartimento di Patologia Animale, Università degli Studi di Torino –<br />
Carlo Nebbia<br />
U.O.2 – Dipartimento di Produzioni Animali, Epidemiologia ed Ecologia,<br />
Università degli Studi di Torino – Roberto Rasero<br />
U.O.3 – Istituto per il sistema produzione animale in ambiente Mediterraneo,<br />
Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISPAAM-CNR), Napoli –<br />
Leopoldo Iannuzzi<br />
U.O.4 – Laboratorio di Proteomica e Metabonomica, <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>,<br />
Roma – Andrea Urbani<br />
U.O.5 – Impresa Verde Torino srl.<br />
DESCRIZIONE<br />
Le diossine (PCDD) e i policlorobifenili diossino-simili (DL-PCB) sono<br />
fra i più pericolosi contaminanti ambientali di origine industriale a causa di<br />
una lunga emivita e delle numerose azioni tossiche, fra le quali la promozione<br />
di tumori, la teratogenicità e le alterazioni dei sistemi endocrino,<br />
immunologico e riproduttivo. La maggior parte di tali effetti è mediata dal<br />
legame con il recettore Ah (AhR), pressoché ubiquitario nelle cellule di<br />
uomo e animali. Il legame con tale recettore determina l’incremento della<br />
trascrizione di alcuni geni fra i quali quello che codifica per il recettore<br />
stesso e per quelli che codificano per il suo fattore di traslocazione nucleare,<br />
ARNT, e per alcuni enzimi farmaco-metabolizzanti (CYP1A1, CYP1B1). In<br />
considerazione dell’elevata liposolubilità, gli alimenti di origine animale<br />
(AOA), in particolare quelli ricchi di lipidi (latte e derivati, uova, carni<br />
grasse), rappresentano la fonte principale di esposizione non professionale.<br />
In particolare, nella nostra regione si è proceduto alla sospensione della<br />
vendita del latte proveniente da due aziende situate in comuni della Valle di<br />
Susa in vicinanza di una industria inquinante.<br />
I piani di monitoraggio attualmente in atto ai fini della valutazione del<br />
rischio prevedono l’esecuzione di campionamenti mirati sugli AOA sospetti<br />
contaminati e di relative indagini analitiche di costo estremamente elevato<br />
(800-1000 Euro ciascuna). Dal punto di vista tecnico, le procedure analitiche<br />
si presentano piuttosto complicate, a causa della necessità di procedere<br />
ad un’estrazione completa della frazione lipidica delle matrici e di separare<br />
successivamente altri contaminanti in essa presenti. Sarebbe quindi importante<br />
mettere a punto una batteria di biomarcatori volti a determinare il<br />
grado di esposizione delle popolazioni animali a tali inquinanti. Lo sviluppo<br />
di tecniche biomolecolari ha messo a disposizione diversi approcci per l’identificazione<br />
di tali marcatori.<br />
Il presente progetto si propone quindi di mettere a punto metodiche<br />
alternative di costo contenuto e di facile esecuzione, che in tempi relativamente<br />
rapidi e in soggetti stabulati consentano di individuare gli alleva-<br />
674 2009
REG.15 – Ricerca di biomarcatori di esposizione a diossine e policlorobifenili diossino-simili…<br />
menti e, di conseguenza, gli AOA a rischio. Sotto questo punto di vista, si<br />
prevede di concentrare l’attenzione sui linfociti, tenuto conto che il sistema<br />
immunitario rappresenta uno dei principali bersagli dell’azione tossica delle<br />
molecole oggetto di studio e della relativamente facile ottenibilità e coltura<br />
di tali cellule.<br />
Il problema sarà affrontato mediante approccio multidisciplinare, in<br />
considerazione dell’evoluzione delle più recenti tecniche volte a mettere in<br />
evidenza le modificazioni indotte da PCDD e DL-PCB sotto il profilo molecolare.<br />
Per quanto riguarda l’approccio genomico, per esempio, alterazioni<br />
dell’espressione dei geni sopra menzionati sono stati evidenziati in linfociti<br />
di soggetti esposti nel 1976 alla contaminazione legata all’incidente di<br />
Seveso. Relativamente all’approccio proteomico, variazioni del profilo proteico<br />
sono state individuate in animali da laboratorio esposti a varie PCDD.<br />
Infine, anomalie cromosomiche sono state evidenziate nei linfociti di pecore<br />
al pascolo naturalmente esposte a PCDD. Nessuno di tali approcci è stato<br />
finora applicato alla specie bovina.<br />
OBIETTIVI<br />
Il presente progetto di ricerca, che si avvarrà della collaborazione e dei<br />
dati analitici raccolti dalla Regione Piemonte (ASPRG), da alcune ASL e dall’Istituto<br />
Zooprofilattico Sperimentale di Piemonte, Liguria e Valle d’Aosta<br />
(IZSTO), mirerà innanzi tutto all’individuazione di aree contaminate regionali,<br />
nelle quali esistano allevamenti di vacche da latte, e di allevamenti con<br />
livelli di contaminazione considerati normali, da usare come controlli. Dagli<br />
animali oggetto di studio verranno prelevati campioni di sangue dai quali, per<br />
centrifugazione a gradiente e con tecniche già collaudate, saranno isolati i<br />
linfociti.<br />
Per gli studi di proteomica, estratti di linfociti verranno sottoposti a<br />
elettroforesi bidimensionale (2DE) secondo tecniche già messe a punto e,<br />
dopo individuazione successiva al matching, verranno valutati gli spot differenzialmente<br />
espressi mediante software dedicati (PDQUEST). Parallelamente<br />
si valuterà l’opportunità di identificare eventuali differenze del profilo<br />
proteico sui linfociti stessi e a livello sierico tramite tecniche di spettrometria<br />
di massa tandem. Identificate in tal modo le proteine espresse in<br />
modo differenziale a seconda dell’esposizione, sarà possibile mettere a<br />
punto test rapidi di immunoblotting mediante l’impiego di anticorpi policlonali<br />
rivolti contro le singole proteine. Per quanto concerne l’approccio genomico,<br />
in rapporto a quanto emerso dalle indagini riportate in letteratura,<br />
saranno presi in considerazione i geni AhR, ARNT, CYP1A1 e CYP1B1.<br />
Mediante PCR qualitativa, clonaggio e sequenziamento saranno messi a<br />
punto protocolli da utilizzare successivamente nella PCR quantitativa allo<br />
scopo di monitorare l’eventuale effetto dell’esposizione a PCDD e DL-PCB<br />
sul livello di trascrizione di tali geni. Quale approccio complementare si<br />
potrà valutare l’opportunità di effettuare analogo procedimento a carico dei<br />
geni che codificano per le proteine eventualmente identificate al termine<br />
delle indagini proteomiche.<br />
2009 675
Sezione III: Attività per progetti<br />
Al fine di ottenere dei controlli positivi per gli studi di proteomica e genomica<br />
verrà inoltre messo a punto un modello in vitro di colture primarie di<br />
linfociti bovini indotte da molecole capaci di agire quali agonisti del recettore<br />
Ah che riproducono l’azione delle diossine e dei composti diossino-simili.<br />
Per le indagini citogenetiche verrà studiato il cariotipo di ogni singolo<br />
animale per misurare il grado di stabilità cromosomica in base al numero di<br />
anomalie cromosomiche (gaps, rotture cromosomiche e cromatidiche, aneuploidia,<br />
frammenti, SCEs) riscontrate su un campione rappresentativo di cellule<br />
per ogni animale esaminato ed allevato nelle zone di possibile esposizione<br />
ai mutageni in esame. Verranno, inoltre, eseguite delle FISH sia su cromosomi<br />
metafasici che su cromatina estesa (fiber-FISH) per le mappe citogenetiche<br />
di loci contenenti i geni di interesse.<br />
I diversi approcci sopra illustrati permetteranno di mettere a punto una<br />
serie di test per il monitoraggio biologico dell’esposizione ai suddetti inquinanti<br />
o di un’eventuale decontaminazione in allevamenti precedentemente<br />
esposti alle molecole oggetto di studio. I test migliori in termini di applicabilità,<br />
tempi e costi di esecuzione permetteranno l’ampliamento delle indagini<br />
ad un maggior numero di campioni e l’estensione delle stesse ad altre zone<br />
contaminate e non contaminate.<br />
RISULTATI ATTESI<br />
Lo sviluppo di tecniche molecolari per l’analisi di biomarcatori permetterà<br />
di mettere a punto metodiche di costo contenuto e di facile esecuzione,<br />
che in tempi relativamente rapidi e in soggetti stabulati consentiranno di individuare<br />
gli allevamenti e, di conseguenza, gli AOA a rischio.<br />
COLLEGAMENTI CON ALTRE ATTIVITÀ DI RICERCA,<br />
DIMOSTRAZIONE E DIVULGAZIONE<br />
U.O.1 – Individuazione di marcatori d’esposizione a farmaci, promotori di<br />
crescita illeciti e inquinanti mediante tecniche biologiche e biomolecolari<br />
anche tramite la messa a punto di modelli in vitro.<br />
U.O.2 – Uso di marcatori molecolari nelle indagini sulla biodiversità degli animali<br />
domestici e selvatici e analisi di geni che possono influenzare<br />
caratteristiche di interesse biologico ed economico.<br />
U.O.3 – Applicazione di test citogenetici in studi di monitoraggio ambientale<br />
su animali esposti alla contaminazione da diossine.<br />
U.O.4 – Elaborazione di una piattaforma tecnologica di analisi di proteomica,<br />
con particolare riguardo ai meccanismi di detossificazione cellulare<br />
da xenobiotici e agli enzimi proteolitici.<br />
U.O.5 – La Coldiretti è la principale Organizzazione Agricola a livello nazionale;<br />
grazie alle proprie società di servizi, la Coldiretti è riuscita sempre<br />
più, nel tempo, a valorizzare la qualità, la tipicità e la genuinità<br />
dei prodotti delle imprese agricole, svolgendo un’azione positiva<br />
anche nei confronti dell’ambiente.<br />
676 2009
REG.15 – Ricerca di biomarcatori di esposizione a diossine e policlorobifenili diossino-simili…<br />
Il progetto proposto si collega ad attività di ricerca in corso presso la<br />
Facoltà di Medicina Veterinaria, riguardanti l’individuazione di biomarcatori<br />
dell’esposizione di specie da reddito a farmaci, promotori di crescita illeciti e<br />
inquinanti mediante l’applicazione di tecniche biologiche e biomolecolari<br />
(proteomica, genomica).<br />
Da alcuni anni il gruppo di ricerca coordinato da Carlo Nebbia è attivo<br />
nel settore della sicurezza alimentare, con particolare riguardo alla individuazione<br />
di biomarcatori dell’esposizione dei bovini da carne a trattamenti illeciti<br />
mediante tecniche biochimiche e biomolecolari (proteomica e genomica)<br />
anche mediante la messa a punto di modelli in vitro (colture primarie di epatociti<br />
e miociti).<br />
Andrea Urbani e il suo gruppo hanno elaborato nel corso degli ultimi<br />
anni una piattaforma tecnologica di analisi di proteomica e la collaborazione<br />
con il gruppo di Carlo Nebbia ha permesso di utilizzare le tecniche messe a<br />
punto per studi nel campo della sicurezza alimentare.<br />
Roberto Rasero coordina studi di genetica molecolare applicata alle<br />
popolazioni di animali domestici. In particolare la sua attività riguarda ricerche<br />
su alcuni marcatori molecolari di caratteri di interesse sanitario (gene<br />
della proteina prionica) e zooeconomico (geni delle lattoproteine che influenzano<br />
le caratteristiche compositive e tecnologiche del latte).<br />
Il gruppo coordinato da Leopoldo Iannuzzi è impegnato in ricerche di<br />
monitoraggio ambientale mediante test citogenetici su animali esposti alle<br />
diossine.<br />
MONITORAGGIO DEL PROGETTO<br />
Sono previste riunioni a cadenza semestrale per la valutazione dello stato<br />
di avanzamento lavori tra i gruppi partecipanti al progetto e in quella sede<br />
ogni unità esporrà i risultati ottenuti.<br />
2009 677
REG. 16 – DETERMINANTI GENETICI<br />
E FATTORI MODULATORI<br />
NELLE MALATTIE NEURODEGENERATIVE:<br />
MODELLI CLINICI E ANIMALI<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
AMALIA CECILIA BRUNI<br />
Centro Regionale di Neurogenetica – AS6 Lamezia Terme<br />
U.O.4 – Nicola Biagio Mercuri<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2006
Sezione III: Attività per progetti<br />
ELENCO DELLE UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE<br />
U.O.1 – Associazione per la Ricerca Neurogenetica onlus, Lamezia Terme –<br />
Antonio Laganà<br />
U.O.2 – Centro Regionale di Neurogenetica, Lamezia Terme – Rosanna Colao<br />
U.O.3 – Istituto Superiore di Sanità, Dipartimento Biologia Cellulare<br />
Neuroscienze – Reparto malattie degenerative, infiammatorie<br />
neurologiche, Roma – Annamaria Confaloni<br />
U.O.4 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Laboratorio di Neurologia Sperimentale,<br />
Roma – Nicola Biagio Mercuri<br />
DESCRIZIONE DEL PROGETTO<br />
Le demenze, malattia di Alzheimer (AD) e Demenza Frontotemporale<br />
(FTD) rappresentano una quota rilevante delle malattie neurodegenerative<br />
condividendone anche basilari meccanismi patogenetici. Le cause, identificate<br />
solo in una scarsa percentuale in mutazioni genetiche dell’APP o delle<br />
Preseniline [Hardy J (1997) Trends Neurosci 20:154-1592; Price DL et al.<br />
(1998) Annu Rev Genet 32:461-493], di tau o progranulina, hanno, tuttavia,<br />
permesso di chiarire parte del meccanismo patogenetico e di costruire<br />
modelli animali inesistenti in precedenza. Il modello della dominanza mendeliana<br />
non si adatta, però, alle demenze ad esordio tardivo, per lo più sporadiche,<br />
che vengono considerate malattie complesse causate dall’interazione<br />
genetico-ambientale.<br />
L’allele e4 dell’Apolipoproteina E (ApoE) è stato accertato come fattore di<br />
rischio e modulatore del fenotipo per l’AD [Corder EH et al. (1993) Science<br />
261:921-923] e per svariate altre demenze ma certamente non può essere l’unico.<br />
È, dunque, necessario identificare nuovi “ fattori di suscettibilità ” e spiegare<br />
l’elevata variabilità del quadro clinico relativamente a esordio, durata,<br />
progressione e pattern sintomatologici. In questa direzione, spunti interessanti<br />
sono rappresentati da proteine che interagiscono tra di loro e sono in grado di<br />
svolgere “ ruoli differenti ”. Le preseniline, ad esempio, espresse in una notevole<br />
varietà di tessuti ed organi, oltre a rivestire un ruolo fondamentale nella processazione<br />
della proteina precursore della bamiloide, regolano i segnali intracellulari<br />
nello sviluppo, nell’omeostasi del Ca2+, nel processo dell’apoptosi,<br />
nella regolazione del ciclo cellulare. Numerosi studi hanno mostrato che gli<br />
SNPs sono le forme più comuni di variazione genetica che si presentano nella<br />
sequenza nucleotidica del DNA, ed in grado, talora, di modificare la funzione<br />
biologica di una proteina. Uno dei maggiori obiettivi, perseguiti dalla ricerca<br />
genetica nell’ultimo decennio, è stato quello di legare la presenza degli SNPs al<br />
rischio individuale di sviluppare alcune malattie neurodegenerative.<br />
Al momento sono stati elaborati ancora un numero esiguo di studi sull’interazione<br />
tra diversi fattori di rischio, genetici (es. SNP), biochimici (es.<br />
colesterolo) e ambientali (es. scolarità) nel predisporre un individuo allo sviluppo<br />
di demenza. Obiettivo del presente progetto è delineare uno specifico<br />
profilo di rischio per ottenere una maggiore comprensione della complessa<br />
680 2009
REG.16 – Determinanti genetici e fattori modulatori nelle malattie neurodegenerative…<br />
rete di interazioni metaboliche che regolano l’insorgenza e l’evoluzione della<br />
demenza e favorire la possibilità, se non di attuare una vera e propria prevenzione,<br />
almeno di poter ritardare l’esordio della malattia.<br />
Ci si propone, inoltre, di identificare i differenti profili genetici che presentino<br />
maggiore efficacia di risposta nell’attuale terapia con inibitori dell’acetilcolinesterasi<br />
(AChE).<br />
OBIETTIVI<br />
Una delle ragioni della complessità della malattia di Alzheimer è sicuramente<br />
la sua natura multifattoriale, attribuibile, oltre alla supposta presenza<br />
di più geni causali, anche all’interazione con fattori metabolici ed ambientali.<br />
È necessario, quindi estendere gli studi alla ricerca di “ nuovi fattori di suscettibilità<br />
” capaci, probabilmente, di modulare l’insorgenza e la progressione del<br />
fenotipo patologico.<br />
L’AD e la FTD, si prestano molto bene a studi di associazione. È noto che<br />
specifiche combinazioni alleliche, quali gli aplotipi H1 e H2 del gene Tau,<br />
risultano essere fattori di rischio predisponenti alla malattia in diverse popolazioni.<br />
In particolare, l’aplotipo H1, sia nella FTD che nell’AD, risulta essere<br />
associato ad un maggiore rischio di sviluppare la malattia. Per quanto<br />
riguarda l’AD, inoltre, molti studi hanno evidenziato come SNP rilevati<br />
in diversi geni coinvolti nel metabolismo del colesterolo (APOE, Cyp46,<br />
ABCA1, ABCA2), nel metabolismo dell’Ab (PLAU, GAPD, NCSTN, PEN2,<br />
PSEN1(E318G), Fe65, IDE, neprilisina, OLR1) o in altre proteine (PRNP,<br />
COX-2, IGF-1 e P66SHC) possano costituire ulteriori fattori di rischio. È stato<br />
osservato inoltre che, poiché i fattori genetici sono responsabili della risposta<br />
individuale alla terapia farmacologica, i suddetti polimorfismi del DNA<br />
potrebbero essere utili per identificare i possibili differenti profili genetici di<br />
risposta (positiva o negativa). Questo contribuirebbe non solo alla conoscenza<br />
della risposta terapeutica ma permetterebbe l’elaborazione di target farmacologici<br />
mirati. Studi di farmacogenomica condotti su gruppi ristretti hanno già<br />
evidenziato come variazioni di geni quali APOE, PON1, PON2, Cyp46, ChAT,<br />
possono modulare gli effetti della risposta agli inibitori di AChE.<br />
L’obiettivo principale del presente progetto è, dunque, delineare specifici<br />
profili di rischio derivanti dall’interazione dei fattori genetici e ambientali. In<br />
particolare:<br />
a) Realizzare studi caso-controllo su soggetti affetti da demenza per stabilire<br />
il contributo, indipendente o in associazione, di SNP presenti in diversi<br />
geni, in associazione con altri fattori di rischio biochimici e ambientali (es.<br />
colesterolo, ipertensione, distiroidismo, diabete, trauma cranico, scolarità<br />
etc.) nel costituire un profilo di rischio predisponente alla demenza.<br />
b) Verificare, per la popolazione analizzata, l’esistenza di un’effettiva<br />
associazione tra gli SNP considerati ed i fenotipi patologici.<br />
c) Studiare se la risposta ai farmaci inibitori dell’AChE possa essere<br />
modulata da SNP presenti sui geni coinvolti nel metabolismo dei farmaci e<br />
correlare la risposta con altre variabili (per es. familiarità).<br />
2009 681
Sezione III: Attività per progetti<br />
d) Studiare gli effetti modulatori prodotti dall’alterazione del pathway<br />
dell’amiloide a livello elettrofisiologico e comportamentale, in modelli di animali<br />
transgenici in grado di riprodurre alcuni dei principali eventi fisiopatologici<br />
caratteristici dell’AD.<br />
METODOLOGIA<br />
Popolazione – La popolazione è costituita da soggetti affetti da demenza, in<br />
particolare da Malattia di Alzheimer (early e late onset, sporadica e familiare) e<br />
da Demenza Frontotemporale (early e late onset, sporadica e familiare). Il processo<br />
diagnostico utilizza la valutazione clinico-neurologica, neuroradiologica,<br />
i criteri multipli (NINCDS-ADRDA, NINCDS-AIREN, Roman, Lund e Manchester,<br />
McKeith), la scala di Hachinsky e la batteria di Caltagirone e Gainotti.<br />
Intervento – Modello clinico. Sulla coorte verranno effettuate alcune valutazioni<br />
di parametri epidemiologici, biochimici e genetici.<br />
Nell’anamnesi viene rilevata con una check list la presenza di disturbi psichiatrici,<br />
ipercolesterolemia, ipertrigliceridemia, ipertensione, cardiopatie,<br />
distiroidismo, diabete, trauma cranico. In caso di storia familiare positiva per<br />
demenza si procede alla ricostruzione anamnestico-genealogica del pedigree.<br />
I soggetti di controllo paragonabili ai pazienti per sesso, età ed area geografica,<br />
sono visitati dal punto di vista neurologico, valutati nelle funzioni cognitive<br />
con MMSE e sottoposti ad anamnesi per il rilevamento degli stessi fattori<br />
di rischio. Ai pazienti arruolati viene richiesto il consenso informato per l’adesione<br />
allo studio e il prelievo di sangue. I dati demografici sono schedati e<br />
informatizzati.<br />
Il DNA estratto e raccolto nelle due Banche Biologiche organizzate presso<br />
le U.O.1 e 3 verrà impiegato per l’analisi molecolare dell’APOE, Aplotipi tau,<br />
Cyp46, ABCA1, ABCA2, PLAU, GAPD, PRNP (U.O.2), NCSTN, PEN2,<br />
PSEN1(E318G), Fe65, IDE, neprilisina, OLR1, P66SHC, COX-2, IGF-1<br />
(U.O.3). Verranno inoltre studiati i livelli dell’Ab 42 e Ab40 nel plasma dei<br />
pazienti arruolati e relativi controlli (U.O.3).<br />
Modello animale. Lo studio sul modello animale verrà espletato dall’U.O.4<br />
su modello di topi transgenici TG2576 utilizzando fettine di corteccia e di<br />
ippocampo mantenute in soluzione fisiologica. Verranno eseguite alcune registrazioni<br />
elettrofisiologiche extracellulare e del patch-clamp, nelle aree cerebrali<br />
maggiormente colpite nella malattia di Alzheimer, quali l’ippocampo e la<br />
corteccia. Tutti i dati verranno raccolti e registrati (U.O.2) e quindi inseriti nel<br />
database già esistente presso l’U.O.1.<br />
Sottoprogetto “ farmacogenomica ” – Un sottogruppo di pazienti diagnosticati<br />
come affetti da AD e in trattamento farmacologico con inibitori dell’AChE<br />
costituisce una coorte seguita semestralmente presso le U.O.1 e U.O.3; la progressione<br />
della patologia è valutata con MMSE, ADL, IADL, NPI.<br />
I pazienti saranno sottoposti anche allo studio molecolare degli SNP<br />
(PON1, PON2 e ChAT) coinvolti nel metabolismo dei farmaci (U.O.2). Sarà<br />
valutata la correlazione tra SNP e risposta farmacologica assieme ad<br />
altre variabili (età, scolarità, familiarità, presenza di mutazioni geniche, età<br />
682 2009
REG.16 – Determinanti genetici e fattori modulatori nelle malattie neurodegenerative…<br />
di esordio, durata di malattia prima dell’inizio del farmaco, genotipo<br />
APOE).<br />
Lo studio statistico in entrambi i progetti si avvarrà della regressione logistica<br />
multivariata per valutare il contributo, indipendente o in associazione<br />
fra loro, dei diversi SNP, e di essi in associazione con i diversi fattori di rischio<br />
biochimici e ambientali (U.O.2).<br />
Come indicatori per la valutazione saranno considerate le presentazioni<br />
dei dati a congressi nazionali e internazionali; e le pubblicazioni su riviste<br />
nazionali e internazionali.<br />
Il disegno di studio del progetto è caso-controllo e saranno studiati circa<br />
500 soggetti affetti da Malattia di Alzheimer (di cui circa 200 familiari) e circa<br />
120 affetti da Demenza Frontotemporale (di cui 40 familiari). Un centinaio<br />
di pazienti sono stati già reclutati grazie a precedenti progetti ministeriali<br />
(U.O.1 e 3).<br />
Il secondo studio (Sottoprogetto farmacogenomica) è uno studio di correlazione<br />
su una coorte, circa 100 pazienti affetti da AD, mutati e non, già in<br />
terapia con inibitori dell’acetilcolinesterasi. La risposta ai farmaci sarà correlata<br />
considerando anche le variabili di cui sopra per identificare i differenti<br />
profili genetici che presentino maggiore efficacia di risposta nell’attuale terapia<br />
con inibitori dell’acetilcolinesterasi (AChE).<br />
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI<br />
Il progetto offre l’opportunità di ampliare le conoscenze scientifiche relative<br />
ai fattori di rischio delle demenze e al ruolo che varianti del Dna possono<br />
giocare sull’efficacia dei farmaci inibitori dell’AChE. Lo studio potrebbe consentire<br />
l’identificazione di differenti profili genetici utili per l’elaborazione di<br />
target farmacologici mirati ad una terapia individuale con conseguente beneficio<br />
non solo per i pazienti ma anche per il sistema erogatore.<br />
L’incremento delle conoscenze, nell’ambito delle demenze, consentirà al<br />
Sistema Sanitario Nazionale di attuare una programmazione sanitaria più<br />
aderente alle necessità del territorio. La trasferibilità dei risultati è da intendersi<br />
per i soggetti affetti e le loro famiglie, il SSN, la comunità scientifica<br />
nazionale e internazionale, le agenzie regolatorie dell’industria farmaceutica e<br />
le aziende farmaceutiche. I dati che comunque scaturiranno potranno essere<br />
inseriti sul sito dell’ISS (www.epicentro.iss.it). I risultati potranno essere trasferiti<br />
ad altri ricercatori o ad operatori del SSN, attraverso monografie e note<br />
tecniche.<br />
I risultati generali che riguardano le patologie, le cause, i meccanismi<br />
coinvolti e le implicazioni cliniche saranno oggetto di pubblicazioni su riviste<br />
nazionali e internazionali o di comunicazione a congressi. Infine, questo progetto<br />
collaborativo, coinvolgendo istituzioni scientifiche di differenti regioni,<br />
ma anche un’Associazione del terzo settore, testimonia il forte carattere di<br />
integrazione della ricerca scientifica e del suo alto valore sociale ed educativo.<br />
In quanto tale, esso potrebbe agire come catalizzatore ed essere d’ispirazione<br />
in futuro per iniziative sanitarie e scientifiche simili.<br />
2009 683
Sezione III: Attività per progetti<br />
OUTPUT DEL PROGRAMMA<br />
• Progress report delle Unità Operative (alla fine del 1°-2° anno).<br />
• Scambio di ricercatori tra le Unità Operative del progetto (1°-2° anno).<br />
• Caratterizzazione dei differenti profili di rischio per demenza (2° anno).<br />
• Caratterizzazione dei differenti profili di risposta al farmaco (2° anno).<br />
• Presentazione dei dati preliminari a congressi nazionali e internazionali<br />
(1°anno).<br />
• Presentazione dei dati conclusivi a congressi nazionali e internazionali<br />
(2°anno).<br />
• Workshop sui risultati (2° anno).<br />
• Pubblicazioni su riviste nazionali e internazionali (1°-2°anno).<br />
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI<br />
• Standardizzazione di protocolli clinico-diagnostici.<br />
• Screening clinico-genetico di popolazioni a rischio.<br />
• Implementazione Banca Dati clinica.<br />
• Implementazione Banca Dati biologica.<br />
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 4 che fa capo<br />
alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
684 2009
REG.16 – Determinanti genetici e fattori modulatori nelle malattie neurodegenerative…<br />
U.O.4 – Laboratorio di Neurologia Sperimentale<br />
Nicola Biagio Mercuri<br />
Contributo specifico fornito al progetto<br />
Il principale obiettivo della nostra U.O. è dedicato alla possibile identificazione<br />
di nuovi marker biologici di malattia di Alzheimer (AD) mediante lo studio<br />
di un modello sperimentale di AD con un approccio sia elettrofisiologico<br />
che comportamentale.<br />
Lo scopo di tale ricerca è di accrescere le nostre conoscenze circa i meccanismi<br />
cellulari e molecolari che mediano la morte neuronale in questa<br />
malattia degenerativa, ed è mirato alla possibile identificazione di nuovi<br />
markers biologici di malattia. Infatti, le modalità d’azione dei fattori che<br />
determinano la predisposizione ad ammalarsi di AD non sono ancora conosciute.<br />
Inoltre, non sono ancora pienamente comprese le modificazioni funzionali<br />
che possono condurre alla precoce identificazione dei pazienti affetti<br />
da questa malattia. Pertanto, verranno condotti esperimenti su preparati, slices,<br />
di corteccia cerebrale ed ippocampale prelevati da topi transgenici. Si<br />
eseguiranno test comportamentali oltre a registrazioni elettrofisiologiche e<br />
microfluorimetriche, nelle aree cerebrali più colpite da tale malattia neurodegenerativa<br />
(ippocampo e corteccia).<br />
L’identificazione di markers di malattia sul modello animale potrebbe<br />
risultare utile nel riconoscere simili alterazioni nei soggetti affetti.<br />
Metodologia<br />
Popolazione oggetto di studio – Per il nostro studio utilizzeremo dei topi<br />
transgenici Tg2576 che sovra-esprimono il gene umano mutato (mutazione<br />
svedese) che codifica per la proteina APP (hAPPswe). A seguito di tale mutazione<br />
questi animali mostrano dei livelli elevati di accumulo della proteina b-<br />
amiloide nel sistema nervoso centrale. All’età di 12 mesi, i topi presentano<br />
aggregati b-amiloidi in ippocampo e corteccia (placche) insieme ad alterazioni<br />
cognitive da attribuire principalmente ad una disfunzione del lobo temporale<br />
mediano.<br />
Studio elettrofisiologico – Gli esperimenti saranno condotti su preparati di<br />
corteccia e di ippocampo. Gli animali saranno anestetizzati e sacrificati per<br />
decapitazione, dopodiché il cervello verrà rimosso dal cranio al fine di ottenere<br />
fettine dello spessore di 0.25-0.30 mm, mediante un vibratomo.<br />
Registrazioni in patch clamp – Le fettine verranno messe in una cameretta<br />
di perfusione posta sopra ad un microscopio ottico, provvisto di sistema di<br />
visualizzazione dei neuroni all’infrarosso e videocamera per microfluorimetria.<br />
Le registrazioni elettrofisiologiche verranno condotte con la tecnica del<br />
patch clamp, in configurazione whole cell, mediante elettrodi di vetro. Le correnti<br />
cellulari verranno acquisite mediante un amplificatore Axopatch 1D fil-<br />
2009 685
Sezione III: Attività per progetti<br />
trate a 1kHz, digitalizzate. Le misurazioni intracellulari si ottengono dializzando<br />
la cellula registrata. Ogni valore di fluorescenza verrà da una regione di<br />
interesse comprendente il corpo cellulare del neurone e rapportando le immagini<br />
alle 2 lunghezze d’onda e corrette per la fluorescenza di background, rilevata<br />
da regioni prive di marcante fluorescente. I valori verranno trasformati<br />
utilizzando il metodo di Grynkiewicz.<br />
Studio comportamentale – Il topo transgenico, dall’età di 12 mesi, presenta<br />
aggregati b-amiloidi in ippocampo e corteccia insieme ad alterazioni cognitive.<br />
L’esame del comportamento in compiti striato-dipendenti mostra che sviluppa<br />
delle risposte riconducibili ad automatismi motori. Il deficit cognitivo<br />
di natura dichiarativa, sia nei pazienti AD che nei modelli animali della patologia,<br />
è accompagnato da un incremento di memoria procedurale. Sia i<br />
processi attenzionali sia le operazioni raggruppate sono mediati dalle regioni<br />
pre-limbiche e infra-limbiche. Valuteremo, mediante test comportamentali<br />
dipendenti dall’ippocampo e dalla corteccia prefrontale mediana, la flessibilità<br />
cognitiva e comportamentale in topi transgenici verso i rispettivi controlli.<br />
Indicatori valutazione – I risultati della ricerca, verranno utilizzati per<br />
articoli scientifici da sottoporre a riviste. Tali dati potranno contribuire ad<br />
identificare nuovi marcatori precoci di malattia.<br />
Disegno dello studio – Nella I Fase si effettuano esperimenti di registrazione<br />
in modo patch-clamp da neuroni piramidali della corteccia cerebrale e<br />
ippocampale di topi transgenici. Nella II, ci confermiamo il correlato elettrofisiologico<br />
con i dati comportamentali.<br />
Per lo studio comportamentale l’animale viene introdotto in una gabbia<br />
cubica di plexiglas trasparente con pavimento costituito da una griglia metallica<br />
che permette la somministrazione di un lieve shock elettrico. Il giorno<br />
seguente l’animale viene introdotto nella stessa gabbia ma in assenza di<br />
shock. Questo test viene utilizzato per studiare la funzionalità ippocampale.<br />
Gli animali con alterazioni delle aree PL/IL sono in grado di formare l’associazione<br />
contesto-choc ma sono incapaci di estinguerla e viene considerata come<br />
un difetto di plasticità comportamentale e, di alterate funzioni esecutive.<br />
686 2009
REG.17 – IDENTIFICAZIONE DI MARKERS<br />
PRECOCI BIOCHIMICI E GENETICI<br />
PER LA PREVENZIONE<br />
DEL MORBO DI ALZHEIMER<br />
NELLA POPOLAZIONE AFFETTA<br />
DA DIABETE MELLITO<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
ALDO ORLACCHIO<br />
Università degli Studi di Perugia<br />
U.O.2 – Antonio Orlacchio<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
U.O.3 – Carlo Caltagirone<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2006
Sezione III: Attività per progetti<br />
UNITÀ OPERATIVE COINVOLTE<br />
U.O.1 – Dipartimento di Medicina Sperimentale Scienze Biochimiche,<br />
Università di Perugia – Aldo Orlacchio<br />
U.O.2 – Laboratorio di Neurogenetica, <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma –<br />
Antonio Orlacchio<br />
U.O.3 – Laboratorio di Neurologia Clinica e Comportamentale, <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma – Carlo Caltagirone<br />
U.O.4 – S.S. Ambulatoriale di Diabetologia, Perugia –<br />
Massimo Massi Benedetti<br />
U.O.5 – Sezione di Gerontologia e Geriatria, Policlinico Monteluce, Perugia –<br />
Patrizia Mecocci<br />
DESCRIZIONE DEL PROGETTO<br />
Precedenti conoscenze disponibili sull’argomento<br />
Questo progetto parte dall’evidenza clinica e sperimentale di un legame<br />
tra Morbo di Alzheimer (MA) e Diabete Mellito (DM). Studi recenti hanno<br />
infatti dimostrato che il DM di tipo II si presenta spesso in associazione con<br />
demenza e disturbi cognitive (es. MA e demenza vascolare). Sebbene le basi<br />
molecolari di questa correlazione risultino ancora sconosciute, alcuni fattori<br />
di rischio sono ben noti. È noto infatti che i fattori vascolari come l’ipertensione<br />
correlano sia con il DM che con malattie cerebrovascolari a loro<br />
volta associate a demenza. Anche l’iperglicemia sembra avere, fra i suoi<br />
effetti collaterali, tossicità cerebrale generata dal glucosio stesso. La stessa<br />
insulina sembra essere determinante. Basti ricordare il suo ruolo nella<br />
modulazione sinaptica, nell’apprendimento e nella memoria nonché gli<br />
effetti generati da alterazioni del suo meccanismo di trasduzione del segnale<br />
che la coinvolgono chiaramente nel MA e nell’invecchiamento del cervello.<br />
Infatti l’insulina regola il metabolismo del b-amiloide e della proteina Tau,<br />
per cui alterazioni della sua omeostasi possono influire sulla formazione<br />
delle placche amiloidi [Sun et al. (2006), Drugs T.; Prince et al. (2003), Hum<br />
Mut]. Numerosi studi hanno dimostrato un elevato incremento di molte glicoidrolasi<br />
lisosomiali (soprattutto quelle coinvolte nel metabolismo dei glicosaminoglicani)<br />
nel siero di pazienti con DM [Straface et al. (2005), FEBS<br />
Lett]. Recentemente nel laboratorio di Aldo Orlacchio dell’Università di<br />
Perugia è stato dimostrato un drastico aumento dell’attività enzimatica di<br />
alcune glicoidrolasi lisosomiali (a-mannosidasi, b-esosaminidasi e b-galattosidasi)<br />
e una diminuzione della proteasi lisosomiale Catepsina D nei fibroblasti<br />
di pazienti affetti da MA [Emiliani et al. (2003) JBC; Urbanelli et al.<br />
(2006) Neurobiology of Aging]. Osservazioni simili sono arrivate da numerosi<br />
altri laboratori [Goi et al. (2000), Metabolism].<br />
Malgrado la disponibilità di queste informazioni, a tutt’oggi non sono<br />
presenti criteri che permettono di diagnosticare in un paziente la presenza<br />
di MA e DM contemporaneamente.<br />
688 2009
Obiettivo principale delle Unità Operative coinvolte in questo progetto è<br />
quello di identificare marcatori biochimici e genetici in grado di predire precocemente<br />
nello stesso paziente l’evolversi del MA e del DM.<br />
– Farris W, Mansourian S, Chang Y, Lindsley L, Eckman EA, Frosch MP, Eckman<br />
CB, Tanzi RE, Selkoe DJ, Guenette S (2003) Proc Natl Acad Sci USA 100(7):4162-<br />
4167.<br />
– Janson J, Laedtke T, Parisi JE, O’Brien P, Petersen RC, Butler PC (2004) Diabetes<br />
53(2): 474-481.<br />
– Biessels GJ, Staekenborg S, Brunner E, Brayne C, Scheltens P (2006) Lancet Neurol<br />
5:64-74.<br />
Tutte le fasi del progetto saranno svolte in stretta cooperazione fra le varie<br />
Unità Operative. e secondo le competenze specifiche di ciascuna. Dato l’obiettivo<br />
primario del progetto, ovvero l’individuazione di marcatori genetici e/o biochimici<br />
per la diagnosi precoce di DM in pazienti con MA conclamato e di MA<br />
in soggetti diabetici, ci si prefigge di aggiungere alle conoscenze già disponibili:<br />
1. Un elevato numero di pazienti che manifestano MA-DM/ DM-MA.<br />
2. Individuazione di enzimi lisosomiali come nuovi marcatori di diagnosi<br />
precoce in pazienti con MA-DM/ DM-MA.<br />
3. Definizione di fattori di predisposizione genetica al fine di individuare<br />
un’associazione tra la presenza di polimorfismi e mutazioni in specifici geni e<br />
MA-DM/ DM-MA, cui poter attribuire un ruolo predittivo precoce.<br />
4. Individuazione di fattori ambientali che determinano incremento di<br />
incidenza di MA-DM/ DM-MA nell’Italia Centrale.<br />
5. Comparazione dei dati ottenuti per MA-DM/ DM-MA con altre<br />
demenze.<br />
OBIETTIVI<br />
REG.17 – Identificazione di markers precoci biochimici e genetici per la prevenzione…<br />
Obiettivo principale del progetto è quello di fornire nuovi strumenti per la<br />
diagnosi precoce di morbo di Alzheimer (MA) in pazienti con Diabete Mellito<br />
(DM) nonché di DM in pazienti con MA. A tale proposito saranno reclutati 4<br />
gruppi di pazienti così suddivisi: 1) 300 pazienti con diagnosi di DM; 2) 200<br />
pazienti con diagnosi di MA; 3) 50 pazienti con diagnosi di MA-DM/ DM-MA;<br />
4) 50 soggetti non affetti da DM e MA con caratteristiche socio-anagrafiche<br />
paragonabili a quelle dei gruppi precedenti. Il lavoro, svolto dalle 5 Unità Operative<br />
in stretta collaborazione, sarà articolato in due tipologie di studio interdipendenti:<br />
1. Studio clinico controllato – Si propone un duplice obiettivo: (a) Valutare<br />
l’insorgenza e seguire il follow-up di DM in pazienti con MA conclamato<br />
(MA-DM). (b) Valutare l’insorgenza e seguire il follow-up di MA in pazienti<br />
con DM conclamato (DM-MA). In particolare la finalità di questo obiettivo è<br />
quella di individuare l’esistenza di fattori di rischio che sebbene apparentemente<br />
propri di una delle due patologie (MA e/o DM) di fatto possono determinare<br />
o favorire l’insorgenza dell’altra.<br />
2009 689
Sezione III: Attività per progetti<br />
2. Studio clinico diagnostico-sperimentale – Si propone di: (a) Individuare<br />
marcatori genetici di diagnosi precoce per i pazienti MA-DM/DM-MA. A tale<br />
proposito saranno analizzati e messi in correlazione i geni associati al MA e al<br />
DM. (b) Individuare marcatori biochimici di diagnosi precoce per i pazienti<br />
MA-DM/DM-MA. A tale proposito saranno valutate le attività degli enzimi<br />
lisosomiali nel siero dei pazienti suddetti e nei relativi controlli. Dato il<br />
numero elevato di pazienti che verrà coinvolto nello studio, il ritrovamento di<br />
uno o più marcatori biochimici o genetici oltre a consentire la definizione dei<br />
parametri di riferimento clinico per le patologie MA-DM e DM-MA permetterà<br />
anche di avviare degli studi di ricerca di base per indagare le correlazioni<br />
molecolari fra le due malattie.<br />
METODOLOGIA<br />
Popolazione oggetto di studio – Saranno analizzati 4 gruppi di pazienti<br />
selezionati dalla casistica afferente alle varie Unità Operative coinvolte nel<br />
progetto. 1) 300 pazienti con diagnosi di DM (U.O.4). 2) 200 pazienti con<br />
diagnosi di MA (U.O.1, 2, 3, 5). 3) 50 pazienti con diagnosi di MA-DM/ DM-<br />
MA (U.O.1, 2, 3, 4, 5). 4) 50 soggetti non affetti da DM e MA con caratteristiche<br />
socio-anagrafiche paragonabili a quelle dei gruppi precedenti (U.O.1,<br />
2, 3, 4, 5). Ogni paziente dichiarato eleggibile dovrà fornire, dopo opportuna<br />
e dettagliata informazione, la propria adesione mediante Consenso<br />
Informato.<br />
Intervento – Tutti i pazienti arruolati nel progetto saranno sottoposti a valutazione<br />
neurologica (U.O.1, 2, 3), diabetica (U.O.4) e a prelievi di sangue per<br />
le successive analisi di genetica (U.O.2) e di biochimica (U.O.1). In particolare<br />
tutti i pazienti con MA-DM/DM-MA effettueranno un’approfondita valutazione<br />
anamnestica e diagnostica/categoriale. Il paziente sarà sottoposto ai test<br />
MMSE, MDB ADL e IAD, nonché di: Memoria verbale e visiva, linguaggio,<br />
abilità e attenzione vs U.O.-spaziali, aprassia, Esame delle Funzioni Esecutive,<br />
Stroop Test (U.O.3, 5).<br />
Indicatori per la valutazione – Indicatori per la valutazione dei risultati<br />
saranno il numero di pazienti reclutati e la percentuale di esecuzione dei prelievi<br />
e delle valutazioni neuropsicologiche. I dati di linkage genetico saranno<br />
elaborati MLINK e LINKMAP del “ Linkage Package ” o GENEHUNTER<br />
softwares.<br />
I dati biochimici saranno analizzati con il programma di statistica SPSS.<br />
Nell’U.O.1 saranno inoltre determinati i livelli di incidenza del MA-DM/DM-<br />
MA nella popolazione della regione Umbria sulla base di vari fattori di rischio<br />
ambientali con un sistema informativo geografico.<br />
Disegno dello studio – Il piano sperimentale si propone di individuare marcatori<br />
genetici o biochimici per la diagnosi precoce di DM in pazienti con<br />
MA conclamato e di MA in soggetti diabetici. Lo studio è di tipo longitudinale<br />
e si configura come studio clinico controllato e studio clinico diagnosticosperimentale.<br />
690 2009
REG.17 – Identificazione di markers precoci biochimici e genetici per la prevenzione…<br />
Studio clinico – Si tratta di uno studio clinico in aperto, che prevede due<br />
visite. Nella prima visita viene valutata l’eleggibilità per lo studio dei soggetti.<br />
Verranno raccolti i dati riguardanti la valutazione clinica, neuropsicologica e<br />
di anamnesi fisiologica e patologica, secondo protocollo standardizzato,<br />
(U.O.1, 3, 4, 5). Nella seconda visita verrà effettuato il prelievo venoso per le<br />
analisi genetiche e biochimiche previste dallo studio. Le U.O.3 e 5 valuteranno<br />
l’insorgenza di MA di tipo non familiare in pazienti con DM già diagnosticato<br />
da U.O.4. L’U.O.4 valuterà l’insorgenza di DM in pazienti affetti dai MA diagnosticato<br />
da U.O.1, 3, 4.<br />
Studio clinico diagnostico-sperimentale – Scopo di questa fase del lavoro è<br />
individuare nuovi marcatori genetici e/o biochimici per la diagnosi precoce di<br />
pazienti MA-DM/DM-MA nonché fornire dei parametri di riferimento durante<br />
il follow-up clinico.<br />
Analisi genetica – L’U.O.2 nei soggetti DM, MA e MA-DM/DM-MA analizzerà<br />
mutazioni nei geni delle preseniline, APP e APOE. Saranno effettuati<br />
anche studi di associazione su geni: PS-1, a1-ACT, ACE, NOS3, HT2A, 5-HT6,<br />
CTSD, MTHFR, NGF, BDNF, NT-3, TrkA, TrkB, TrkC e p75, geni HLA (DR4-<br />
DQ8, DR3-DQ2 e DR15-DQ6), CTLA4, PTPN22, IGF1.<br />
Misura degli enzimi lisosomiali – L’U.O.1 raccoglierà e processerà i prelievi<br />
di sangue dei pazienti reclutati dalla stessa U.O.1 nonché da tutte le altre<br />
unità (U.O.2, 3, 4, 5). La procedura, da tempo standardizzata e di routine nei<br />
laboratori dell’U.O.1 è semplice, economica e veloce. Pertanto permetterà l’analisi<br />
di un numero elevato di campioni in breve tempo. L’attività enzimatica<br />
delle glicoidrolasi sarà misurata attraverso l’allestimento di opportuni saggi<br />
che presentano una procedura analoga a tutti gli enzimi lisosomiali inseriti<br />
nel progetto basata sull’utilizzo di substrati artificiali fluorogeni 4-metil<br />
umbelliferone-derivati. I livelli proteici delle catepsine nel siero saranno valutati<br />
tramite un saggio ELISA opportunamente allestito.<br />
TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI E DEI PRODOTTI<br />
Lo studio in oggetto ha una diretta trasferibilità sia dal punto di vista assistenziale<br />
che dal punto di vista delle conoscenze fisiopatologiche delle malattie<br />
in oggetto MA e DM. Infatti, l’individuazione di marcatori genetici e/o biochimici<br />
in pazienti affetti da MA-DM/ DM-MA permetterà una diagnosi precoce<br />
e faciliterà un pronto intervento terapeutico. Di tale risultato può in<br />
modo diretto beneficiare il Sistema Sanitario Nazionale (SSN) usufruendo<br />
della messa a punto di protocolli diagnostici aggiornati per la diagnosi precoce<br />
di tali malattie. Tali protocolli potranno inoltre essere diffusi ad altri centri<br />
specializzati in tali patologie per un confronto metodologico in occasione<br />
di riunioni di lavoro e congressi specialistici nel settore sia a livello nazionale<br />
che internazionale. Le conoscenze, derivate dalla disponibilità di informazioni<br />
ottenute da un folto numero di pazienti con MA, DM e MA-DM/ DM-<br />
MA, saranno trasferite alla comunità scientifica sia nazionale che internazionale<br />
mediante la partecipazione a congressi e la pubblicazione dei risultati<br />
2009 691
Sezione III: Attività per progetti<br />
ottenuti su riviste ad elevato impatto scientifico. Se i risultati ottenuti in via<br />
sperimentale dovessero essere positivi ed incoraggianti potrà essere considerata<br />
l’ipotesi di un disegno di studio che preveda l’utilizzo clinico di tali<br />
approcci terapeutici.<br />
OUTPUT DEL PROGRAMMA<br />
L’attuazione di questo progetto per fasi consentirà di mettere a disposizione<br />
della comunità scientifica:<br />
1. Procedure standardizzate e innovative per la diagnosi e follow-up di<br />
MA-DM/ DM-MA (8 mesi).<br />
2. Informazioni su eventuali correlazioni fra geni MA e DM (20 mesi).<br />
3. Informazioni sull’insorgenza del DM in pazienti con MA e viceversa<br />
(24 mesi).<br />
4. Informazioni sul decorso clinico della MA-DM/ DMMA (24 mesi).<br />
OBIETTIVI INTERMEDI PREVISTI<br />
1. Pubblicazioni scientifiche attese già per il secondo anno di attuazione<br />
del progetto.<br />
2. Metodiche per lo sviluppo di procedure diagnostiche per le malattie in<br />
oggetto.<br />
3. Marcatori biochimici o genetici delle malattie MA-DM/ DM-MA.<br />
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 2 e 3 che<br />
fanno capo alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
692 2009
REG.17 – Identificazione di markers precoci biochimici e genetici per la prevenzione…<br />
U.O. 2 – Laboratorio di Neurogenetica<br />
Antonio Orlacchio<br />
Contributo specifico fornito al progetto<br />
Un contributo specifico fornito al programma dalla presente Unità Operativa<br />
(U.O.) prevede la ricerca di mutazioni genetiche nei tre geni candidati<br />
causativi di AD conclamato (APP, PS1 e PS2) come screening iniziale su<br />
pazienti con Mild Cognitive Impairment (MCI)-diabete ed Alzheimer’s disease<br />
(AD)-diabete; contemporaneamente avverrà lo screening per altri geni candidati<br />
o geni di suscettibilità per analizzare possibili effetti epistatici tra i vari<br />
geni studiati. In particolare si analizzeranno le interazioni fra l’allele epsilon4<br />
dell’apolipoproteina E e gli altri alleli o genotipi associati ad un aumento di<br />
suscettibilità alla malattia. Infine, utilizzando marcatori microsatellitari su<br />
famiglie con MCI-diabete ed AD-diabete saranno identificati marker genetici<br />
che cosegregano con la malattia.<br />
Per quanto riguarda lo studio dei fattori di suscettibilità all’MCI-diabete ed<br />
AD-diabete verranno in particolare analizzati specifici polimorfismi e/o aplotipi<br />
a livello dei seguenti geni che si è visto avere una certa evidenza di associazione<br />
biologica o genetica con l’AD e/o il diabete: gene degradante l’insulina (IDE),<br />
introne del gene PS-1, gene inibitore di proteasi a1-antichimotripsina (a1-ACT),<br />
gene a2-macroglobulina (A2M), gene per l’enzima convertitore dell’angiotensina<br />
(ACE), gene dell’ossido nitrico sintasi (NOS3), gene del recettore della serotonina<br />
(5-HT2A e 5-HT6), gene della cathepsina D (catD), gene della methilenetetrahydrofolato<br />
riduttasi (MTHFR), geni codificanti l’NGF, BDNF, NT-3 ed i<br />
corripondenti recettori TrkA, TrkB,TrkC e p75, geni HLA (aplotipi DR4-DQ8,<br />
DR3-DQ2 e DR15-DQ6), gene CTLA4, gene PTPN22, gene IGF1 e ADIPOq.<br />
Altro obiettivo del progetto è di ricercare in geni candidati per l’MA e/o il<br />
diabete la presenza di nuovi single nucleotide polymorphisms (SNPs) attualmente<br />
non presenti nelle banche dati genetiche come base per ulteriori studi di<br />
associazione. La valutazione dell’incidenza dei singoli polimorfismi nei<br />
pazienti rispetto alla popolazione di controllo per ogni paziente con MCI-diabete<br />
ed AD-diabete sarà effettuata ponendola a confronto con i dati ottenuti<br />
dalle altre Unità Operative partecipanti allo studio. In particolare esamineremo<br />
la relazione tra la presenza di una determinata SNP rispetto agli altri fattori di<br />
rischio per AD e/o diabete, le manifestazioni cliniche, il quadro neuropsicologico,<br />
il quadro endocrinologico, il pattern biochimico, le alterazioni cerebrali<br />
visibili alle neuroimmagini e la risposta ad eventuali strategie terapeutiche.<br />
Metodologia<br />
Reclutamento di campioni per analisi genetica – L’U.O.1 studierà e caratterizzerà<br />
geneticamente forme sporadiche e familiari di MCI-diabete ed AD-diabete<br />
con relativi controlli sani appaiati per sesso, età e luogo di nascita già<br />
disponibili nella propria banca dati di DNA, RNA e cellule. L’U.O. procederà<br />
2009 693
Sezione III: Attività per progetti<br />
inoltre all’acquisizione di nuovi campioni di sangue o prelievi bioptici cutanei<br />
da rendere disponibili per tali analisi genetiche.<br />
Estrazione DNA, RNA e colture cellulari – I campioni di sangue si pongono<br />
come fonte principale per l’estrazione di DNA e RNA, mentre i prelievi bioptici<br />
come fonte per lo stabilimento di colture di cellule fibroblastiche dai suddetti<br />
soggetti. L’estrazione di DNA e RNA verrà effettuata da sangue periferico<br />
con KIT di laboratorio; i prelievi bioptici verranno mantenuti in coltura con<br />
specifici terreni biologici (terreno Ham’s contenente 10% FCS a 37°C e con<br />
CO2 al 5%).<br />
Analisi mutazionale nei geni delle preseniline – L’analisi di variazioni nucleotidiche<br />
nei geni delle preseniline verrà effettuata direttamente su DNA genomico<br />
o su prodotti di RT-PCR (cDNA derivante da RNA estratto) mediante i<br />
sequenziatori automatici ABI310 e ABI3100Avant utilizzando marcatori fluorescenti.<br />
Per confermare la scoperta di nuove mutazioni e verificarne la frequenza<br />
nella popolazione sana di controllo o la segregazione in famiglie con<br />
MCI-diabete ed AD-diabete, si effettuerà un’analisi con RFLPs (Restriction<br />
Fragment Length Polymophisms).<br />
Analisi mutazionale del gene APP – L’analisi di variazioni nucleotidiche nel<br />
gene APP verrà effettuata direttamente su DNA genomico (precisamente a<br />
livello degli esoni 16 e 17 ove sono state identificate mutazioni) sempre<br />
mediante i sequenziatori automatici citati a proposito delle Preseniline. Anche<br />
in questo caso per confermare la scoperta di nuove mutazioni e verificarne la<br />
frequenza nella popolazione sana di controllo o la segregazione in famiglie<br />
con MCI-diabete ed AD-diabete, si effettuerà un’analisi con RFLPs.<br />
Analisi del genotipo dell’APOE – Per questo studio di associazione si userà<br />
una versione modificata del metodo Hixon e Vernier [J Lipid Res (1990)].<br />
Studi di associazione – Per questi tipi di analisi si partirà da DNA genomico<br />
che verrà amplificato mediante PCR utilizzando primers specifici fiancheggianti<br />
la sequenza polimorfa. Il prodotto PCR verrà poi analizzato mediante<br />
analisi RFLP. Tali studi verranno effettuati sull’introne del gene PS-1, sul gene<br />
inibitore di proteasi a1-antichimotripsina (a1-ACT), sul gene a2-macroglobulina<br />
(a2M), sul gene per l’enzima convertitore dell’angiotensina (ACE), sul<br />
gene dell’ossido nitrico sintasi (NOS3), sul gene del recettore della serotonina<br />
(5-HT2A e 5-HT6), sul gene della cathepsina D (catD), sul gene della methilenetetrahydrofolato<br />
riduttasi (MTHFR), sui geni codificanti l’NGF, BDNF, NT-3<br />
ed i corripondenti recettori TrkA, TrkB, TrkC e p75, geni HLA (aplotipi DR4-<br />
DQ8, DR3-DQ2 e DR15-DQ6), gene CTLA4, gene PTPN22, gene IGF1 e ADI-<br />
POq.<br />
Screening genomico e analisi di linkage – Si effettuerà una ricerca di diversi<br />
geni candidati per l’MCI-diabete e quindi per l’AD-diabete ed un’analisi di<br />
marcatori microsatellitari su forme familiari di MCI-diabete ed AD-diabete<br />
per la ricerca di markers che co-segregano con le patologie in studio. I risultati<br />
dell’analisi di linkage genetico saranno elaborati da specifici softwares<br />
(MLINK e LINKMAP del “ Linkage Package ” o GENEHUNTER ver.1 e 2) utilizzando<br />
una metodica a 2 punti o a punti multipli.<br />
694 2009
REG.17 – Identificazione di markers precoci biochimici e genetici per la prevenzione…<br />
U.O.3 – Laboratorio di Neurologia Clinica e Comportamentale<br />
Carlo Caltagirone<br />
Contributo specifico fornito al progetto<br />
Il Morbo di Alzheimer (MA) è la forma di demenza neurodegenerativa più<br />
frequente ed è caratterizzata, sul piano diagnostico, da un progressivo deterioramento<br />
delle funzioni cognitive. I disturbi psicologici e comportamentali<br />
accompagnano quasi invariabilmente la sintomatologia cognitiva del MA. Esiste<br />
una complessa interazione tra la dimensione cognitiva e quella comportamentale<br />
nel MA. Tale complessità può essere spiegata sia dai differenti fattori<br />
ambientali ai quali sono sottoposti i pazienti sia da fattori di rischio biologici<br />
eterogenei. Tra questi ultimi fattori di rischio, quelli vascolari, dismetabolici<br />
ed infiammatori sono i più comuni e, quasi invariabilmente, accompagnano<br />
la patogenesi classica del MA caratterizzata da anomala deposizione di b-amiloide.<br />
La ricerca più avanzata si sta uniformando sul concetto che per effettuare<br />
una accurata valutazione dei fattori di rischio biologici è indispensabile utilizzare<br />
metodiche di indagine clinica molto avanzate sia sul piano diagnostico<br />
che su quello sintomatologico. Così, una valutazione clinica accurata permetterà<br />
sia una più valida valutazione diagnostica dei pazienti che una loro sottotipizzazione<br />
in sub-fenotipi comportamentali più omogenei, che quindi<br />
vedranno al loro interno una patogenesi più uniforme. Questa unità operativa<br />
metterà a punto un set di criteri diagnostici e di valutazione della gravità delle<br />
varie dimensioni cognitive, comportamentali e funzionali. Per soddisfare tali<br />
esigenze verranno utilizzate scale di valutazione che da una parte permetteranno<br />
l’esame di criteri standard comunemente utilizzati nella pratica clinica<br />
e dall’altra consentiranno l’impiego di criteri clinici innovativi utilizzati solo a<br />
fini di ricerca. Il risultato atteso sarà una più fine identificazione di dimensioni<br />
caratterizzanti la fenomenologia della AD.<br />
Metodologia<br />
Popolazione oggetto di studio – Tutti i 100 soggetti inclusi verranno reclutati<br />
in strutture italiane. Tutti i ricercatori che effettueranno le valutazioni diagnostiche,<br />
neuropsicologiche, comportamentali e funzionali dei pazienti saranno<br />
addestrati finchè non raggiungeranno un accordo ritenuto sufficiente (k>0.80)<br />
in ogni scala utilizzata.<br />
Intervento – Tali pazienti effettueranno un’approfondita valutazione anamnestica<br />
ed una valutazione diagnostica/categoriale di “ depressione ”, “ psicosi ”<br />
ed “ apatia ” e psico-comportamentale con una batteria di test comprendente<br />
scale utilizzate per il MA: 1. Neuropsychiatric Inventory (NPI); 2. Cornell<br />
Depression Scale; 3. CERAD Disforia; 4. Dementia Apathy Interview Rating<br />
(DAIR); 5. Cambridge Behaviour Scale; 6. Indice di Hachinski; 7. Clinical Global<br />
Impression (CGI).Verrà effettuata un’accurata anamnesi personale e fami-<br />
2009 695
Sezione III: Attività per progetti<br />
liare. Verrà accuratamente valutato, con intervista ai caregivers, il periodo di<br />
insorgenza di ogni disturbo comportamentale indagato ed il periodo di insorgenza<br />
del primo deficit di memoria che ha causato una compromissione<br />
significativa nelle attività della vita quotidiana. Inoltre, il paziente verrà valutato<br />
con il Mini Mental State Examination (MMSE), con la batteria neuropsicologica<br />
composta dalla Mental Deterioration Battery (MDB) e da altre scale e<br />
con i test per le ADL e IADL. In particolare la batteria neuropsicologica sarà<br />
così composta:<br />
1. Test di Memoria verbale e visiva:<br />
– Rey’s Auditory Verbal Learning Task (RAVLT): test di apprendimento e<br />
richiamo immediato e ritardato di una serie di 15 parole;<br />
– Figura complessa di Rey Osterreith: prova di copia e riproduzione a<br />
memoria di una figura non codificabile in chiave verbale.<br />
2. Esame delle Funzioni Esecutive:<br />
– Stroop Test (versione ridotta) allo scopo di valutare le capacità del<br />
paziente di inibire un compito automatico di lettura a favore di uno intenzionale<br />
di denominazione;<br />
– Fluidità verbale fonologica (su criterio di lettera d’inizio F, A, S) tende a<br />
valutare la capacità di mobilizzare conoscenze lessicali in base a un criterio<br />
astratto fonologico.<br />
3. Test di linguaggio:<br />
– Fluidità verbale semantica (di mobili e di uccelli) e fonologica.<br />
4. Test di abilità visuo-spaziali:<br />
– Matrici Progressive Colorate di Raven.<br />
– Test di riconoscimento di volti noti.<br />
5. Test di attenzione su dati visuo-spaziali:<br />
– Barrage semplice di linee (non attention demanding).<br />
– Barrage di stimoli con doppio criterio di identificazione (attention<br />
demanding).<br />
6. Test di prassia:<br />
– Valutazione della prassia costruttiva: copia di figure semplici con e<br />
senza elementi di programmazione (Copia della Figura complessa di Rey).<br />
Indicatori per la valutazione – 1) I primi 2 mesi del presente progetto<br />
saranno dedicati a mettere a punto le metodiche sperimentali proprie di ogni<br />
singola unità operativa e a creare la rete di coordinamento tra le varie unità<br />
operative al fine di uniformare i criteri e le procedure di reclutamento dei<br />
campioni sperimentali e le valutazioni cognitive, comportamentali e funzionali.<br />
2) Nei restanti 10 mesi del primo anno di lavoro l’unità operativa procederà<br />
al reclutamento dei campioni sperimentali e alla raccolta dei dati sperimentali.<br />
3) Il secondo anno di lavoro sarà completamente dedicato al followup<br />
dei pazienti con demenza, all’analisi dei dati e ad una loro eventuale pubblicazione.<br />
696 2009
REG.17 – Identificazione di markers precoci biochimici e genetici per la prevenzione…<br />
Disegno dello studio – Lo studio è di tipo longitudinale. L’approccio sperimentale<br />
prevede una prima valutazione di base (giorno 0) in soggetti all’esordio<br />
della demenza mai trattati farmacologicamente con inibitori dell’acetilcolinesterasi<br />
e non trattati nei 30 giorni precedenti con farmaci psicotropi neurolettici<br />
o antidepressivi ed una serie di follow-ups a 6 mesi, a 12 mesi ed a 18 mesi<br />
dalla prima valutazione. Ad ogni follow-up i pazienti verranno valutati utilizzando<br />
tutta la batteria sopra-specificata. Il DNA sarà isolato in tutti i soggetti a<br />
partire da campioni di sangue intero con aggiunta di anticoagulante EDTA congelato<br />
a -20°C usando un’estrazione di DNA standard. Il DNA sarà estratto da<br />
10ml di sangue.<br />
2009 697
RF07.39.1 – GENETIC RISK FACTORS<br />
AND PERIPHERAL BIOLOGICAL MARKERS<br />
OF CONVERSION FROM MILD COGNITIVE<br />
IMPAIRMENT TO ALZHEIMER’S DISEASE<br />
Progetto afferente al Programma Strategico<br />
“ Malattie di Alzheimer: sviluppo e validazione di un protocollo<br />
multifattoriale per la diagnosi e il monitoraggio<br />
della fase prodromica e incipiente; valutazione<br />
delle implicazioni assistenziali, organizzative<br />
ed economiche del suo trasferimento della pratica clinica ”<br />
Destinatario istituzionale<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
FABRIZIO TAGLIAVINI<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta<br />
U.O. 3 – Paola Bossù<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O.1 – U.O. di Neuropatologia, <strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico<br />
Carlo Besta, Milano – Fabrizio Tagliavini<br />
U.O.2 – Laboratorio di Neurogenetica, IRCCS S. Giovanni di Dio –<br />
Fatebenefratelli, Brescia – Giuliano Binetti<br />
U.O.3 – Laboratorio di Neuropsicobiologia, IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>,<br />
Roma – Paola Bossù<br />
U.O.4 – Direzione Scientifica, European Brain Research Institute, Roma –<br />
Antonino Cattaneo<br />
U.O.5 – Dipartimento di Biologia Cellulare e Neuroscienze,<br />
Istituto Superiore di Sanità, Roma – Annamaria Confaloni<br />
U.O.6 – Laboratorio di Biochimica delle Proteine, Istituto Mario Negri,<br />
Milano – Mario Salmona<br />
U.O.7 – U.O. Malattie Neurodegenerative, IRCCS <strong>Fondazione</strong> Ospedale<br />
Maggiore Policlinico, Milano – Daniela Galimberti<br />
U.O.8 – Dipartimento di Neuroscienze, Università di Genova –<br />
Massimo Tabaton<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subject<br />
The research on biochemical markers of Alzheimer’s disease (AD) has<br />
been focused primarily on the molecules that play a central role in the<br />
pathogenesis, i.e. the amyloid-beta protein (Ab), particularly the Ab42 isoform,<br />
and the tau protein. These studies demonstrated that the cerebrospinal<br />
fluid (CSF) concentrations of Ab42 are reduced while total tau and<br />
phospho-tau concentrations are increased in AD patients in comparison to<br />
non-demented controls. However, similar changes are present in neurological<br />
disorders other than AD such as frontotemporal, Lewy body and vascular<br />
dementia, and the sensitivity and specificity of these parameters, even in<br />
combination, is less then 90%, with marked variability among different<br />
studies [Hansonn et al. (2006) Lancet Neurol 5:228-234]. The specificity is<br />
even less significant when Ab42 and tau levels are used to predict the conversion<br />
of MCI to AD.<br />
Since at least three classes of disease-modifying therapies (including antiamyloid,<br />
neuroprotective and restorative approaches) are anticipated for AD,<br />
it is imperative to find additional markers that, in combination with those<br />
currently used, allow to increase the diagnostic specificity and sensitivity of<br />
incipient or prodromal AD. On this ground, several proteomic studies have<br />
been performed on biological fluids, yielding to the identification of some<br />
CSF (Simonsen et al. (2007) Neurobiol Aging online] and plasmatic markers<br />
[Ray et al. (2007) Nat Med 13:1359-1362] that are differentially expressed in<br />
AD and MCI in comparison to controls. Among these markers, Cystatin C<br />
700 2009
RF07.39.1 – Genetic risk factors and peripheral biological markers of conversion from Mild…<br />
– which has been recently found to hamper Ab deposition [Mi et al. (2007) Nat<br />
Genetics 39:1440-1442] and mediators of neuroinflammation – an early event<br />
in AD pathogenesis – are of particular interest.<br />
With regard to AD genetics, the major known risk factor (i.e. ApoE4 aplotype)<br />
does not possess predictive value for the conversion of MCI to AD. In<br />
this respect, more promising markers include the H1c haplotype of the tau<br />
locus [Meyers et al. (2005) Hum Mol Gen 14:2399-404] and allelic variants of<br />
genes associated with Ab processing such as SORL1 (Lee et al. (2007) Neurology<br />
online], of the Cystatin C gene [Finckh et al. (2000) Arch Neurol 57:1579-<br />
1583] and genes involved in neuroin-flammation.<br />
What the project adds to the information already available<br />
This project will allow to:<br />
1. Establish Standard Operating Procedures (SOPs) and Quality Control<br />
(QC) for determination of Ab, total tau and phospho-tau concentrations in<br />
CSF, and define the essential protocol having the greatest sensitivity, specificity<br />
and reproducibility for AD diagnosis to be transferred to the Alzheimer<br />
Centers of the Italian NHS. The recognition of the factors that account for the<br />
wide inter- and intra-laboratory variability of the above determinations will<br />
allow to apply controlled procedures, granting consistent results within the<br />
NHS.<br />
2. Identify new peripheral markers and determine which genetic and biochemical<br />
(CSF and plasma) markers among those identified recently effectively<br />
increase the diagnostic specificity and sensitivity of the basic protocol.<br />
This will enable to design an integrated, multivariate molecular protocol for<br />
the diagnosis of incipient AD and the prediction of conversion of MCI into<br />
AD.<br />
OBJECTIVE(S)<br />
The project involves a series of Alzheimer Centers with long experience in<br />
biochemical and molecular diagnosis of AD, that have collected hundreds of<br />
biological samples (DNA, plasma, CSF) from patients affected by AD<br />
(NINCDS-ADRDA criteria), from MCI patients (Petersen’s criteria) with follow-up<br />
of their cognitive status, from patients with other forms of dementia<br />
and from non-demented controls. This set-up will allow to generate and foster<br />
collaboration between the different centers and to gather an adequate number<br />
of cases for appropriate statistical analysis of the results. The project is articulated<br />
in four work-packages having the following aims.<br />
WP1. The main objective is to define and harmonize the Standard Operating<br />
Procedures (SOP) and Quality Control (QC) for the analysis of cerebrospinal<br />
fluid (CSF) markers currently used for the diagnosis of AD.<br />
The SOP defined in 4 laboratories (Units 1,3,6,8) during the first 6<br />
months will be immediately available to all Alzheimer Centers. This protocol<br />
will be implemented during the project in relation to the results obtained.<br />
This will help to define the essential protocol with the greatest sensitivity,<br />
2009 701
Sezione III: Attività per progetti<br />
specificity and reproducibility for the determination of Ab40, Ab42, total tau<br />
and phospho-tau concentrations in CSF. These results will be transferred to<br />
the Alzheimer Centers of the Italian NHS and disseminated to the scientific<br />
community.<br />
WP2. The objective is to validate recently identified peripheral biochemical<br />
(CSF and plasma) markers for AD diagnosis in order to generate a multivariate<br />
molecular protocol that have higher sensitivity/specificity compared to<br />
the basic protocol analyzed in WP1. A particular effort will be made trying to<br />
find whether these parameters can help in distinguishing the MCI patients<br />
who will develop AD from those who will not convert to dementia.<br />
The following markers will be investigated:<br />
1) Ab oligomers;<br />
2) Ab truncated fragments;<br />
3) cystatin C (whole molecule and truncated forms);<br />
4) NGF and pro/NGF;<br />
5) a battery of chemokynes and other pro- or anti-inflammatory mediators.<br />
WP3. The objective is to validate genetic markers that have recently identified<br />
and that may act as risk factors for developing AD, as well as for the<br />
conversion of MCI to AD.<br />
The following markers will be investigated:<br />
1) allelic variants of gene involved in Ab processing as sortilin-related<br />
receptor 1 (SORL1), kinesin, insulin degrading enzyme (IDE), neprylysin and<br />
in cholesterol metabolism as cholesterol 24S-hydroxylase (CYP46) and APOE;<br />
2) haplotype B of cystatin C gene;<br />
3) haplotype H1c of MAPT gene;<br />
4) allelic variants of gene involved in inflammatory response (progranulin<br />
– PGRN, and chemokine-cluster in proximity to PGRN in chromosome 17).<br />
WP4. The objective is to establish a network of banks that ensure storage<br />
of high quality samples of biological material (DNA, serum and cell lines)<br />
from patients with cognitive deterioration at different stages and nondemented<br />
control collected under standard conditions. The network will<br />
develop a common database containing key informations on clinical, neurophysiological<br />
and imaging data.<br />
This will supply a valuable source of well-characterized specimens for the<br />
present project and for future studies<br />
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS<br />
This project will establish a multivariate molecular protocol having high<br />
sensitivity, specificity and reproducibility for the early diagnosis of Alzheimer<br />
disease at a pre-dementia stage.<br />
In particular the study is designed to:<br />
a) define standard operating procedures for CSF analysis of already<br />
known biomarkers (i.e., Ab, total tau and phospho-tau),<br />
702 2009
RF07.39.1 – Genetic risk factors and peripheral biological markers of conversion from Mild…<br />
b) validate recently recognized genetic and biochemical markers, and<br />
c) identify new diagnostic biomarkers for incipient AD.<br />
Study a) – corresponding to WP1 – will be carried out in the first 6<br />
months, and the relevant protocol will be made immediate-ly available to all<br />
Alzheimer Centers through the National Health Service (NHS).<br />
Studies b) and c) – corresponding to WP2 and WP3 – will lead to the identification<br />
and/or validation of additional markers that, in combination with<br />
those currently used, will increase the diagnostic/prognostic power of the basic<br />
protocol a). Based on these results, we will elaborate an integrated, multivariate<br />
molecular protocol for the diagnosis of incipient AD that will enable to distinguish<br />
the MCI patients who will develop the disease from those who will not convert<br />
into AD. This “ second generation “ protocol will be available by the end of<br />
the program and, together with the data derived from the other three projects,<br />
will define the optimal pathway for AD diagnosis to be transferred to the NHS.<br />
An early and specific diagnosis of AD will allow to apply intervention<br />
strategies before severe and irreversible neuropathological changes have<br />
occurred. This will maximize the benefits of the current treatments and, most<br />
importantly, of the disease-modifying therapies that are under development or<br />
on clinical trial (e.g., passive immunization with anti-Ab antibodies). Thus, the<br />
results of the program will have a significant impact on patients, care givers<br />
and the NHS<br />
OUTPUT(S) OF THE PROJECT<br />
The main outputs of the project will be:<br />
A. Standard Operating Procedures for Ab42, total tau and phospho-tau<br />
determination in CSF, and their transfer to the NHS (month 6).<br />
B. Reports on diagnostic and prognostic effectiveness of recently recognized<br />
genetic and biochemical (CSF and plasma) mar kers and novel biomarkers<br />
for AD (months 12 and 18).<br />
C. Multivariate molecular protocol for the diagnosis of incipient AD and<br />
the prediction of MCI to AD conversion, and its transfer to the Alzheimer Centers<br />
of the NHS (month 21).<br />
D. Multi-factorial protocol comprising molecular, imaging, neurophysiological,<br />
neuropsychological and behavioral data for the diagnosis of prodromal<br />
or incipient AD (month 24).<br />
These results will increase the diagnostic and prognostic accuracy in early<br />
stages of AD, and define the genetic and biochemical profiles that are predictive<br />
for MCI to AD conversion, allowing an early preventive, therapeutic and<br />
rehabilitative intervention.<br />
Moreover, the results of this study will help to better understand the<br />
pathogenesis of AD and identify new therapeutic targets.<br />
Further outputs will be:<br />
1) Publication of significant data on scientific journal with high impact<br />
factor.<br />
2009 703
Sezione III: Attività per progetti<br />
2) Generation of a database shared among the partners of the project, as<br />
a platform for a national database<br />
3) Institution of a bank of DNA and biological fluids from patients with<br />
different forms of dementia at different stages and non-demented controls.<br />
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 3 che fa capo<br />
alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
704 2009
RF07.39.1 – Genetic risk factors and peripheral biological markers of conversion from Mild…<br />
U.O. 3 – Laboratorio di Neuropsicobiologia<br />
Paola Bossù<br />
Specific contribution of the Unit to the project<br />
This U.O. will contribute to WP2 and WP4.<br />
WP2. New peripheral biochemical markers of AD and/or predictors of MCI to AD<br />
conversion – Specific aim: to investigate the chemokines and other pro- or<br />
anti-inflammatory mediators dosage in serum and in peripheral blood monocytic<br />
cells as biomarkers for MCI and AD.<br />
Several studies have demonstrated that inflammation plays an important<br />
role in mediating glial alterations and neurodegeneration that occur in AD<br />
patients. This phenomenon includes the accumulation of reactive microglia<br />
and astrocytes in damaged regions of AD brain and increased pro-inflammatory<br />
cytokine expression that may further contribute to the development and<br />
progression of pathological state.<br />
Accordingly, in several studies pro-inflammatory cytokines such as Interleukin<br />
(IL)-1, IL-6, Tumor Necrosis Factor (TNF)-a and IL-18 have been found<br />
to be peripherally increased in AD patients and substantially impaired in the<br />
late stage of the disease. However, the temporal definition of their implication<br />
in respect to disease progression, as well the extent to which inflammatory<br />
factors participate to the neuronal damage are issues of fundamental importance,<br />
which are to date still unclear.<br />
Recent studies performed by this participant unit have identified a possible<br />
role for the pro-inflammatory cytokine IL-18 in AD, by means of genetic<br />
data suggesting that IL-18 gene promoter polymorphisms can predict risk and<br />
outcome of AD, and by demonstrating that IL-18 is overexpressed by blood<br />
cells of AD patients and correlates with their cognitive decline.<br />
In the present study, by using a longitudinal clinical approach, the previous<br />
results regarding IL-18 will be expanded also to other inflammatory mediators<br />
with potential role in the disease progression and pathogenesis. In fact,<br />
this project is aimed to investigate the impact of pro-inflammatory and antiinflammatory<br />
parameters during disease progression in patients at the higher<br />
risk of developing AD, i.e. MCI patients.<br />
These objectives are relevant for the identification of new diagnostic markers<br />
of the AD preclinical form and for the comprehension of inflammatory<br />
mechanisms, likely participating in the earliest pathogenic processes of AD.<br />
WP4. Establishment of a network of banks of biological materials: see U.O.1 for<br />
details.<br />
Methods<br />
Subjects<br />
Fifty people with a diagnosis of MCI, and thirty healthy control subjects,<br />
2009 705
Sezione III: Attività per progetti<br />
aging from 50 to less than 90, will be recruited in this study. The two groups<br />
will be well matched for age, educational level and gender.<br />
Specific inclusion criteria for MCI will be:<br />
1) Diagnostic evidence of MCI consistent with Petersen guidelines: a)<br />
complaint of defective memory, b) normal activities of daily living, c) normal<br />
general cognitive function, d) abnormal memory function for age, e) absence<br />
of dementia.<br />
2) A Mini Mental State Examination (MMSE) score >23. These patients<br />
will be at the onset of their cognitive impairment, they will be drug naive and<br />
will undergo their first clinical examination for the diagnosis of MCI. A specific<br />
inclusion criterion for HC will require that all neuropsychological scores<br />
will be above the cut-off scores, corrected for age and educational level, identifying<br />
normal cognitive level in the Italian population. The volunteers<br />
included in the HC group will be recruited from the general population of the<br />
same geographical region as the patients. Specific criteria for conversion in<br />
AD will be diagnostic evidence of probable AD consistent with the NINCDS-<br />
ADRDA criteria. The experimental approach foresees a first basic evaluation<br />
(day 0) of subjects with diagnosis of MCI. A series of follow-ups at 6 months,<br />
12 months and 18 months and 24 months from the first evaluation will be<br />
carried out in MCI subjects, until their conversion to AD. HC subjects will be<br />
evaluated at the day 0 only.<br />
a) Serum and PBMC preparation, cell cultures<br />
Serum will be obtained from HC, non-converter and converter MCI by<br />
centrifugation of clotted blood samples and aliquots were stored at -80°C until<br />
assays.<br />
Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) will be obtained from HC,<br />
non-converter and converter MCI. Cells will be freshly isolated from<br />
heparinized venous blood by centrifugation on density gradient and morphologically<br />
analyzed with a FACSCalibur flow cytometer. Then, 2x106 PBMC<br />
suspended in 0.5 ml of RPMI 1640 medium (In vitro gen Life Technologies)<br />
supplemented with 10% fetal bovine serum (Hyclone, Logan, UT), will be<br />
plated in 48-wells culture plates, and incubated at +37°C for 18h in the<br />
absence or presence of LPS (2, 20 and 200 ng/ml; E. coli strain O55:B5,<br />
Sigma). After incubation, cell supernatants will be collected and stored to -<br />
80°C until cytokine and neurotrophin determinations.<br />
b) Cytokine measurement<br />
Serum and cell derived basal as well as LPS-induced production of pro<br />
and anti-inflammatory molecules (IL-1b;, IL-6, TNF-a; e IL-18, sICAM-1, IL-<br />
1RA, IL-10, TGF-b, IL-18BP) will be determined with ELISA by using commercially<br />
available kits (MBL, Japan; Endogen, USA; R&D system, USA)<br />
according to the manufacturer’s instructions. The concentration of tested soluble<br />
factors will be measured against a curve of recombinant purified standard<br />
for each molecule. Analysis will be run in duplicates and results will be<br />
expressed in pg/ml.<br />
706 2009
RF07.39.1 – Genetic risk factors and peripheral biological markers of conversion from Mild…<br />
c) Flow cytometry analysis of PBMC<br />
In order to accurately compare the soluble factor production by PBMC of<br />
the subject studied, possible differences in the com-position of PBMC populations<br />
should be assessed. Thus, a flow cytometry analysis will be performed<br />
on unfractionated PBMC obtained from the studied subjects. The following<br />
monoclonal antibodies (mAb, all from BD PharMingen, San Diego, CA) will<br />
be used for flow-activated cell sorting (FACS) analysis: anti-HLA-DR, anti-<br />
HLA-ABC, anti-CD80, anti-CD86, an-ti-CD83, anti-CD14, anti-CD1a, anti-<br />
CD11c, anti-CD40, anti-CD3, anti-CD4, anti-CD8, anti-CD154, anti-CD25. Negative<br />
controls will be isotype-matched antibodies. To determine surface cell<br />
phenotype cells will be washed in assay buffer (PBS, 0.5% BSA and 0.1%<br />
sodium azide), incubated with mAbs for 15 minutes at +4°C, washed and then<br />
analyzed by flow cytometry. Analyses will be performed with a FACSCalibur<br />
flow cytometer. Data will be analyzed using CellQuest software.<br />
2009 707
RF07.39.2 – DIAGNOSIS OF INCIPIENT<br />
ALZHEIMER DISEASE: DEVELOPMENT<br />
OF ADNI-BASED IMAGING MARKERS FOR USE<br />
BY THE NATIONAL HEALTH SYSTEM<br />
Progetto afferente al Programma Strategico<br />
“ Malattie di Alzheimer: sviluppo e validazione di un protocollo<br />
multifattoriale per la diagnosi e il monitoraggio<br />
della fase prodromica e incipiente; valutazione delle implicazioni<br />
assistenziali, organizzative ed economiche<br />
del suo trasferimento della pratica clinica ”<br />
Destinatario istituzionale<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
GIOVANNI B. FRISONI<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS Fatebenefratelli Centro San Giovanni di Dio<br />
U.O. 2 – Umberto Sabatini<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O.1 – IRCCS Centro San Giovanni di Dio-Fatebenefratelli, Laboratorio<br />
Neuroimaging, Brescia – Giovanni Frisoni<br />
U.O.2 – IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Neuroradiologia, Roma –<br />
Umberto Sabatini<br />
U.O.3 – <strong>Fondazione</strong> SDN per la ricerca e l’alta formazione in diagnostica<br />
nucleare, Napoli – Andrea Soricelli<br />
U.O.4 – Università Campus Bio-Medico, Roma – Fabrizio Vernieri<br />
U.O.5 – Università di Foggia, Dipartimento di Scienze Biomediche –<br />
Claudio Babiloni<br />
U.O.6 – Università di Firenze, Clinica Neurologica I – Sandro Sorbi<br />
U.O.7 – <strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta, U.O. di Neuroradiologia<br />
– Maria Grazia Bruzzone<br />
U.O.8 – <strong>Fondazione</strong> IRCCS Casimiro Mondino, Laboratorio di Neuropsicologia,<br />
Pavia – Elena Sinforiani<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subject<br />
The markers of AD can be classified as: (a) valid markers technically feasible<br />
and ready for clinical application (Structural MRI and FDG PET);<br />
(b) markers with partially demonstrated validity but high feasibility (EEG);<br />
(c) partially validated markers with low feasibility, but very promising and<br />
deserving further experimental study (FDDNP PET and TMS/MEG).<br />
MR and FDG PET. The immediately available knowledge useful for this<br />
projects comes from the European project “ Alzheimer’s Disease Neuroimaging<br />
Initiative ” [Mueller et al. (2005) e http://www.centroalzheimer.it/<br />
E-ADNI_project.htm], led by the IRCCS FBF, which has developed ad hoc protocols<br />
(modified MP-RAGE) for the most widely used 1.5 and 3.0 Tesla scanners<br />
(Philips, GE, and Siemens). Shared procedures for the FDG PET images<br />
acquisition have been developed in Europe by the project FP5-NEST-DD (Network<br />
for Efficiency and Standardisation of Dementia Diagnosis) [Herholz et<br />
al. (2002) Neuroimage].<br />
EEG. The feasibility of a highly accurate multicentre collection EEG data<br />
of AD patients has been repeatedly demonstrated [Rossini et al. (2007) Prog<br />
Neurobiol]. The EEG data validity has only preliminary evidence [Rossini et<br />
al. (2006) Neuroscience], and despite their high feasibility, they have not been<br />
included in Dubois and Feldman’s new criteria.<br />
FDDNP PET and TMS/MEG. Quantification of cortical amyloid and tau<br />
deposition with C11-PIB and F18- FDDNP show good accuracy in identifying<br />
prodromal AD [Klunk et al. (2007) J Neurosci; Small et al. (2006) NEJM]. The<br />
high half-life of FDDNP suggest an opportunity to investigate the ability to<br />
710 2009
RF07.39.2 – Diagnosis of incipient Alzheimer disease: development of ADNI-based imaging…<br />
detect the disease in comparison to more consolidated techniques such as<br />
structural MRI and FDG PET. Reduced efficiency in cortico-cortical connectivity<br />
obtained from TMS and MEG studies has been reported [Rossini et al.<br />
(2007) Prog Neurobiol].<br />
What the project adds to the information already available<br />
The project will lead to:<br />
1. Develop procedures for the collection of Alzheimer’s markers that can<br />
potentially be immediately adopted by Italian (and international) memory<br />
clinics. This will place Italy as the front runner country in the development of<br />
new strategies for the care of Alzheimer’s disease.<br />
2. Expand knowledge on promising markers that might implement or<br />
replace 3D MR, FDG PET, and CSF in the near future.<br />
The experience on the development of SOPs for the “ traditional ” 3D MR,<br />
FDG PET, and CSF markers will lead to a particularly quick development of<br />
SOPs for the novel markers such as EEG, MEG and amyloid imaging.<br />
OBJECTIVE(S)<br />
The main aims of this project are: 1) To develop SOPs and QC procedures<br />
in order to estimate the volumes of the hippocampus, amygdala and<br />
enthorinal cortex on high resolution MR images acquired using the ADNI MP-<br />
RAGE protocol. SOPs and QC will be developed to evaluate the glucose<br />
metabolism in bilateral temporoparietal regions detected on FDG PET images<br />
acquired using the NEST-DD protocol. 2) To better investigate the validity of<br />
markers based on power and consistency of EEG cortical sources measured<br />
at rest and based on the intra-cortical connectivity through TMS and MEG /<br />
EEG and to develop the pertinent SOPs and QC. 3) to better investigate the<br />
validity of the b-amyloid molecular imaging using the F18-DDNP for the preclinical<br />
diagnosis of AD.<br />
The secondary aim is early diffusion of the SOPs in the clinical practice.<br />
Indeed, the project will involve a number of Italian Centres of Excellence<br />
(IRCCS) as “b testers ” of SOPs. b test centres will be led to use the SOPs in<br />
their clinical work, thus disseminating these techniques.<br />
These will be available to all experts centres on the national territory,<br />
which will be able to detect AD markers with a level of accuracy and reproducibility<br />
comparable to those of any other laboratory examination.<br />
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS<br />
The SOPs and QC protocols will be developed with the collaboration<br />
of and for use by the Italian Centres of Excellence (IRCCS’s). Therefore, the<br />
protocols will be immediately transferable to all National Health Service<br />
Institutes.<br />
The financial sustainability of the detection of the markers in the Experts<br />
National Health Service Institutes will be illustrated elsewhere in the Strategic<br />
2009 711
Sezione III: Attività per progetti<br />
Program care of the Regione Lombardia. Other regions will start programs in<br />
the territory on the basis of local circumstances.<br />
Notably, the use of the standard ADNI protocol for the development of<br />
SOPs and for the individual diagnostic cases is a key issue. The ADNI MR<br />
acquisition protocol is such that the grey/white matter contrast and field inhomogeneities<br />
are similar for all scanners, regardless of manufacturer and<br />
model. The use of the ADNI protocol, therefore, will allow the users of the<br />
medial temporal lobe volume SOPs to use the ADNI database as the normative<br />
reference. This is of critical relevance as it allows to avoid collecting large<br />
scanner specific reference datasets in each user centre, something that the<br />
large majority of Memory Clinics would find impossible to carry out.<br />
OUTPUT(S) OF THE PROJECT<br />
WP1 – Document: review of current protocols for the MR-based measurement<br />
of medial temporal (hippocampal, amygdalar, and entorhinal) atrophy (M3).<br />
– Document: description of the normative data for hippocampal volumetry<br />
at 1.5 and 3T in cognitively healthy older persons (M9).<br />
– Document: Draft SOPs and QA for the measurement of medial temporal<br />
atrophy in persons with suspected Alzheimer’s disease based on MR scans (M9).<br />
– Document: Final version of SOPs and QA for the measurement of<br />
medial temporal atrophy in persons with suspected Alzheimer’s disease based<br />
on MR scans (M24).<br />
WP2 – Document: review of current protocols for the quantitative measurement<br />
of FDG PET uptake (M3).<br />
– Document: description of the normative data for FDG PET uptake in<br />
cognitively healthy older persons (M9).<br />
– Document: Draft SOPs and QA for the measurement of FDG PET<br />
uptake in persons with suspected Alzheimer’s disease (M9).<br />
– Document: Final version of SOPs and QA for the measurement of FDG<br />
PET uptake in persons with suspected Alzheimer’s disease based on MR scans<br />
(M24).<br />
WP3 – Document: review of current protocols for the quantitative measurement<br />
of power/coherence based on EEG recordings (M3.)<br />
– Report: validity study of MEG/TMS for the detection of incipient AD<br />
(M12).<br />
– Document: description of the normative data of EEG power/coherence<br />
in cognitively healthy older persons (M12).<br />
– Document: SOPs and QA for the measurement of EEG power/coherence<br />
in persons with suspected Alzheimer’s disease (M24).<br />
WP4 – Report: validity study of FDDNP PET for the detection of incipient AD<br />
(M24).<br />
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 2 che fa capo<br />
alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
712 2009
RF07.39.2 – Diagnosis of incipient Alzheimer disease: development of ADNI-based imaging…<br />
U.O. 2 – Neuroradiologia<br />
Umberto Sabatini<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
The Unit 2 participates to the project in the WP1 workpackage relative to<br />
RM. The qualification phase will consist in the installation of the ADNI MP-<br />
RAGE sequences and in testing our scanner. The installation of the sequence<br />
and the testing procedure will be performed by local technical personnel, in<br />
contact with the Unit 1.<br />
The MR 3D protocol will be acquired using the Siemens Allegra MR Scanner<br />
operating at 3T. The contrast-to-noise ratio of the 3T scanner, twice as<br />
better as that of 1.5 T, might significantly enhance the accuracy of the mapping<br />
of regional hippocampal volume changes.<br />
The Unit 2 will participate as b tester of MR SOPs. The tracers of b test<br />
centre will trace each patient coming to observation of for cognitive disturbances<br />
for 1 year without re-qualification (months 13-24).<br />
The recruitment of patients at the Unit IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> will follow the<br />
SOPs as defined in the project.<br />
In addition to the manual segmentation of amygdala, hippocampus, and<br />
enthorinal cortex, as described in the main project, MR images at the Unit<br />
IRCCS <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> will be analysed using a novel, automated model-based<br />
segmentation tool. In this novel approach, the structures of interest mentioned<br />
above are parameterized as surface meshes and modelled as a point<br />
distribution model. Deformable surfaces are used to fit perfectly around the<br />
anatomical structures. Shape is then expressed as a mean with modes of variation<br />
(principal components), obtaining for each subject the most probable<br />
shape instance given the observed intensities in our T1 image.<br />
The results of the automatic segmentation of amygdala, hippocampus,<br />
and enthorinal cortex will be compared with the results of the manual segmentation<br />
and with those coming from the other units.<br />
Methods<br />
Quality assurance/quality control (M6-24).<br />
1. Scanner qualification: installation and testing of the ADNI MP-RAGE<br />
sequences will take place on the 3T Siemens Allegra scanner of the U.O.2 <strong>Fondazione</strong><br />
<strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
2. The tracers of b test centres will trace each patient coming to observation<br />
of for cognitive disturbances for 1 year without re-qualification (months<br />
13-24).<br />
The imaging protocol will consist of two high quality 3D T1-weighted<br />
images, a T2-weighted dual-echo sequence with a standard quadrature head<br />
coil.<br />
2009 713
Sezione III: Attività per progetti<br />
Anatomical T1-weighted images will be processed with an automated<br />
bayesian segmentation tool. This method of segmentation is particularly useful<br />
for structures with low contrast-to-noise ratio. For each subject will be segmented<br />
the Lateral Ventricles, Thalamus, Caudate, Putamen, Hippocampus,<br />
Enthorinal Cortex and Amygdala.<br />
For each subject and each hemisphere, the volumes of all segmented<br />
structures will be calculated to be compared with manual segmentation<br />
results.<br />
714 2009
RF07.39.3 – COGNITIVE AND BEHAVIOURAL<br />
INDICATORS OF CONVERSION<br />
FROM MILD COGNITIVE IMPAIRMENT<br />
TO NEURODEGENERATIVE DEMENTIA<br />
AND DEVELOPMENT<br />
OF COGNITIVE REHABILITATION PROTOCOLS<br />
Progetto afferente al Programma Strategico<br />
“ Malattie di Alzheimer: sviluppo e validazione di un protocollo<br />
multifattoriale per la diagnosi e il monitoraggio<br />
della fase prodromica e incipiente; valutazione delle implicazioni<br />
assistenziali, organizzative ed economiche<br />
del suo trasferimento della pratica clinica ”<br />
Destinatario istituzionale<br />
<strong>Fondazione</strong> IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
GIANFRANCO SPALLETTA<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
U.O.1 – Gianfranco Spalletta<br />
U.O.4 – Luca Cravello<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O.1 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Laboratorio di Neuropsichiatria, Roma –<br />
Gianfranco Spalletta<br />
U.O.2 – IRCCS Don Gnocchi, Milano – Margherita Alberoni<br />
U.O.3 – IRCCS INRCA, Roma – Walter Gianni<br />
U.O.4 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Laboratorio di Neurologia Clinica<br />
e Comportamentale, Roma – Luca Cravello<br />
U.O.5 – Università degli Studi dell’Aquila, Dipartimento di Medicina Interna<br />
e Sanità Pubblica – Domenico Passafiume<br />
U.O.6 – IRCCS <strong>Fondazione</strong> Salvatore Maugeri, Unità Operativa di Psicologia,<br />
Pavia – Ines Giorgi<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subject<br />
According to a four-group classification, the MCI amnestic single<br />
domain is characterized by a selective deficit of amnesic performances,<br />
multi-domain amnestic MCI presents memory impairment and at least one<br />
other cognitive domain impairment, nonamnestic single domain MCI is<br />
associated with the compromise of one nonamnestic domain, and nonamnestic<br />
multi-domain MCI is associated with the compromise of two or<br />
more nonamnestic cognitive domains. The hypothetic usefulness of subdividing<br />
MCI to identify specifically the type of dementia to which the patient<br />
will convert has partially failed. However, there is solid evidence that multidomain<br />
MCI has the highest rate of conversion in dementia. Although there<br />
is convergence on the description of the high risk of developing AD in subjects<br />
with chronic depression, often associated with hippocampal atrophy,<br />
there are also studies which clarify with sufficient reliability that other neuropsychiatric<br />
disturbances may predict conversion to AD. Regarding the<br />
fact that therapeutic strategies for the pathogenesis of AD have failed up till<br />
now, and considering the high risk of patients with MCI to develop AD, a<br />
revision of the clinical-diagnostic criteria of AD has been recently proposed.<br />
This revision makes AD diagnosis similar to those of amnesic MCI with the<br />
exception of biological and neuroradiological markers recognized as specific<br />
for AD diagnostic purposes. Unfortunately, the specific neuropsychiatric<br />
symptoms of AD were not included even in this recent diagnostic revision<br />
proposal.<br />
– Tabert MH, Manly JJ, Liu X, Pelton GH, Rosenblum S, Jacobs M, Zamora D,<br />
Goodkind M, Bell K, Stern Y, Devanand DP (2006) Arch Gen Psychiatry 63(8):916-<br />
924.<br />
– Fischer P, Jungwirth S, Zehetmayer S, Weissgram S, Hoenigschnabl S, Gelpi E,<br />
Krampla W, Tragl KH (2007) Neurology 68(4):288-291.<br />
716 2009
RF07.39.3 – Cognitive and behavioural indicators of conversion from mild cognitive impairment…<br />
– Dubois B, Feldman HH, Jacova C, Dekosky ST, Barberger-Gateau P, Cummings J,<br />
Delacourte A, Galasko D, Gauthier S, Jicha G, Meguro K, O’brien J, Pasquier F,<br />
Robert P, Rossor M, Salloway S, Stern Y, Visser PJ, Scheltens P (2007) Lancet Neurol<br />
6(8):734-746.<br />
What the project adds to the information already available<br />
This research project will attempt to identify clinical characteristics useful<br />
for predicting: a) the risk of developing neurodegenerative dementia from<br />
the 4 different forms of MCI (i.e., pure amnestic MCI-single domain, amnestic<br />
MCI multiple domains, nonamnestic MCI single domain, and nonamnestic<br />
MCI multiple domains); b) the type of dementia more frequently associated<br />
with each clinical characteristics; c) the progression severity of the illness;<br />
d) the effect of caregiver support on the illness progression; e) the efficacy of<br />
cognitive rehabilitation on every subtype of clinical characteristics. Finally,<br />
the method of open study on cognitive rehabilitation will give an early clinical<br />
indication of the potential of this treatment.<br />
OBJECTIVE(S)<br />
The primary aims of the present project are: 1) to characterize an independent<br />
series of neuropsychiatric and cognitive dimensions useful in the<br />
diagnostic distinction among the four subtypes of Mild Cognitive Impairment<br />
(MCI) (i.e., pure amnestic MCI-single domain, amnestic MCI multiple<br />
domains, nonamnestic MCI single domain, and nonamnestic MCI multiple<br />
domains); 2) to identify new cognitive and behavioural clinical-diagnostic<br />
characteristics, predictors of the course of the illness; 3) to investigate<br />
the effect of cognitive rehabilitation on the rate of conversion from MCI to<br />
AD; 4) to analyze the effect of caregiver support on the illness progression.<br />
Secondary aim is: 1) to evaluate the role of environmental predisposition<br />
(such as stress of caregivers and stressful psychosocial events) in the MCI-AD<br />
conversion.<br />
METHODS<br />
One hundred patients diagnosed with Mild Cognitive Impairment (MCI)<br />
will be included in the study. The criteria for inclusion are: 1) MCI diagnosis<br />
consistent with Petersen guidelines; 2) Mini Mental State Examination<br />
(MMSE) score >24; 3) Clinical Dementia Rating (CDR) equal to 0.5; 4) sufficient<br />
compliance to the tests administered; 5) Hachinski index less than or<br />
equal to 4; 6) vision and hearing sufficient for compliance with testing procedures;<br />
7) laboratory values within the appropriate reference intervals or considered<br />
to be clinically insignificant by the investigators. Exclusion criteria<br />
are: 1) major medical illnesses, e.g., diabetes (not stabilized), obstructive pulmonary<br />
disease, or asthma; hematologic/oncologic disorders; vitamin B12 or<br />
folate deficiency as evidenced by blood concentrations below the lower limits<br />
of the reference intervals; pernicious anemia; clinically significant and unstable<br />
active gastrointestinal, renal, hepatic, endocrine, or cardiovascular system<br />
2009 717
Sezione III: Attività per progetti<br />
disease; newly treated hypothyroidism; 2) comorbidity of primary psychiatric<br />
or neurological disorders (e.g., schizophrenia, major depression, stroke,<br />
Parkinson disease, seizure disorder, head injury with loss of consciousness)<br />
and any other significant mental or neurological disorder; 3) known or suspected<br />
history of alcoholism or drug dependence and abuse during lifetime; 4)<br />
MRI evidence of focal parenchymal abnormalities; 5) MRI evidence of neoplasm.<br />
The patients included will carry out an in depth anamnestic evaluation<br />
and a diagnostic\categorical evaluation for “ MCI subtype ” (i.e., pure amnestic<br />
MCI-single domain, amnestic MCI multiple domain, nonamnestic MCI single<br />
domain, and nonamnestic MCI multiple domain). In addition, categorical<br />
neuropsychiatric disorders of “ depression ”, “ psychosis ”, and “ apathy ” will<br />
be assessed. The modified criteria for Major Depressive Disorder characteristic<br />
of Alzheimer Disease of Olin et al. will be used for assessing depressive disorder,<br />
the criteria for psychotic disorder of dementia of Jeste and Finkel will<br />
be used for assessing psychosis, and the criteria for apathetic disorder of<br />
Starkstein et al will be used to categorize the presence of apathy.<br />
Dimensional neuropsychiatric symptom severity will be measured with a<br />
battery of tests including: Neuropsychiatric Inventory-12 items, CERAD Disforia,<br />
and Dementia Apathy Interview and Rating. The age at onset of each<br />
behavioural disturbance and the first memory deficit will be accurately evaluated.<br />
Moreover, To obtain a global index of cognitive impairment, we will<br />
administer the MMSE.<br />
The Mental Deterioration Battery (MDB) and other cognitive task will be<br />
used to assess individual cognitive domains. The MDB is a standardized and<br />
validated neuropsychological battery, comprising seven neuropsychological<br />
tests from which eight performance scores can be derived. Of the eight total<br />
scores, four pertain to the elaboration of verbal stimuli and four to visuospatial<br />
materials. The tests will be selected to provide information about the functionality<br />
of different cognitive domains such as: verbal memory (MDB Rey’s<br />
15-word Immediate Recall and Delayed Recall); short term visual memory<br />
(MDB Immediate Visual Memory); logical reasoning (MDB Raven’s Progressive<br />
Matrices’ 47); language (MDB Phonological Verbal Fluency, and MDB<br />
Sentence Construction); simple constructional praxis (MDB Copying Drawings,<br />
and MDB Copying Drawings with Landmarks). In addition to the MDB,<br />
we administered additional tests in order to assess other cognitive domains<br />
such as: long-term visual memory (Delayed Recall of Rey-Osterrieth picture);<br />
complex constructional praxis (Copy of Rey-Osterrieth picture); and frontal<br />
abilities of attentive shifting and control (Stroop test Interference time).<br />
A subsample of 30 MCI patients will be treated with 12 weeks cognitive<br />
rehabilitation. The cognitive training will be centered on memory (learning<br />
strategies, spaced retrieval, noun-face association, use of external aids) and<br />
attention (selective, sustained, divided attention).<br />
If needed, the rehabilitative treatment will be tailored to the patient need,<br />
according to the main functional impairment.<br />
New rehabilitation techniques using touch screen or graphic tablet aided<br />
computerized tasks are being developed, with the aim of being available for<br />
718 2009
RF07.39.3 – Cognitive and behavioural indicators of conversion from mild cognitive impairment…<br />
training of memory and attention of MCI patients also outside the hospital<br />
setting, in order to allow a more extensive and less expensive cognitive training<br />
of patients at risk of dementia.<br />
Also, a subsample of caregivers of 30 MCI patients will undergo psychometric<br />
evaluation at baseline and at the three and six-month follow-up. At<br />
this purpose the following instruments will be used: 1) Caregiver Needs<br />
Assessment (CNA). It will be constructed ad hoc in order to inspect physical-functional,<br />
cognitive-behavioural, socio-relational and domestic needs<br />
perceived by caregivers concerning the care delivery process; 2) Anxiety and<br />
depression schedule (AD-R). This is a short version of the Depression questionnaire<br />
(QD-15) and of the STAI-X3; 3) Family Strain Questionnaire<br />
(FSQ), aimed at assessing emotional overburden, social involvement, the<br />
disease- related information needs and the quality of domestic relationships.<br />
Two different psychological support programs will be set up, one defined as<br />
light support (LP) and one defined as intensive (IP) support. Caregivers will<br />
be randomly assigned to one of the above-mentioned support programs. LP<br />
program entails 3 psychological interviews in a 6 month period (baseline,<br />
three and six-month follow-up), aimed at the emotional support of caregivers.<br />
All subjects will be included during the first 6 months period of the project.<br />
All diagnostic, cognitive and neuropsychiatric tests will be administered<br />
every six months until 18 months from the first evaluation.<br />
Cross-sectional analyses at the baseline: comparison among MCI diagnostic<br />
groups on categorical variables will be performed using the chi-square test.<br />
Comparisons on sociodemographic characteristics (i.e. age and educational<br />
level), cognitive level, and neuropsychiatric symptom severity will be performed<br />
using factorial Analysis of Variance (ANOVA) followed by Fisher’s Protected<br />
Least Significant Difference (PLSD) post-hoc test. In order to minimize<br />
the likelihood of type-I error, univariate ANOVAs will be preceded by overall<br />
Multivariate Analyses of Variance (MANOVAs) using all the continuous categories<br />
considered in each of the analyses as dependent variables. Factorial<br />
ANOVA will be used at the baseline separately for the 4 subtypes of MCI and<br />
for the MCI groups identified at the end of the follow-up as converter or nonconverter.<br />
Longitudinal analyses during the follow-up: The cognitive and neuropsychiatric<br />
scores during follow-up assessment will be analyzed using repeated<br />
measures analyses of variance (ANOVAs) with the different MCI subtypes as a<br />
between-subjects factor and time as a within-subjects factor with six levels.<br />
The level of statistical significance is defined as p
Sezione III: Attività per progetti<br />
cious and specific treatment of patients who will develop the different types of<br />
dementia.<br />
This project will also suggest the potential role of cognitive rehabilitation<br />
therapy and caregivers support on the cognitive and behavioural symptom<br />
progression of MCI.<br />
To obtain this result potentially means a reduced cost of the management<br />
of dementia for the national health service and a better outcome of the illness<br />
for patients.<br />
OUTPUT(S) OF THE PROJECT<br />
An improvement in the capability to predict the clinical evolution of the<br />
classic subtypes of MCI through their reclassification is expected, keeping in<br />
mind the behavioural and social parameters that have never been considered<br />
before for diagnostic purposes. In this way the MCI-dementia conversion<br />
could be predicted with greater specificity for each subtype of neurodegenerative<br />
dementia. The clinical evolution of the sample treated with cognitive<br />
rehabilitation could indicate if a controlled scientific trial would be useful.<br />
These outputs will be reached at the end of the 18-months follow-up period.<br />
New cognitive rehabilitation strategies for patients with MCI will be<br />
developed by using a set of specifically devised memory and attention computerized<br />
tasks. This will permit to extend the cognitive rehabilitation intervention<br />
outside the hospital, allowing the availability of a more extensive and<br />
less expensive rehabilitative training for patients at risk of dementia. The<br />
development of new cognitive rehabilitation protocols will be obtained within<br />
the first 6 months of the project. Results on the effectiveness of the cognitive<br />
rehabilitation therapy on the MCI-dementia conversion rate will be achieved<br />
at the end of the follow-up period.<br />
Finally, the feasibility and effectiveness of a support program for MCI<br />
caregivers will be obtained. The program will provide caregivers active<br />
involvement through knowledge, emotions and problems sharing and<br />
resources enhancement giving rise to a support network in which technique<br />
and humanization might contribute to delay illness progression. The output<br />
of this strategy regarding the MCI-dementia conversion rate will be reached at<br />
the end of the project.<br />
MILESTONES ALONGSIDE THE PROJECT<br />
1. To build a network among all the participating units in order to permit<br />
a correct flow of communication.<br />
2. To train all the professionals participating in the projects to administer<br />
the rating scales and to measure the inter-rater reliability.<br />
3. To enrol all 100 MCI patients as defined by the project program.<br />
4. To sub-classify the MCI subtypes on the basis of the defined criteria.<br />
5. To measure the validity of the new sub-classification of the MCI subtypes<br />
on the basis of the behavioural markers.<br />
720 2009
RF07.39.3 – Cognitive and behavioural indicators of conversion from mild cognitive impairment…<br />
6. To confirm the validity of the new sub-classification of the MCI subtypes<br />
on the conversion rate to the different forms of dementia.<br />
7. To verify the impact of the cognitive rehabilitation on the conversion<br />
rate from MCI to dementia.<br />
8. To analyze the impact of the caregiver support on the symptom expression<br />
of the MCI patients and on the rate of conversion to dementia.<br />
Si allega il programma dettagliato delle Unità Operative 1 e 4 che<br />
fanno capo alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
2009 721
Sezione III: Attività per progetti<br />
U.O.1 – Laboratorio di Neuropsichiatria<br />
Gianfranco Spalletta<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
Mild cognitive impairment (MCI) refers to the clinical state of cognition<br />
and functional ability that is intermediate between normal aging and mild<br />
dementia. According to cognitive domains impaired it has been classified into<br />
four subtypes as follows: (1) single domain amnestic MCI, characterized by<br />
only memory impairment, (2) multiple domain amnestic MCI, with impairment<br />
of memory and other cognitive domains, (3) multiple domain nonamnestic<br />
MCI, in which memory is unaffected but multiple other domains of<br />
cognitive function are impaired, (4) single domain non-amnestic MCI, that is<br />
similar to multiple domain non-amnestic MCI but with only one domain<br />
impaired.<br />
People with Mild MCI appear to develop Alzheimer disease at a higher<br />
rate than the general elderly population: patients with MCI convert to AD at<br />
approximately 12% per year, although the rate of the onset of AD in healthy<br />
elderly people is 1–2% per year. For that reason, instruments focused upon<br />
MCI measurement would provide useful screening information for decisions<br />
concerning full diagnostic evaluations for AD. Specific neuropsychological<br />
tests may represent valid tools that predict progression from MCI to AD. Main<br />
aim of this unit will be to select a neuropsychiatric and neuropsychological<br />
test battery able to predict, with high reliability, the progression from MCI to<br />
dementia in a group of 34 subjects and to highlight the conversion rate differences<br />
among the different MCI subtypes.<br />
Methods<br />
In the present unit 34 subjects with MCI will be enrolled. All patients will<br />
be recruited in neurological or geriatric units. Before the inclusion of all<br />
patients, this unit will train all clinicians until they will demonstrate an interrater<br />
reliability of 0.80 (k coefficient) for all the psychometric tests used.<br />
All patients will sign an informed consent. Specific inclusion criteria will<br />
be: 1) diagnostic evidence of MCI; 2) Mini Mental State Examination (MMSE)<br />
score >24 and Clinical Dementia Rating Scale (CDR) score = 0.5; 3) vision and<br />
hearing sufficient for compliance with testing procedures; 4) laboratory values<br />
within the appropriate reference intervals. Specific exclusion criteria will<br />
be: 1) major medical illnesses; 2) comorbidity of primary psychiatric or neurological<br />
disorders and any other significant mental or neurological disorder;<br />
3) known or suspected history of alcoholism or drug dependence and abuse<br />
during lifetime; 4) MRI evidence of focal parenchymal abnormalities and/or<br />
MRI evidence of neoplasm; 5) Hachinski ischemic score ≥ 4.<br />
At the starting visit all subjects will undergo clinical and neuropsychiatric<br />
evaluation. The neuropsychiatric evaluation will include the following psychometric<br />
tests: Mini-Mental State Examination (MMSE), Hamilton Depression<br />
722 2009
RF07.39.3 – Cognitive and behavioural indicators of conversion from mild cognitive impairment…<br />
Scale (HAM-D), Hamilton Anxiety Scale (HAM-A), Toronto Alexithymia Scale<br />
(TAS-20), Fatigue Rating Scale (FRS), Apathy Rating Scale (ARS), Medical<br />
Outcomes Survey Short Form-36 (SF-36), basic activities of daily living<br />
(BADL), instrumental activities of daily living (IADL), Beck Depression Inventory<br />
(BDI), Snaith-Hamilton pleasure scale, Rey’s 15-word Immediate Recall<br />
(RAVLT I.R) and Delayed Recall (RAVLT D.R), 48-card version of the Wisconsin<br />
Card Sorting Test (WCST), Stroop test (ST), Copy of Rey-Osterrieth picture<br />
(CROP) and Delayed Recall of Rey-Osterrieth picture (ROP D.R.), Mental<br />
Deterioration Battery (MDB) Raven’s Progressive Matrices’ 47 (PM47),<br />
MDB Phonological Verbal Fluency (PVF), Category Fluency (CF). To assess<br />
neuropsychiatric diagnoses and symptoms we will administered the SCID-P-<br />
DSM-IV. All patients will be re-assessed every 6 months and for 18 months<br />
after the initial evaluation: during the follow-up visits the subjects will<br />
undergo the full cognitive and behavioural battery of the first visit. According<br />
to MCI classification, all patients will be divided in four groups: 1) singledomain<br />
amnestic MCI (sda-MCI), 2) multi-domain amnestic MCI (mda-MCI),<br />
3) single-domain nonamnestic MCI (sdn-MCI) and 4) multi-domain nonamnestic<br />
MCI (mdn-MCI).<br />
Factorial Analyses of Variance (ANOVA) will be used to determine neuropsychological<br />
and behavioural severity difference at the baseline among the<br />
four subtypes of MCI and between converter and nonconverter to dementia.<br />
In order to analyze the different conversion rate among the four MCI subtypes<br />
the follow-up data will be analyzed using repeated measures analyses of<br />
variance (ANOVAs) with MCI subtype diagnoses as a between-subjects factor<br />
and time as a within-subjects factor.<br />
2009 723
Sezione III: Attività per progetti<br />
U.O.4 – Laboratorio di Neurologia Clinica Comportamentale<br />
Luca Cravello<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
Mild cognitive impairment (MCI) is a transition stage between the cognitive<br />
changes of normal aging and the more serious problems caused by<br />
Alzheimer’s disease. While mild cognitive impairment can affect many areas<br />
of cognition, such as language, attention, reasoning, judgment, reading and<br />
writing, most research has focused on its effects on memory. The disorder can<br />
be divided into two broad subtypes. Amnestic MCI significantly affects memory,<br />
while nonamnestic MCI does not. Other functions, such as language and<br />
attention span, may be impaired in either subtype. Amnestic MCI has been<br />
linked to Alzheimer’s disease (AD), while nonamnestic MCI may progress to<br />
other types of syndromes – such as frontotemporal dementia, primary progressive<br />
aphasia or dementia with Lewy bodies. But some people with MCI do<br />
not develop any type of dementia. Some remain stable, while others even<br />
revert to normal. This Unit aims to investigate cognitive and behavioral<br />
dimensions that might represent possible markers of conversion from MCI to<br />
AD. A secondary purpose will be to evaluate the impact of conversion on the<br />
quality of life and functional outcome of patients.<br />
Methods<br />
The present unit will include 33 MCI subjects consecutively recruited in<br />
neurological clinics. All patients will sign an informed consent. Specific inclusion<br />
criteria will be:<br />
1) diagnostic evidence of MCI;<br />
2) Mini Mental State Examination (MMSE) score >24 and Clinical<br />
Dementia Rating Scale (CDR) score = 0.5;<br />
3) vision and hearing sufficient for compliance with testing procedures;<br />
4) laboratory values within the appropriate reference intervals.<br />
Specific exclusion criteria will be:<br />
1) major medical illnesses;<br />
2) comorbidity of primary psychiatric or neurological disorders and any<br />
other significant mental or neurological disorder;<br />
3) known or suspected history of alcoholism or drug dependence and<br />
abuse during lifetime;<br />
4) MRI evidence of focal parenchymal abnormalities and/or MRI evidence<br />
of neoplasm;<br />
5) Hachinski ischemic score ≥ 4.<br />
At the starting visit all subjects will undergo clinical and neuropsychiatric<br />
evaluation. In particular, to assess single cognitive domains, we will adminis-<br />
724 2009
RF07.39.3 – Cognitive and behavioural indicators of conversion from mild cognitive impairment…<br />
ter the Mental Deterioration Battery (MDB), a standardized and validated<br />
neuropsychological battery, comprising seven neuropsychological tests from<br />
which eight performance scores can be derived (short and long term verbal<br />
memory, short term visual memory, logical reasoning, language, simple and<br />
complex constructional praxis and frontal performance). To assess neuropsychiatric<br />
diagnoses and symptoms and functional outcome we will administered<br />
the SCID-P-DSM-IV, the Neuropsychiatric Inventory (NPI), the Beck<br />
Depression Inventory (BDI), the Hamilton Depression Rating Scale (HDRS),<br />
the Hamilton Anxiety Scale (HAMA), the Toronto Alexithymia Scale (TAS-20),<br />
the Fatigue Rating Scale (FRS), the Apathy Rating Scale (ARS), the Medical<br />
Outcomes Survey Short Form-36 (SF-36) for the quality of life, the basic activities<br />
of daily living scale (BADL) and the instrumental activities of daily living<br />
scale (IADL).<br />
All patients will be re-assessed every 6 months and for 18 months after<br />
the initial evaluation: during the follow-up visits the subjects will undergo the<br />
full cognitive and behavioural battery of the first visit. A multiple logistic<br />
regression analysis will be used to determine which neuropsychological and<br />
behavioural tests might determine independently the conversion from MCI to<br />
AD. The differences on the quality of life and the functional outcome between<br />
non-converted MCI and AD will be detect by the student t test.<br />
2009 725
RF07.41 – ACCESS EQUITY AND QUALITATIVE<br />
STANDARD OF REHABILITATION<br />
IN RARE DISEASES: PILOT STUDY<br />
IN CHARCOT MARIE TOOTH DISEASE.<br />
EVALUATION OF THE CURRENT<br />
REHABILITATION PRACTICE,<br />
DEVELOPMENT OF A NATIONAL NETWORK<br />
FOR THE STANDARDISATION<br />
OF REHABILITATION AND ASSESSMENT<br />
OF THE NETWORK EFFICACY<br />
(CMT-REHAB.NET)<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
LUCA PADUA<br />
<strong>Fondazione</strong> Don Carlo Gnocchi<br />
U.O.6 – Donatella Mattia<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O. 1 – Centro S. Maria della Pace, <strong>Fondazione</strong> Don Carlo Gnocchi, Roma –<br />
Luca Padua<br />
U.O. 2 – <strong>Fondazione</strong> IRCCS, Istituto Neurologico Carlo Besta, Milano –<br />
Davide Pareyson<br />
U.O. 3 – Università degli Studi di Genova, Dipartimento di Neuroscienze,<br />
Oftalmologia e Genetica – Angelo Schenone<br />
U.O. 4 – IRCCS <strong>Santa</strong> Maria Nascente, <strong>Fondazione</strong> Don Carlo Gnocchi,<br />
Polo Tecnologico, Milano – Marco Rabuffetti<br />
U.O. 5 – <strong>Fondazione</strong> Istituto Neurologico Casimiro Mondino IRCCS,<br />
Unità di Riabilitazione Neurologica, Pavia – Giorgio Sandrini<br />
U.O. 6 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS, Laboratorio di Imaging<br />
neuroelettrico e Brain Computer Interface, Roma – Donatella Mattia<br />
U.O. 7 – Università degli Studi di Roma La Sapienza, Dipartimento Scienze<br />
dell’Apparato Locomotore – Valter Santilli<br />
U.O. 8 – IRCCS S. Maria agli Ulivi, <strong>Fondazione</strong> Don Carlo Gnocchi,<br />
Unità di Neuroriabilitazione, Pozzolatico – Assunta Pizzi<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subject<br />
Charcot-Marie-Tooth disease (CMT), the most common “ rare ” inherited<br />
neurological disorder (prevalence 1:2,500), represents a genetically heterogeneous<br />
group of peripheral neuropathies sharing the same clinical phenotype<br />
(distal limb muscle wasting and weakness, skeletal deformities, distal sensory<br />
loss, reduced deep tendon reflex) [1] . Although an Italian randomized clinical<br />
trial of ascorbic acid in the most common CMT variety (CMT1A) is ongoing [2] ,<br />
rehabilitation and surgery are the only available approaches. There is evidence<br />
that physical therapy and moderate exercise are effective for CMT [3] .<br />
There is no consensus on rehabilitation treatments, when, how and how long<br />
they should be entertained, and how to measure their efficacy. A main objective<br />
of a business is to optimize the production through standardization of the<br />
production processes.<br />
This may apply to health care system, goals being appropriateness, accessibility,<br />
high quality. Means to achieve them are: (a) to improve business<br />
processes concerning allocation of health care services, (b) monitoring of<br />
quality services through standardized tools and methodologies, (c) modification<br />
of management according to needs and monitoring results. Network,<br />
information and formation aimed at standardized treatment protocols are<br />
fundamental tools to improve health care efficiency.<br />
In many rare diseases, rehabilitation is essential to the health care continuum,<br />
reinforcing positive health behaviors, and often it is the only available<br />
approach, but the best rehabilitation approach is not well known because of<br />
728 2009
the intrinsic condition of disease rarity. Don Gnocchi Foundation has 29 rehabilitation<br />
centers equally distributed in many Italian regions, hence it may<br />
provide a unique opportunity to standardize rehabilitation in rare diseases.<br />
1. Pareyson et al. (2006) Neuromolecular Med 8:3-22.<br />
2. Pareyson et al. (2006) Pharmacol Res 54:436-441.<br />
3. Lindeman et al. (1995) Arch Phys Med Rehabil 76:612-620.<br />
What the project adds to the information already available<br />
The project will provide:<br />
1) information on the current rehabilitation access for patients affected<br />
by a rare disease, like CMT, in the different Italian regions;<br />
2) standardization of rehabilitation and efficacy evaluation according to<br />
the best available approach based on scientific knowledge.<br />
The main tool will be the creation of a rehabilitation network able to provide<br />
a forum for collaboration, communication and consensus-building that<br />
enables the providers of rehabilitation services to achieve an integrated rehabilitation<br />
system and coordinate service, promote equitable access, address<br />
gaps, increase research and education, and measure overall performance.<br />
One of the key tools of the network will be a website.<br />
OBJECTIVES<br />
RF07.41 – Access equity and qualitative standard of rehabilitation in rare diseases…<br />
The main objectives are:<br />
1. To evaluate the current access of CMT patients to rehabilitation therapy.<br />
2. To reach a consensus on the best rehabilitation approach for CMT<br />
(definition of a core of standards).<br />
3. To establish a network of centers (with team of physiatrists, physiotherapists<br />
and neurologists with a selective expertise in CMT) that take care<br />
and perform rehabilitative standardized treatment for CMT patients and<br />
ensure that the standard is met, and continuously improved. To assess the<br />
efficacy of the network in improving access of CMT patients to rehabilitation<br />
therapies.<br />
The secondary objectives are:<br />
1. To develop and reach a consensus on the best outcome measures to<br />
assess efficacy interventions (particularly as responsiveness is concerned).<br />
2. To develop and apply, in a subgroup of CMT patients, a quantitative<br />
and objective protocol for the evaluation of treatment efficacy by means of<br />
Gait Analysis techniques.<br />
3. To test the efficacy of one treatment and evaluation protocol, structured<br />
as a pilot study.<br />
4. To test the clinical variables that may influence rehabilitation or that<br />
may be influenced by rehabilitation (as motor patterns and pain).<br />
2009 729
Sezione III: Attività per progetti<br />
METHODS<br />
Main Aim 1 (Current access of CMT patients to rehabilitation therapy)<br />
We will identify CMT patients using different sources: clinical and genetic<br />
records of in and out-patients of third level hospitals, the Patients’ Association<br />
ACMT-Rete, and the Database for Rare Diseases. Moreover all 29 Don Gnocchi<br />
Foundation centers will be involved for the recruitment. An age and sex<br />
stratified random sample of 400 patients will be selected. All identified<br />
patients with confirmed diagnosis will be contacted by letter and invited to<br />
receive a structured interview (sociodemographic status, clinical status, current<br />
an past use of rehabilitation services) and to complete 2 questionnaires to<br />
evaluate the patient’s QoL, and family support (SF36, Family APGAR).<br />
Descriptive statistics will be used to define the characteristics of the sample,<br />
and the frequency and type of rehabilitation services received. The combination<br />
of clinical and sociodemographic characteristics and physiotherapy services<br />
received, will be determined. The study will be conducted according to<br />
the EU rules on safeguard on patients’ privacy and rights. (All Units will be<br />
involved).<br />
Main Aim 2 (Consensus on best rehabilitation approach)<br />
No established standards of physiotherapy care for CMT exists. Specifically,<br />
we will define a common set of requirements of the rehabilitation<br />
services in terms of clinical efficacy, effectiveness, patient focus (interventions<br />
tailored to individual needs, and preferences), accessibility (promote<br />
equality of access), and continuity. The methods used to define the core of<br />
standards will be: (a) literature review (Medline, PubMed, Embase, Physiotherapy<br />
Evidence Database, and the Cochrane Library; prespecified search<br />
strategy; two independent reviewers); (b) consensus between experts (physiatrists,<br />
physiotherapists, neurologists, occupational therapists); (c) focus<br />
groups of CMT patients, their partners, relatives and caregivers. (All Units<br />
will be involved).<br />
Main Aim 3 (Network of centers)<br />
An existing nucleus with consolidated expertise in CMT and well-established<br />
collaborations is the basis for the CMT network, which will be<br />
extended to promote achievement and maintenance of defined standards,<br />
and continuous improvement in the quality of rehabilitation care received<br />
by CMT patients. The network will be composed by health personnel with<br />
expertise in CMT (neurologists from tertiary referral centers, orthopedics),<br />
physiotherapy (physiatrists, physiotherapists) and by CMT patients. The<br />
network will perform training of health personnel, produce guidelines and<br />
protocols for CMT patients, promote clinical audit protocols to review existing<br />
standards, disseminate the knowledge, and finally improve current clinical<br />
practice.<br />
All the 29 Don Gnocchi centers will be involved. A dedicated website will<br />
be set up in the frame of the project and a program for permanent update of<br />
the content will be defined.<br />
730 2009
RF07.41 – Access equity and qualitative standard of rehabilitation in rare diseases…<br />
An interview concerning rehabilitation approach and access will be<br />
administered to the study population (see main aim 1) in order to assess the<br />
effectiveness of the network. (All Units will be involved).<br />
Secondary Aim 1 (Consensus on the best outcome measures)<br />
Clinical outcome measures will be tested in a series of 100 CMT patients<br />
(adults and children) and re-tested after a 1-year follow-up period. Impairment,<br />
disability, QoL and composite scales will be used, chosen among those<br />
proposed at a ENMC Meeting [Reilly et al. (2006) Neuromuscular Disorders].<br />
The basal and final values and the correlation between the different outcome<br />
measures will be analyzed Sensitivity to change will be assessed. Thirty of<br />
these patients, including children, affected by CMT1A, CMTX, or CMT2 will<br />
be also submitted to gait analysis studies. Correlation of the clinical outcome<br />
measures with gait analysis results and with the different types of intervention<br />
will be assessed. A consensus between experts will be reached on the basis of<br />
the results and evidence from the literature. (All Units will be involved).<br />
Secondary Aim 2 (Gait Analysis)<br />
To develop and apply, in a subgroup of CMT patients, a quantitative and<br />
objective protocol for the evaluation of treatment efficacy by means of techniques.<br />
As regards the quantitative and objective evaluation protocol, a multifactorial<br />
approach will be adopted using instruments for simultaneous and unobstrusive<br />
kinematic, kinetic and EMG data capture. Protocol for the evaluation<br />
of several postural and locomotor tasks, including static and dynamic posture,<br />
gait, gait initiation, climbing and descending a step) will be considered.<br />
Dedicated software for the elaboration of acquired data and automatic<br />
extraction of specific parameters for each test will be developed, tested and<br />
applied on a subgroup of CMT patients recruited in the project. (O.U. 2, 4, 5,<br />
7, 8 will be involved).<br />
Secondary Aim 3 (Pilot study on a new rehabilitation approach)<br />
A pilot study will be performed to test the efficacy of a specific rehabilitation<br />
program in CMT patients, irrespective of genetical diagnosis.<br />
Briefly, 32 patients (16 males and 16 females) will undergo two rehabilitative<br />
protocols, based on: a) joint deformities exercises, improvement of<br />
muscle strength and balance, improvement of hand function, stretching of<br />
contractured muscles, postural kinesitherapy, aimed at stabilizing pelvis<br />
and reducing the knee and ankle compensation, proprioceptive kinesitherapy<br />
and functional reeducation in order to improve balance and coordination<br />
and reduce postural alterations secondary to the distal abnormalities<br />
and deambulation training (protocol 1); and b) treadmill exercise combined<br />
with week respiratory physiotherapy (PEP bottle and ELTGOL) (protocol 2).<br />
Oxygen consumption and other additional clinical measurements will be<br />
used as primary and secondary outcomes, respectively. (O.U.1, 3, 4 will be<br />
involved).<br />
2009 731
Sezione III: Attività per progetti<br />
Secondary Aim 4<br />
Studies performed in the Operative Units will be focused:<br />
1) to evaluate the brain plasticity secondary to the peripheral nerve<br />
involvement and its relationship with rehabilitation of motor patterns;<br />
2) to characterize the pain, that may be a variable reducing rehabilitation<br />
efficacy and that should be a target of rehabilitation<br />
(O.U.1, 6 will be involved).<br />
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS<br />
This project perfectly fits the first topic on the present research call. In<br />
fact, one of the major problem that patients affected by CMT face, is the<br />
lack of knowledge regarding the aetiology and management of this hereditary<br />
disorder. This normally happens in rare diseases, but in the case of<br />
CMT, it is even more important, given the potentially high number of<br />
patients affected within a single family, the young age of onset, the chronic<br />
course. We expect that our project will improve the accessibility of CMT<br />
patients and families to specialized centers for the diagnosis and rehabilitation<br />
of this disease. We also expect a high compliance of CMT patients in<br />
participating to the different stages of this project, as in the past they always<br />
resulted very motivated when involved in rehabilitation programs. Another<br />
important impact of our project will be the creation of a network of specialized<br />
centers involved and well trained in the rehabilitation of CMT patients.<br />
Through this project, the centers will communicate each other, share the<br />
different methodologies and the results of the specific studies. More importantly,<br />
reliable measures of clinical outcome, specific to CMT patients and<br />
rehabilitation, will be established through the collaboration between the different<br />
work units. Without standardized and validated measures of outcome,<br />
it is impossible to evaluate the efficacy of any treatment, and this is<br />
particularly true for physical medicine. Therefore, we also expect to transfer,<br />
through this project, a scientific methodology which could be in the<br />
future applied to the creation of rehabilitation networks for other rare disease,<br />
even not of the neuromuscular system. Finally, through the organization<br />
of periodic seminars to general physicians and pediatricians, territorial<br />
physiatrist and neurologists, we plan to improve and disseminate the knowledge<br />
about CMT and its etiology and management.<br />
OUTPUTS OF THE PROJECT<br />
After the first phase of the study the current condition of the access to<br />
rehabilitation of patients affected by this rare disease will be available. At the<br />
same time, after systematic evaluation of literature on the rehabilitation in<br />
CMT and the determination of clear definitions and standards of practice for<br />
rehabilitation, programs will be obtained in order to ensure clarity for<br />
patients, families and referring professionals and consistent quality of patient<br />
care. At the middle of the study the rehabilitation network will be arranged<br />
732 2009
RF07.41 – Access equity and qualitative standard of rehabilitation in rare diseases…<br />
and hence a standardized rehabilitation will be available in the involved rehabilitation<br />
centres.<br />
Finally the efficacy of the network will be tested. A consensus on outcome<br />
measures to be used for rehabilitation therapy will be produced.<br />
MILESTONES ALONGSIDE THE PROJECT<br />
1. Observational study on the current rehabilitation practice and rehabilitation’s<br />
access for CMT patients in the national territory (o in four regions,<br />
Lombardia, Liguria and Toscana, Lazio).<br />
2. Consensus on standardized rehabilitation approach aimed at helping<br />
CMT patients.<br />
3. Development of a rehabilitation network (including website interface).<br />
4. Evaluation of the efficacy of the rehabilitation network.<br />
5. Consensus on outcome measures to evaluate intervention efficacy in<br />
CMT.<br />
6. Efficacy and feasibility of rehabilitation tested in a pilot study.<br />
7. Evaluation of brain plasticity through an observational study for the<br />
definition of cortical motor and sensory function in CMT patients.<br />
8. New experimental protocol of gait analysis, identification of deambulation<br />
pattern to develop rehabilitation protocol.<br />
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 6 che fa capo<br />
alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
2009 733
Sezione III: Attività per progetti<br />
U.O.6 – Laboratorio di Imaging neuroelettrico<br />
e Brain Computer Interface<br />
Donatella Mattia<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
It is well know that the electroencephalography (EEG) is an useful technique<br />
for the study of brain dynamics, due to its high temporal resolution.<br />
However, the spatial resolution of the EEG is rather low, due to the different<br />
electrical conductivities of brain, skull and scalp that markedly blur the EEG<br />
potential distributions, making the localization of the underlying cortical generators<br />
problematic. In the last ten years, this O.U.6 has been developing and<br />
implementing a body of techniques, known as high resolution EEG, to estimate<br />
precisely the cortical activity from non-invasive EEG measurements.<br />
These techniques include the use of a large number of scalp electrodes, realistic<br />
models of the head derived from magnetic resonance images (MRIs), and<br />
advanced processing methodologies related to the solution of the so called<br />
“ inverse problem ”, i.e. the estimation of the brain activity from the EEG<br />
measurements. However, static images of brain regions activated during particular<br />
tasks do not convey the information of how these regions communicate<br />
to each other. The concept of brain connectivity is viewed as central for<br />
the understanding of the organized behavior of cortical regions beyond the<br />
simple mapping of their activity.<br />
This organization is thought to be based on the interaction between different<br />
and differently specialized cortical sites. In this regard, the present<br />
O.U.6 has been gaining expertise in the cortical connectivity estimation aiming<br />
at describing these interactions as connectivity patterns which hold the<br />
direction and strength of the information flow between cortical areas, during<br />
particular sensorimotor and cognitive tasks. The above mentioned knowledge<br />
will be brought into the consortium by the O.U.6 with the specific aim of elucidating<br />
the dynamics of the cortical reorganization phenomena which occur<br />
following chronic peripheral sensorimotor disorders which characterized the<br />
CMT. The opportunity to identify some “ central ” neurophysiological features<br />
of the CMT disease of a would be of potential use in isolating some predictive<br />
indexes of the disease clinical status and evolution (even at the dormant level).<br />
Methods<br />
The methodology proposed by this Unit will be described according to the<br />
general plan of the project.<br />
Rehabilitation Network<br />
An initial planning phase is envisage in which, the criteria of patient<br />
recruitment throughout the units of the consortium are surveyed. This will<br />
allow this O.U. to homogenize the population of patients who will be enrolled<br />
for the EEG study, so that the results obtained by this O.U. could be succes-<br />
734 2009
RF07.41 – Access equity and qualitative standard of rehabilitation in rare diseases…<br />
sively integrated with the functional measures of the outcome and other neurophysiological<br />
data (i.e. gait analysis) in order to implement a multidisciplinary<br />
framework describing the CMT disease evolution and/or rehabilitation<br />
intervention. This O.U. will also take into account some aspects of EEG experimentation<br />
(e.g. physical signals, configuration of sensors, etc) in order to<br />
standardize the quality of EEG data acquisition (number of EEG channels,<br />
expected artifacts) for future application. This phase is expected to last about<br />
2 months. At the end, the experimental materials and methods are defined to<br />
be applied in the clinical study.<br />
Brain Plasticity<br />
The procedures applied in this proposal by this O.U. are briefly explained<br />
as follows:<br />
– EEG data will be acquired by a 96-128 channel EEG system available<br />
in this O.U. Three-shell realistic head models will be generated for each subject,<br />
with the help of the Curry 4.6 software (Compumedics Neuroscan Ltd.,<br />
El Paso, Texas). A first analysis involves the estimation of the time-varying<br />
electrophysiological activity for selected cortical regions. The cortical sources<br />
are modeled by using a distributed source model with a realistic cortical<br />
shape. The strength of these sources are then estimated by means of a linear<br />
inverse procedure using a weighted-minimum norm approach. By iterating<br />
the solution of the linear inverse problem at each time point, we obtain the<br />
cortical current density (CCD) waveforms relative to each current source<br />
used. The locations of the cortical EEG sources (region of interests, ROIs) are<br />
related to the anatomical landmarks that are distinguished on the individual<br />
MRIs which will be obtained from each patient. The functional connectivity<br />
patterns related to the task conditions are estimated by computing the<br />
directed transfer function (DTF). This estimator is based on a multivariate<br />
autoregressive model of the set of biological signals under examination and it<br />
provides a spectral estimation of the strength and direction of any causal link<br />
between signals within the given set.<br />
According to this specific aim of the current proposal, this O.U. will estimate<br />
first the topography and time course of the sensorimotor cortical activity<br />
generated by the preparation and execution of hand simple movement (selfpaced).<br />
Second, transient functional interactions between primary and “ nonprimary<br />
” motor cortical areas (interregional functional connectivity) will be<br />
estimated by means of the different functional connectivity estimators within<br />
the EEG alpha (8-13 Hz) and beta (13-30 Hz) ranges of frequency, which are<br />
known to be the most relevant to motor processing. In addition, the procedure<br />
described above will be applied to investigate the cortical component of the<br />
preserved somatosensory evoked response to electrical stimulation of the<br />
median nerve. This phase is expected take place during the second year of the<br />
project, after the EEG signal acquisition from the selected population of<br />
patients. A control condition will be represented by a sample of healthy subjects<br />
and by a sequence of EEG recording according to the patient follow up.<br />
2009 735
RF07.66 – THE ITALIAN ALS GENETIC<br />
COLLABORATIVE PROJECT:<br />
FOLLOW-UP GENETIC ASSOCIATION<br />
STUDY OF SPORADIC ITALIAN<br />
AND AMERICAN ALS USING THE ILLUMINA<br />
iSELECT CUSTOM SNP CHIP<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
ADRIANO CHIÒ<br />
ASO San Giovanni Battista<br />
U.O.5 – Alberto Ferri<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O. 1 – SCDU Neurologia I, ASO San Giovanni Battista, Torino –<br />
Adriano Chiò<br />
U.O. 2 – SC Neuroriabilitazione 2, <strong>Fondazione</strong> Salvatore Maugeri IRCCS,<br />
Pavia – Gabriele Mora<br />
U.O. 3 – Unità di diagnosi genetica, test e consulenza molecolare,<br />
ASO OIRM-Sant’Anna, Torino – Gabriella Restagno<br />
U.O. 4 – Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri, Milano –<br />
Caterina Bendotti<br />
U.O. 5 – Laboratorio di Neurochimica, <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma –<br />
Alberto Ferri<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subject<br />
While it is clear that 5-10% of ALS is familial in nature, the role of genetic<br />
factors in the more common sporadic form of the disease has not been well<br />
defined. The completion of the Haplotype Map project, together with the<br />
development of efficient, affordable, high-density SNP genotyping technologies,<br />
have provided for the first time the opportunity to rapidly screen large<br />
numbers of samples for genetic variation associated with increased risk of disease.<br />
We recently completed a whole genome association study in a cohort of<br />
276 American sporadic ALS patients and 811 neurologically normal American<br />
control samples.<br />
We subsequently repeated our experiment in a separate cohort of 277 Italian<br />
sporadic ALS patients and 1,494 Italian controls using Illumina Human-<br />
Hap 550 SNP chips which assays 555,352 tagging SNPs selected from phase I<br />
and II of the HapMap Project. The data generated from these cohorts represents<br />
a significant advance in our understanding of the genetics of sporadic<br />
ALS. However, the relatively small number of cases means that this cohort<br />
only has sufficient power to detect moderate to large effect loci. As we anticipated<br />
from the inception of this project, it is likely that there are multiple susceptibility<br />
loci for ALS, each with a small effect, but cumulatively sufficient to<br />
determine an individual’s disease risk. The ideal method to find these loci is to<br />
test the top most significantly associated SNPs identified in the initial whole<br />
genome association studies of the American and Italian cases in a large fresh<br />
cohorts drawn from the same populations. To maximize our chances of successfully<br />
identifying causative loci for sporadic ALS, we should also genotype<br />
as many of the top most associated SNPs as possible. We will do this using the<br />
customizable Illumina chip (called iSelect) which genotypes 7,600SNPs chosen<br />
by the investigator based on the strength of their association with ALS in<br />
the initial Italian and US cohorts. Repeating the genotyping experiments in<br />
this manner will identify SNPs that are genuinely associated with an<br />
increased risk of ALS.<br />
738 2009
RF07.66 – The italian ALS genetic collaborative project: follow-up genetic association study…<br />
– Schymick JC et al. (2007) Lancet Neurol 6:322-328.<br />
– Gwinn K et al. (2007) PLoS ONE. 2:e1254.<br />
– Dunckley T et al. (2007) N Engl J Med 357:775-788.<br />
What the project adds to the information already available<br />
This study will identify genes that underlie this commoner sporadic form<br />
of ALS. Such information will be highly relevant to the ALS research community<br />
as it will identify novel metabolic pathways involved in neurodegeneration.<br />
Ultimately, this will identify an array of novel drugable targets and facilitate<br />
the development of new therapeutic agents effective in slowing disease<br />
progression.<br />
The information provided by this study will also be useful in clinical practice,<br />
and, in particular, will allow more rapid diagnosis of ALS patients in the<br />
early stages of their disease and will provide useful data for genetic counseling<br />
of relatives of ALS patients concerned about their risk of developing disease.<br />
Based on the concept that interactive network of modified gene products may<br />
be responsible for the dysfunctional state of motor neurons, we will verify in<br />
the cell and animal models of the motor neuron degeneration whether and<br />
how the susceptible genes may interact with mutant SOD1.<br />
OBJECTIVE(S)<br />
1. To determine which of the 7,600 most significant SNPs identified in<br />
the whole-genome association studies of American and Italian sporadic ALS<br />
patients are truly associated with an increased risk of sporadic ALS by genotyping<br />
these SNPs in a large new cohort of 2,304 American and European<br />
sporadic ALS cases and 2,304 controls using the customizable Illumina iSelect<br />
SNP genotyping chip.<br />
2. To perform the sequencing of the genes identified in the first WGA<br />
study (the 4 most significant genes in the American and Italian ALS populations)<br />
and in the iSelect study (all the genes which will result truly associated<br />
with ALS).<br />
3. To assess in the whole population of Italian ALS patients included in<br />
the iSelect study whether the genes are related to relevant clinical factors (age<br />
at onset, site of onset, rate of progression of ALS, survival, other phenotypic<br />
characteristics).<br />
4. To verify in the cell and animal models of the motor neuron degeneration<br />
whether and how the susceptibility genes may interact with mutant<br />
SOD1 (phenotypic characteristics as onset, progression, death, as well as morphological<br />
characteristics).<br />
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS<br />
The current project represents a continuation of the significant work that<br />
has already completed by genotyping a large cohort of American and Italians<br />
2009 739
Sezione III: Attività per progetti<br />
and is designed to determine which of these SNPs are genuinely associated<br />
with ALS. It is envisaged that this study will identify genetic regions and the<br />
actual sequence variations that increase an individual’s risk of developing sporadic<br />
ALS. Thus, the information from this study will guide future ALS<br />
research by identifying novel pathways important in the pathogenesis of<br />
motor neuron degeneration.<br />
Cellular models. The study of cellular models will allow a further screening<br />
and a validation of those genetic factors that may be involved in the<br />
pathogenesis of ALS and allow the individuation of novel pathways modified<br />
in the course of the disease.<br />
Results from this study will hopefully provide suggestions of other candidate<br />
factors, to be translated back to studies in patients.<br />
Animal models. Since the expression of mutant SOD1 is similar in the<br />
in the spinal cord of the two mouse lines we hypothesise that the difference<br />
in the phenotype is due to certain genes that can influence the toxic effect<br />
of SOD1 and can be regarded as genetic risk factors for motor neuron<br />
degeneration. This focused gene expression profiling will provide a framework<br />
for probing specific components of the interactive pathways associated<br />
with the disease. This will add new prospective for effective therapeutic<br />
applications.<br />
OUTPUT(S) OF THE PROJECT<br />
1) Availability of raw genotype data. DNA collection will be complete<br />
within the month 4 of the project. In the following two months, patients and<br />
controls DNA will be processed using the iSelect SNP Chips. The whole<br />
process will take no more than 2 weeks. Within one months, all statistical<br />
analyses will be performed. Raw genotype data generated in this project will<br />
be made publicly available to other researchers, allowing results to be combined<br />
with other data sets by month 6 after the start of the project.<br />
2) Identification of causative mutations. The genes within each candidate<br />
region will be identified and the coding and splice sites of each gene will be<br />
sequenced. We foresee to be able to perform this part of the project within the<br />
second 6 months of the project.<br />
3) Identification of polymorphisms in non coding regions. Immediately<br />
after the previous part of the project, also non coding regions will be assessed.<br />
4) Studies on cellular model of ALS. In parallel with the actions 2 and 3,<br />
motor neuronal cell lines will be manipulated for the silencing of candidate<br />
genes through RNA interference or for the overexpression of candidate genes<br />
through transfection with expression plasmids and used in comparison to the<br />
same cell lines expressing mutant SOD1, to test several parameters of oxidative<br />
stress, mitochondria functionality and protein aggregation that are associated<br />
with ALS. As soon as relevant observation for each gene will be<br />
obtained, these will be made publicly available.<br />
5) Studies on animal models of ALS. In parallel with the actions 2 and 3,<br />
vulnerability of SOD1 mice motor neurons to susceptibility genes identified<br />
740 2009
RF07.66 – The italian ALS genetic collaborative project: follow-up genetic association study…<br />
will be assessed. As soon as relevant observation for each gene will be<br />
obtained, these will be made publicly available.<br />
6) Identification of differential effects of identified susceptibility genes.<br />
Using the phenotypic data of the patients population, differential effects of<br />
susceptibility genes (either protective or detrimental) will be assessed, and<br />
made available in the second 12 months of the study.<br />
MILESTONES ALONGSIDE THE PROJECT<br />
1) Availability of raw genotype data on ALS sporadic patients.<br />
2) Identification of causative mutations/relevant polymorphisms.<br />
3) Identification of polymorphisms in non coding regions related to ALS.<br />
4) Biological effects of causative mutations on cellular models of<br />
motorneurons.<br />
5) Biological effects of causative mutations on SOD1 mice models of ALS.<br />
6) Identification of differential effects of the identified susceptibility genes.<br />
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 5 che fa capo<br />
alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
2009 741
Sezione III: Attività per progetti<br />
U.O. 5 – Laboratorio di Neurochimica<br />
Alberto Ferri<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
Vulnerability of motor neurons in ALS likely arises from a combination of<br />
several mechanisms, including protein misfolding and aggregation, mitochondrial<br />
dysfunction, oxidative damage, defective axonal transport, excitotoxicity,<br />
insufficient growth factor signalling, and inflammation. In particular, oxidative<br />
stress and protein aggregates are found in motor neurons in models for<br />
fALS linked to mutation in the gene coding for SOD1, and in ALS patients as<br />
well, and they may be linked in that aggregation of mutant SOD1 in the cytoplasm<br />
and/or into mitochondria has been repeatedly proposed as a main culprit<br />
for the degeneration of mitochondria in motor neurons [Ferri et al. (2006)<br />
PNAS; Cozzolino et al. (2007) J Biol Chem].<br />
Increasing evidence indicates that cellular functions impaired in familial<br />
ALS as a consequence of the expression of mutant SOD1 converge on pathways<br />
that could be activated in sporadic ALS by other toxic factors [Boilée et<br />
al. (2005) Neuron]. For instance, recent work suggests that under certain circumstances<br />
(e.g. oxidative stress) wild type SOD1 may behave and aggregate<br />
similarly to mutant SOD1 [Banci et al. (2007) PNAS; Gruzman et al. (2007)<br />
PNAS]. Therefore, what is demonstrated true for SOD1-linked familial ALS<br />
may prove true also in non-SOD1 linked fALS and in the sporadic form of the<br />
disease.<br />
The contribution of this unit will be to set up and use models in vitro to<br />
test whether candidate gene products identified in sporadic ALS patients<br />
induce a degenerating phenotype in neuronal cell, similarly to the one<br />
induced by mutant SOD1.<br />
To this aim, we will use cell lines derived from mouse motoneuronal<br />
line NSC-34 (motor neuron x neuroblastoma hybrid) and cell lines derived<br />
from human neuroblastoma SH-SY5Y. Those cell lines will be manipulated<br />
for the silencing of candidate genes through RNA interference or for the<br />
overexpression of candidate genes through transfection with expression<br />
plasmids, and used in comparison to the same cell lines expressing mutant<br />
SOD1, to test several parameters of oxidative stress, mitochondria functionality<br />
and protein aggregation that are associated with ALS. Tests will be<br />
performed also under conditions mimicking environmental factors (e.g.<br />
oxidative stress, herbicides) that may contribute to the onset of sporadic<br />
ALS.<br />
Thus, this study will allow a further screening and a validation of those<br />
genetic factors that may be involved in the pathogenesis of ALS and allow the<br />
individuation of novel pathways modified in the course of the disease. Results<br />
from this study will hopefully provide suggestions of other candidate factors,<br />
to be translated back to studies in patients.<br />
742 2009
RF07.66 – The italian ALS genetic collaborative project: follow-up genetic association study…<br />
Methods<br />
We have already built up a collection of cell lines where expression of<br />
wild type and mutant SOD1 is either low-level and constitutive (human neuroblastoma<br />
SH-SY5Y) or inducible (mouse motoneuronal line NSC-34). The<br />
use of an inducible expression system allows ruling out possible “ preconditioning<br />
” effects due to the constitutive expression of the mutant SOD1, while<br />
a low-level chronic expression in a human background has the advantage of<br />
better mimicking the situation in patients.<br />
Therefore, the two models are complementary and will be used in parallel<br />
in this study.<br />
Studies on mitochondria localization of SOD1 and on mitochondria functionality<br />
(ATP production, membrane polarization, cytochome c release) will<br />
be performed as described in detail for the same cell lines in our previous<br />
papers [Carrì et al. (1997) Febs lett; Ferri et al. (2004) Faseb j; Cozzolino et al.<br />
(2006) Neurobiol Disease; Ferri et al. (2006) PNAS]. Briefly, determination of<br />
the state of mitochondria polarization in transfected cells will be carried out<br />
using fluorescent dye JC-1 by cytofluorimetry; intracellular ATP production<br />
will be assessed using ATP Bioluminescence Assay Kit (Sigma, St.Louis, MO,<br />
USA); functionality of respiratory complexes will be performed by standard<br />
spectrophotometric measurements.<br />
Markers of oxidative stress (e.g. total reactive oxygen species, total protein<br />
carbonyl content, reduce/oxidized glutathion) will also be determined by standard<br />
techniques as previously reported [Gabbianelli et al. (1999); Beretta et al.<br />
(2003); Ferri et al. (2004) Faseb j; Ferri et al. (2005) J Neurochem; Ferri et al.<br />
(2006) PNAS]. Briefly, whole-cell and mitochondria reactive oxygen species<br />
levels will be measured using the dyes 2’,7’-dichlorofluorescein diacetate<br />
(DCF-DA) and dihydrorhodamine-123 (DRH). The level of fluorescence will<br />
be quantified by FACScan. Cytosolic and mitochondrial carbonylated proteins<br />
will be detected using an OxyBlot Kit (Intergen, Portland, OR) that employs<br />
the reaction with 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNP).<br />
Proteins will be electrophoresed in SDS-PAGE, electrotransfered to a<br />
polyvinylidene fluoride membrane, and immunodetected with anti-2,4-<br />
dinitrophenyl antibodies. Total and mitochondrial glutathione content<br />
(GSH/GSSG ratio) will be assayed by conversion of free amino groups to 2,4-<br />
dinitrophenyl derivatives by the reaction with 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene and<br />
separation by HPLC.<br />
Analysis of cytosolic and mitochondrial SOD1 aggregates will be carried<br />
out by standard fluorescence microscopy on cells grown on polilysine coated<br />
glass slides and fixed and by Western blot analysis of sedimentable particles<br />
from whole cells or purified mitichondria as already reported by us [Beretta<br />
et al. 2003; Cozzolino et al. (2007) J Biol Chem].<br />
Viability of cell lines will be assessed, using various methods such as:<br />
Hoechst staining for nuclear condensation and fragmentation (counting in<br />
fluorescence microscopy), staining with propidium iodide (cytofluorimetry),<br />
caspases activation (Western blots with commercially available antibodies<br />
and determination of activity with fluorescent substrates, also commercially<br />
2009 743
Sezione III: Attività per progetti<br />
available), cytocrome c release (fractionation and Western blot, immunocytochemistry).<br />
All of these methods have already been successfully used in this<br />
lab [Cozzolino et al. 2004].<br />
Overexpression and silencing of candidate factors will be performed<br />
through standard Molecular Biology techniques as already reported by our<br />
group [Danzeisen et al. (2006) J Biol Inorg Chem].<br />
For all the biochemical studies, statistic analysis will be performed by<br />
One or Two Way ANOVA test followed by post/hoc test as appropriate.<br />
744 2009
RF07.74 – DEVELOPMENT<br />
OF NEW STRATEGIES AGAINST<br />
NEUROINFLAMMATORY PROCESSES<br />
ASSOCIATED WITH NEURODEGENERATIVE<br />
DISEASES: A FOCUS ON AMYOTROPHIC<br />
LATERAL SCLEROSIS AND HUNTINGTON’S<br />
DISEASE DESIGNING NOVEL THERAPEUTIC<br />
ROADS THROUGH NEUROTOXICITY<br />
AND NEUROPROTECTION<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
FABRIZIO EUSEBI<br />
IRCCS Istituto Neurologico Mediterraneo Neuromed<br />
U.O. 4 – Diego Centonze<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O. 1 – IRCCS Istituto Neurologico Mediterraneo Neuromed –<br />
Fabrizio Eusebi<br />
U.O. 2 – Università di Roma La Sapienza, Dipartimento Fisiologia<br />
Umana e Farmacologia – Cristina Limatola<br />
U.O. 3 – CNR, Istituto di Biologia e Patologia Molecolare –<br />
Claudio Passananti<br />
U.O. 4 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> IRCCS, Laboratorio di Neurofisiologia –<br />
Diego Centonze<br />
U.O. 5 – Università di Roma La Sapienza, Dipartimento di Medicina<br />
Extrapiramidale – Francesco Violi<br />
U.O. 6 – San Raffele Pisana IRCCS – Daniela Melchiorri<br />
U.O. 7 – IRCCS Auxologico Milano – Vincenzo Silani<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subject<br />
Inflammation is implicated in the progressive nature of neurodegenerative<br />
diseases, but the inflammatory mechanisms are poorly understood; and a<br />
growing body of evidence has shown that similar inflammatory mechanisms<br />
may participate in the pathological changes observed in Huntington’s disease<br />
(HD), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS), including cognitive impairment.<br />
Specifically, there is increasing awareness that blood-borne cells or signals<br />
may participate to neurological disorders such as neurodegenerative diseases,<br />
by virtue of a leaky blood brain barrier which on the other hand may<br />
help in therapeutic approaches following systemic drug administration. Evidence<br />
is accumulating to indicate that chronic neurodegenerative disorders<br />
such as HD and ALS are caused by a combination of events, namely accumulation<br />
of aberrant or misfolded proteins, excitotoxic insult, oxidative stress,<br />
mitochondrial injury, synaptic failure, altered metal homeostasis and failure<br />
of axonal and dendritic transport, that impair normal neuronal function leading<br />
to neuronal death. Each of these events is related to specific molecular<br />
pathways which, if they are disclosed in their common mechanisms, may lead<br />
to therapeutic treatments in clinical practice. Aim of this project of research is<br />
to further investigate inflammatory mechanisms and their molecular pathways<br />
associated to neurodegenerative diseases, HD and ALS, to provide a<br />
foundation for their treatments. In addition, we are interested in disclosing<br />
the neuroprotective role of Che-1/AATF, a multivalent factor that is involved in<br />
apoptotic signalling, modulating the balance between death and survival, and<br />
of the chemokine fractalkine, whose neuroprotective activity has been<br />
recently demonstrated in several neurodegenerative diseases. Such an investigation<br />
will be carried out with a variety of experimental approaches using cell<br />
and molecular biology, pharmacological and electrophysiological techniques.<br />
746 2009
RF07.74 – Development of new strategies against neuroinflammatory processes associated…<br />
– Bossy-Wetzel E, Schwarzenbacher R, Lipton SA (2004) Nature Medicine 10 Suppl<br />
S2-S9.<br />
– Bechmann I, Galea I, Perry VH (2007) Trends in Immunology 28: 5-11.<br />
– Phukan J, Pender NP, Hardiman O (2007) Lancet Neurology 6: 994-1003.<br />
– Cardona AE, Pioro EP, Sasse ME, Kostenko V, Cardona SM, Dijkstra IM, Huang D,<br />
Kidd G, Dombrowski S, Dutta R, Lee JC, Cook DN, Jung S, Lira SA, Littman DR,<br />
Ransohoff RM (2006) Nature Neurosci 9: 917-924.<br />
What the project adds to the information already available<br />
ALS involves degeneration of motor neurons, and its precise pathogenic<br />
mechanism is not clear, but implicated in motor neuron dysfunction and<br />
death are protein misfolding and aggregation, defective axonal transport,<br />
mitochondrial dysfunction and excitotoxicity via faulty glutamate reuptake<br />
into glial cells or abnormal RNA editing in GluR2 subunits of glutamate<br />
receptors, producing increased Ca 2+ entry into neurons and contributing to<br />
neuronal death. Besides to a similar cascade of toxic events occurring even<br />
in HD, recent evidences of glial activation added relevance to the hypothesis<br />
that inflammatory processes may contribute to neurodegeneration, by<br />
releasing proinflammatory cytokines. Presently, no biological markers of<br />
inflammation have been detected in HD, neither any relationship among<br />
microglial activation, neuronal dysfunction and clinical ratings of the disease,<br />
have so far been elucidated. This study is focused on excitotoxicity by<br />
Glu and on neuroprotection studying specific neuronal factors such as glial<br />
factors, including neurotransmitters, chemokines and ubiquitous factors,<br />
such as the neuro-protector and anti-apoptotic factor Che-1. This represents<br />
a new strategy in the study of the molecular mechanisms and the inflammatory<br />
processes responsible for neurodegeneration events in HD and ALS and<br />
may add new information useful to develop new therapeutic roads against<br />
these pathologies.<br />
OBJECTIVE(S)<br />
The main goal of our project is to find new therapeutic strategies against<br />
neurodegenerative pathologies associated with inflammation. To this purpose,<br />
we aim to describe some of the molecular mechanisms leading from the interaction<br />
between CNS cells and inflammatory mediators to the neurodegeration<br />
observed in the HD and ALS patients, and in related animal models. Each PU<br />
will contribute to the main objective by addressing a specific problem concerning<br />
neuroinflammation and neurodegeneration.<br />
P.U.1: In order to clarify the cross-talk between neurons and glia during<br />
neuroinflammation, this Unit will analyse the role exerted by mGlu receptors<br />
in the modulation of the expression and the activity of the inflammatory molecules<br />
such as cytokines, chemokines and low-weight mediators (e.g. NO,<br />
adenosine) produced by glial cells in different conditions. Microglial cultures<br />
and CNS tissue slices from animal models of neurodegenerative pathologies<br />
will be analysed to quantify the expression of inflammatory mediators and to<br />
describe the modulation of the neuronal electrophysiological properties in the<br />
2009 747
Sezione III: Attività per progetti<br />
presence of agonists and/or allosteric modulators of different kind of mGlu<br />
receptors.<br />
P.U.2: In order to understand the mechanisms underlying chemo -<br />
kine·induced neuroprotection, this Unit aims to investigate the role of gliareleased<br />
factors, such as adenosine, in the neuroprotective activities of the<br />
chemokine fractalkine. In this context, the Unit will investigate whether<br />
Adenosine Receptor I may coexist and cross-talk wilh presynaptic receptors,<br />
whose activation is known to elicit the release of glutamate.<br />
P.U.3: In order to study the neuroprotective role of the anti-apoptotic factor<br />
Che-1 in neurodegenerative diseases, this Unit intends to study Che-1<br />
expression and functions in physiological and neuro-pathological conditions,<br />
taking advantage of the available HD and ASL cell lines and mice model<br />
systems.<br />
P.U.4: In order to clarify the role of the endocannabinoid system in the<br />
pathophysiology of experimental HD, ALS and MS, this Unit will measure<br />
synaptic transmission in three models of inflammatory neurodegeneration, by<br />
means of neurophysiological recordings in corticostriatal brain slices upon<br />
administration of agonists and/or modulator of endocannabinoid receptors.<br />
P.U.5: In order to assess the contribution of oxidative stress reagents to<br />
inflammation and subsequent neurodegeneration, this Unit aims to develop a<br />
method to measure platelet gp91phox in vivo and analyse its activation in<br />
neurodegenerative diseases, as ALS. This will allow to determine the rate of<br />
gp91phox activation in ALS patients, who could have all up-regulation of the<br />
NADPH oxidase.<br />
P.U.6: In order to unveil possible common therapeutic strategies against<br />
different pathologies sharing over-expression of a-synuclein, this Unit will use<br />
cellular and animal models of a-synuclein-induced neurodegeneration to<br />
study the protective role of: (a) neurotrophic factors; (b) ligands of both<br />
ionotropic and metabotropic glulamate receptors. A protective role of glutamate<br />
receptor ligands is predicted on the basis of their role in neurodegeneration<br />
associated with Parkinson’s disease.<br />
P.U.7: In order to understand the mechanisms underlying the neuronal<br />
and glial cell dysfunction observed in the early stage of HD, this Unit will<br />
investigate the effects of huntingtin on the production of TGFb1. The aim is to<br />
identify alteration of TGFb1 pathway in biological sample of HD patients.<br />
Aim of the project is also to: a) set up a bank of biologicat samples; b) to<br />
obtain fibroblast and myoblast primary cell lines from skin and muscle biopsies;<br />
c) to made available to all Units the animal ALS-model G93A mice and<br />
the HD-models R6/2, expressing the mutated HD exon 1 gene, or YAC128<br />
mice, expressing the mutated HD full length gene; d) to improve the clinical<br />
genetic data bank for HD already setup at the Neuromed.<br />
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS<br />
This is a translational project, in which cellular and preclinical data are<br />
aimed at the identification of novel therapeutic targets for neurodegenerative<br />
disorders. These targets will be identified on the ground of mechanisms of<br />
748 2009
RF07.74 – Development of new strategies against neuroinflammatory processes associated…<br />
neuroinflammation that are invariably associated with chronic neurodegenerative<br />
disorders and eventually contribute to processes of neuronal death.<br />
There is the need for novel drugs that limit neuronal death in chronic neurodegenerative<br />
disorders, particularly in disorders like Huntington’s disease<br />
and amyotrophic lateral sclerosis that are highly invalidating and progressively<br />
lead to death. Some of the targets that will be investigated by the<br />
Research Unit, such as metabotropic glutamate receptors and cannabinoid<br />
receptors, are easily transferred to the clinic because of the increasing number<br />
of ligands for these receptors entering the clinical trials. Results of the<br />
project may therefore pave the way to a novel and promising approach for the<br />
treatment of these devastating human disorders<br />
OUTPUT(S) OF THE PROJECT<br />
The project is aimed at identifying novel targets for neuroprotective<br />
agents based on mechanisms of neuroinflammation. These targets will be<br />
characterized by a multidisciplinary approach which combines biochemical<br />
and electrophysiological techniques and will be validated in a series of mouse<br />
models of Huntington’s disease (HD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and<br />
multisystem atrophy (MSA). Protective chemokines or cytokines will be<br />
patented and used as templates for novel protective drugs targeting neuroinflammatory<br />
mechanisms. In addition, the network will validate the use of<br />
neuronal and microglial cultures from HD and ALS mice and valuable tools<br />
for the study of molecular and cellular mechanisms of neurodegeneration/<br />
neuroprotection in chronic neurodegenerative disorders. The specific role of<br />
Che1 and its associated proteins in neurodegeneration/neuroprotection will<br />
also be unravelled by the study. The identification of Che1 partners will be an<br />
additional molecular output of the project. The culture models used by Unit 6<br />
will be characterized and validated as a novel tool for the study of multisystem<br />
atrophy, a degenerative disorder that incorporates features of parkinsonism,<br />
olivo-ponto-cerebellar atrophy, and Shy Drager disease. All data will be<br />
delivered to the scientific community through articles submitted to peerreviewed<br />
journals.<br />
Si allega il programma dettagliato dell’Unità Operativa 4 che fa capo<br />
alla <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>.<br />
2009 749
Sezione III: Attività per progetti<br />
U.O.4 – Laboratorio di Neurofisiologia<br />
Diego Centonze<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
The classical divide between degenerative and inflammatory disorders of<br />
the CNS is vanishing, as our understanding on the intimate nature of several<br />
disease conditions is improving. Inflammatory processes play an important<br />
role in the pathophysiology of primarily degenerative disorders such as HD<br />
and ALS, and neurodegeneration complicates primarily inflammatory diseases<br />
of the brain and spinal cord such as multiple sclerosis (MS). Microglia<br />
is emerging as a fundamental player in the crosstalk between inflammation<br />
and neurodegeneration, since it is activated by both processes and boost, in<br />
turn, both neuroinflammation and neurodegeneration. An apparently unique<br />
opportunity to interfere at once with neurodegeneration and neuroinflammation<br />
processes originates from the modulation of the endocannabinoid system<br />
(ECS). Accordingly, central neurons and immune cells possess the biochemical<br />
machinery required for endocannabinoid synthesis, transport and degradation,<br />
and respond to the stimulation of cannabinoid CB1 and CB2 receptors<br />
by changing their physiological activity. In neurons, cannabinoid may regulate<br />
both excitatory and inhibitory transmission through pre- and postsynaptic<br />
mechanisms, while in immune cells and in microglia, the activation of<br />
cannabinoid receptors significantly alters their metabolic activity and<br />
responses during inflammation.<br />
Based on these considerations, in the present research project we aim at<br />
clarifying the role of microglia and of the ECS system in the pathophysiology<br />
of experimental HD, ALS and MS. In particular, since changes of both excitatory<br />
and inhibitory transmission represent early events triggering secondary<br />
excitotoxicity and inflammatory neurodegeneration, we will measure synaptic<br />
transmission in the three models of inflammatory neurodegeneration by<br />
means of neurophysiological recordings in corticostriatal brain slices during<br />
the modulation of the ECS. A peculiar susceptibility of the corticostriatal system<br />
in HD, ALS and MS, in fact, has been convincingly documented. The role<br />
of microglia in the possible changes of synaptic transmission induced by<br />
these disorders will be investigated by direct incubation of corticostriatal<br />
slices with quiescent and activated microglial cells, as well as with cytokines<br />
produced by microglia.<br />
Methods<br />
The effects of pharmacological modulation of cannabinoid system will be<br />
investigated in experimental HD, ALS and MS and in their respective controls.<br />
In particular, we will perform in vitro whole-cell patch clamp electrophysiological<br />
recordings in corticostriatal brain slices prepared from mouse<br />
models of HD (R6/2 mutant mice; Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME,<br />
USA), ALS (B6SJL-TgN(SOD1-G93A)1Gur mice, Jackson Laboratories, Bar<br />
750 2009
RF07.74 – Development of new strategies against neuroinflammatory processes associated…<br />
Harbor, ME, USA) and MS (MOG-induced experimental autoimmune<br />
encephalomyelitis, EAE in C57BL/6 mice; according to Centonze et al. [(2007)<br />
Brain 130(Pt 10):2543-2553] at different stages of their diseases. Furthermore,<br />
we will analyze the effects of microglia on synaptic transmission by preincubating<br />
corticostriatal slices with mouse microglia (immortalized mouse BV2<br />
microglia) before the electrophysiological recordings. The possible role of<br />
microglia-released soluble factors in the changes of synaptic transmission typical<br />
of inflammatory neurodegenerative diseases, will be analyzed in separate<br />
sets of experiments by incubating the slices with TNF-alpha, IL-1 and other<br />
cytokines, as well as following simultaneous application of microglia and<br />
antagonists or blockers of these mediators, and with agonists and antagonists<br />
of both cannabinoid CB1 and CB2 receptors.<br />
As a measure of striatal synaptic functioning, in these models we will<br />
study the intrinsic membrane properties of the recorded neurons (membrane<br />
potential, input resistance, firing activity and current-voltage relationship),<br />
evoked (eEPSCs), spontaneous (sEPSCs) and miniature glutamate-mediated<br />
excitatory postsynaptic currents (mEPSCs), as well as evoked (eIPSCs), spontaneous<br />
(sIPSCs) and miniature GABA-mediated inhibitory postsynaptic currents<br />
(mIPSCs). The effects of pharmacological modulation of cannabinoid<br />
system will be investigated in experimental HD, ALS and MS and in their<br />
respective controls. In particular the effects of pharmacological agonists and<br />
antagonists of cannabinoid CB1 and CB2 receptors will be tested on the membrane<br />
and synaptic properties of the neurons. Due to the involvement of<br />
cannabinoid receptors in synaptic plasticity, the effects of these compounds<br />
will be tested also on short-term (paired-pulse facilitation) and long-term corticostriatal<br />
synaptic plasticity (long-term potentiation and long-term depression).<br />
The possible involvement of endocannabinoids in the synaptic alterations<br />
associated with the clinical deficits in experimental HD, ALS and MS, will<br />
also be studied by measuring the expression of depolarization-induced suppression<br />
of inhibition and of excitation (DSI, DSE) in striatal neurons of HD,<br />
ALS and MS mice. DSI and DSE are in fact physiological phenomena secondary<br />
to the release of endogenous cannabinoids (2-AG or anandamide) triggered<br />
by sustained membrane depolarization. Furthermore, we will also<br />
investigate the role of endogenous cannabinoids in these models of neurological<br />
disorders by measuring the effects of pharmacological agents modulating<br />
group I metabotropic glutamate receptors (mGlu 1/5 receptors) or M1 muscarinic<br />
receptors. In physiological conditions, in fact, the stimulation of mGlu<br />
1/5 and of M1 receptors results in endocannabinoid release and causes measurable<br />
physiological responses involving excitatory and inhibitory transmission<br />
and dependent on the activation of cannabinoid CB1 receptors. It is<br />
therefore conceivable that a dysregulated coupling between mGlu or M1<br />
receptors and endocannabinoids might contribute to the possible alterations<br />
of glutamate- and GABA-synaptic transmission described in animal models of<br />
HD, ALS and MS.<br />
Mice will be killed by cervical dislocation under halothane anesthesia,<br />
and corticostriatal coronal slices (200 mm) will be prepared from fresh tissue<br />
2009 751
Sezione III: Attività per progetti<br />
blocks of the brain with the use of a vibratome. A single slice will then be<br />
transferred to a recording chamber and submerged in a continuously flowing<br />
artificial cerebrospinal fluid (ACSF) (34°C, 2-3 ml/min) gassed with 95% O 2<br />
-<br />
5% CO 2<br />
. The composition of the control solution will be (in mM): 126 NaCl,<br />
2.5 KCl, 1.2 MgCl 2<br />
, 1.2 NaH 2<br />
PO 4<br />
, 2.4 CaCl 2<br />
, 11 Glucose, 25 NaHCO 3<br />
. Recording<br />
pipettes will be advanced towards individual striatal cells under visual<br />
control in the slice and, on contact, tight GW seals were made by applying<br />
negative pressure. The membrane patch will then be ruptured by suction and<br />
membrane current and potential monitored using an Axopatch 1D patch<br />
clamp amplifier (Axon Instruments, Foster City, CA, USA). Whole-cell patch<br />
clamp recordings will be made with borosilicate glass pipettes (1.8 mm o.d.;<br />
2-4 MW), in voltage-clamp mode, at the holding potential (HP) of –80 mV.<br />
Bicuculline (10 µM) will be added to the perfusing solution to study glutamate-mediated<br />
eEPSCs, sEPSCs, and mEPSCs. Conversely, to detect GABAergic<br />
eIPSCs, sIPSCs, and mIPSCs, MK-801 (30 µM) and CNQX (10 mM) will be<br />
added to the external solution. Intraelectrode solution will have the following<br />
composition (mM): CsCl (110), K + -gluconate (30), ethylene glycol-bis<br />
(b-aminoethyl ether)-N,N,N’,N’-tetra-acetic acid (EGTA; 1.1), HEPES (10),<br />
CaCl 2<br />
(0.1), Mg-ATP (4), Na-GTP (0.3).<br />
To study the effects of microglia on striatal excitatory and inhibitory<br />
transmission, microglia will be gently placed onto the surface of a striatal<br />
slice, submerged in a continuously oxygenated recording chamber for at least<br />
30 min before the experiment. The presence of microglial cells over the slices<br />
will be monitored with a x40 water immersion objective combined with an<br />
infra-red filter.<br />
Synaptic events will be stored by using P-CLAMP 9 (Axon Instruments)<br />
and analyzed off line on a personal computer with Mini Analysis 5.1 (Synaptosoft,<br />
Leonia, NJ, USA) software. Statistical analysis will be performed using<br />
a paired or unpaired Student’s t-test or Wilcoxon’s test. The significance level<br />
will be established at p
RF07.77 – NOVEL MOLECULAR TARGETS<br />
FOR THE TREATMENT OF BRAIN TUMORS<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
FERDINANDO NICOLETTI<br />
INM Neuromed<br />
U.O.6 – Daniela Barilà<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Ministero della Salute – “ Ricerca Finalizzata ”<br />
Art. 12 e 12 bis, D. Lgs. 502/92 – Finanziamento 2007
Sezione III: Attività per progetti<br />
LIST OF PARTICIPATING UNITS<br />
U.O. 1 – IRCCS INM Neuromed, Pozzilli (Is) – Ferdinando Nicoletti<br />
U.O. 2 – Università di Roma La Sapienza, Department of Human Physiology<br />
and Pharmacology – Daniela Melchiorri<br />
U.O. 3 – IRCCS Istituto Carlo Besta, Milano – Gaetano Finocchiaro<br />
U.O. 4 – Università di Roma La Sapienza, Department of Experimental<br />
Medicine – Antonella Calogero<br />
U.O. 5 – Università di Catania, Department of Chemical Sciences –<br />
Daniela Condorelli<br />
U.O. 6 – IRCCS <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Roma – Daniela Barilà<br />
U.O. 7 – Università di Roma La Sapienza, Department of Experimental<br />
Medicine – Alberto Giulino<br />
DESCRIPTION OF THE PROJECT<br />
What is already known on the subjet<br />
Primary CNS tumors account for 1-1.5% of all cancer and about 2.2% of all<br />
cancer-related deaths [reviewed by Reardon et al. 2006]. Glial tumors are about<br />
42% of all primary brain cancers, and over 75% are malignant. Like other types<br />
of cancer, brain cancer originates from a series of mutations that occur in a few<br />
cells. The hierarchical model predicts that only a rare subset of cells actively support<br />
tumor growth, with the remaining cells of the tumor being differentiating or<br />
differentiated cells. These tumor-initialing cells are commonly defined as cancer<br />
stem cells [reviewed by Vescovi et al. 2006; Sanai et al. 2005].<br />
The cancer-stem-cell theory well explains the high rate of recurrence of<br />
malignant gliomas. Stem-like cells can be isolated from malignant gliomas<br />
and expanded in culture. Isolated glioma stem cells share a number of<br />
fcahlres with type-B neural stem cells of the subventricular zone. These cells,<br />
which sustain neurogenesis for an entire lifespan cycle approximately every<br />
month and give rise to type-C transient amplifying cells. which in turn generate<br />
type-A migrating neuroblasts [reviewed by Ming and Song 2005]. The<br />
identity of the subventricular zone as a source of malignant gliomas is supported<br />
by the evidence that exposure to oncogenic viruses or carcinogens<br />
induces the formation of tumors in this area [reviewed by Sanati et al. 2005].<br />
The hypothetical link between neural stem cells and glioma stem cells led to<br />
the prediction that these two cell type are regulated by similar mechanisms,<br />
and that these mechanisms can be targeted by novel anticancer drugs. Bone<br />
morphogenetic proteins, which are soluble factors that normally induce neural<br />
stem cells to differentiate into astrocytes, can also induce the differentiation<br />
of glioma stem cells, weakening their tumor-forming ability [Piccirillo et<br />
al. 2006]. The following evidence suggests that metabotropic glutamate<br />
(mGlu) receptors fit into this scenario. mGlu receptors form a family of eight<br />
subtypes, which, by definition, are all coupled to GTP-binding proteins.<br />
754 2009
RF07.77 – Novel molecular targets for the treatment of brain tumors<br />
Most of the research in the mGlu field has been “ synaptically oriented ” and<br />
mGlu receptor subtypes are currently tagged as potential drug targets for the<br />
most common neurological and psychiatric disorders. These receptors are also<br />
expressed and functional outside the CNS, and are found in cells that do not<br />
receive any glutamatergic innervation. The presence of mGlu receptors in<br />
peripheral cells has stimulated their identification and characterization in different<br />
types of stem/progenitor cells. Mouse embryonic stem cells express mGlu5<br />
receptors, which support the self-renewal of these cells [Cappuccio et al. 2005;<br />
Spinsanti et al. 2006]. Differentiation of embryonic stem cells into cells of the<br />
three germ layers is associated with a progressive substitution of mGlu5 receptors<br />
with mGlu4 receptors [Cappuccio et al. 2006].<br />
It is particularly relevant to this proposal that neural stem cells also express<br />
mGlu receptors, such as mGlu3 and mGlu5 receptors which supports proliferation<br />
and survival of cultured neural stem cells [Di Giorgi Gerevini et al. 2005; Baskys et<br />
al. 2005; Brazel et al. 2005]. Interestingly, the differentiation process of cultured<br />
stem cells isolated from the subventricular zone (the putative cells of origin of<br />
glioma stem cells) is critically influenced by the activation of mGlu3 receptors<br />
[Ciceroni et al. 2006]. The potential relevanee of these findings for the treatment of<br />
brain tumors is supponed by the evidence that in cell cultures prepared from bioptic<br />
specimens of human malignant gliomas pharmacological blockade of mGlu3<br />
receptors reduces cell proliferation and inhibits the activation of the MAPK and<br />
the PI-3-K pathways [D’Onofrio et al. 2003]. In addition, systemic injection of the<br />
mGlu2/3 receptor antagonist, LY341495, in mice implanted with glioma cells into<br />
the brain parenchima reversibly inhibits tumor growth [Arcella et al. 2006].<br />
What the project adds to the information already available<br />
The identification of the role played by mGlu3 receptors, the glutamate<br />
transporter GLAST, putative guanosine receptors, and muscarinic cholinergic<br />
receptors will gain new insights into the biology of glioma stem cells and will<br />
be a necessary step in the characterization and validation of new drugs treatments<br />
of malignant gliomas. The characterization of the role played by Numb<br />
in the regulation of medulloblastoma-initiating cells represents and important<br />
follow-up of recent findings obtained by Unit 7 and may lead to the identification<br />
of novel molecularly targeted treatments of medulloblastomas. Finally,<br />
the study of caspase-8 phosphorylation may lead to the identification of a new<br />
diagnostic and prognostic marker of brain tumors along the intracellular<br />
pathway that mediates the execution of apoptotic cell death.<br />
DETAILED DESCRIPTION OF THE PROJECT’S MAIN<br />
AND SECONDARY OBJECTIVE(S)<br />
Malignant gliomas are the 3rd cause of cancer-related death with a media<br />
survival time of 12-14 months. The high resistance of these tumors to both<br />
radiotherapy and chemiotherapy reflects the intrinsic features of a minor<br />
population of putative glioma-initiating cells (glioma stem cells) that are ultimately<br />
responsible for tumor growth and recurrence after surgery. Tumorinitiating<br />
cells have also been isolated from medulloblastomas, the most fre-<br />
2009 755
Sezione III: Attività per progetti<br />
quent maligant brain tumors in children that arise from the transformed precursors<br />
of cerebellar granule cells. Understanding the transcellular and intracellular<br />
pathways that regulate the biology of tumor stem cells is essential for<br />
the identification and characterization of new molecular targets for the treatment<br />
of brain tumors.<br />
The project has the following primary objectives: (1) validation of mGlu3<br />
metabotropic glutamate receptors as a potential target for the treatment of<br />
malignant gliomas; (2) development of an in vitro assay useful for the screening<br />
of drugs that promote the differentiation of glioma stem cell; (3) identification<br />
of guanosine receptors and characterization of their role in the pathophysiology<br />
or malignant gliomas; (4) identification of new diagnostic and<br />
prognostic markers of malignant brain tumors; (5) identification of the role<br />
played by muscarinic receptors in the biology of glioma cells. Patent of the<br />
use of cholinergic drugs in the treatment of brain gliomas; (6) patent of Numb<br />
as a drug target in the experimental treatment of medulloblastomas.<br />
To reach these primary objective the project will; a) isolate and characterize<br />
putative stem cells from human malignant gliomas; b) characterize how a<br />
continous treatment with mGlu3 receptor ligands influences tumor growth in<br />
nude mice after glioma cell or glioma stem cell xenografts in the brain<br />
parenchima; c) characterize how treatment with mGlu3 receptor ligands or<br />
genetic deletion of mGlu3 receptors influences brain tumor growth in mice<br />
exposed to DNA alkylating agents during prenatal life; d) characterize how<br />
activation or blackade of mGlu3 receptors influences differentiation of glioma<br />
stem cells in vitro; e) characterize the signaling pathway(s) mediating the influence<br />
of mGlu3 receptors on glioma stem cell differentiation focusing on the<br />
interaction with bone morphogenetic proteins; f) isolate and separate glioma<br />
stem cells expressing the glutamate transporter, GLAST; g) characterize how<br />
expression of GLAST affects the biology of glioma stem cells in vitro and their<br />
tumorigenesis in vivo; h) characterize how expression of GLAST influences<br />
intracellular and extracellular glutamate levels and how activation of mGlu3<br />
receptors regulate the expression of GLAST; i) characterize the expression and<br />
function of muscarinic cholinergic receptors in glioma stem cells; j) characterize<br />
how activation of muscarinic receptors regulates the expression of the<br />
immediate early gene in glioma stem cells; k) select glioma cell lines responsive<br />
to guanine based purines (GBPs); l) search for a novel guanosine receptors<br />
mediating the action of GBPs in glioma cells; m) characterize the expression of<br />
the novel guanosine receptor in human brain tissues and in specimens of<br />
malignant gliomas; n) characterize how Y380 phosphorylation of caspase-8<br />
influences the death and survival of glioma and neuroblastoma cells; o) characterize<br />
how expression of pY380-caspase-8 and its phosphorylating enzyme,<br />
Src, correlates with the clinical features of gliomas and neuroblastomas; p)<br />
characterize how Numb regulates the activity of the Sonic Hedgehog pathway<br />
and regulates cell proliferation in medullablastoma stem cells; q) generate<br />
transgenic mice in which expression of Numb is under the control of a tetracicline-responsive<br />
promoter and double mutant mice obtained by intercrossing<br />
nestin-tetracycline responsive element-Numb mice with Patched-1+/- mice,<br />
which are know to develop medulloblastomas when irradiated at PND1.<br />
756 2009
RF07.77 – Novel molecular targets for the treatment of brain tumors<br />
GENERAL TRANSFERIBILITY AND POTENTIAL IMPACT OF RESULTS<br />
The identification of molecular targets for non-chemiotherapic drugs is a<br />
major goal in the treatment of malignant brain tumors. Malignant gliomas<br />
are highly resistant to chemiotherapy and radiotherapy, show a high rate of<br />
relapse after surgery, and invariably cause the death of affected patients. The<br />
efficiency of radiotherapy and chemiotherapy in medulloblastomas in children<br />
with
Sezione III: Attività per progetti<br />
U.O.6 – Laboratorio di Cell Signaling<br />
Daniela Barilà<br />
Specific contribution of the unit to the project<br />
The aberrant downregulation of the apoptotic program significantly contributes<br />
to tumour development. Caspase-8 (C8), a central player of apoptosis.<br />
Interestingly, several cancers show genetic alterations that lead to lack of Caspase-8<br />
activity, supporting the idea that defective C8 function promotes cancer.<br />
Significantly C8 activity is compromised in tumours of the nervous system<br />
such as gliomas and neuroblastomas [Stupack (2006) Nature; Ashley<br />
(2005) Cancer; Teitz (2000) Nat Med]. Importantly, we have recently identified<br />
C8, as new substrate of Src tyrosine kinase. Src triggers C8 phosphorylation<br />
on Y380 and this phosphorylation represses C8 proapoptotic activity [Cursi<br />
(2006) EMBO Journal]. Src kinases, are often aberrantly activated in a variety<br />
of cancers [Summy (2003)] and the extent of increased Src family activity correlates<br />
with malignancy. Using a phospho-Y380-C8 antibody, made in house<br />
(p-Y380), we could show that C8 is phosphorylated on Y380 in human colon<br />
cancer.<br />
Importantly, Y380 plays a role in the modulation of cell adhesion and<br />
migration [Helfer (2006) Cancer Research; Senft (2007) Cancer Research; Finlay<br />
(2007) Cancer Research], and along with Stupack lab, UCSD, USA we<br />
could show that its phosphorylation plays a role in the metastatic process<br />
[Berbero, submitted]. Using an immunohystochemistry approach we will perform<br />
a large scale study on different neuroblastomas and gliomas samples<br />
derived from human patients upon surgical resection. The presence of C8,<br />
pY380C8 and active Srcfamily kinases will be evaluated and correlated with<br />
several clinical parameters. Furthermore in collaboration with Stupack we<br />
plan to use the neuroblastoma C8 -/- cell lines, reconstituted with C8-wt or<br />
with C8-Y380F as model system to study the physiological relevance of this<br />
event in vivo in tumour formation and metastases development. All together<br />
this study will identify of pY380C8 as a novel molecular mechanism to promote<br />
cancer and as a putative diagnostic and prognostic marker.<br />
Methods<br />
Recently we set up conditions to perform immunohystochemistry analysis<br />
using our anti-phospho-Ty380-Caspase-8.<br />
Immunohystochemistry will be carried out using our anti-phospho-<br />
Ty380-Caspase-8 antibody on sections derived from glioma and neuroblastoma<br />
tumours.<br />
Using this approach we will score at least one hundred cases for each<br />
tumour. All specimens will be formalin-fixed and paraffin embedded and<br />
processed for immunohystochemistry as previously described [Wilson (2006)<br />
British Journal of Cancer]. Adjacent sections will be stained with the following<br />
antibodies: mAb Clone28, that specifically recognizes activated Src, and anti-<br />
758 2009
RF07.77 – Novel molecular targets for the treatment of brain tumors<br />
phospho-Tyr380-Caspase-8, that specifically recognizes Caspase-8 phosphorylated<br />
on Tyr380. 293 cells transiently transfected to express constitutively activated<br />
Src (SrcY527F) along with Caspase-8 will be used as positive control<br />
pellets [Cursi (2006) EMBO J], processed and analysed identically to clinical<br />
specimens. Activated Src expression and Caspase-8 tyrosine phosphorylation<br />
will also be evaluated in sections of normal adjacent epithelium by IHC. Interassay<br />
variation will be assessed in high and low scoring sections form one<br />
batch in the subsequent batches. All slides will be examined and scored by<br />
two independent observers one blinded to clinical outcome. Total cellular activated<br />
Src or phosphorylated Caspase-8 staining intensity will be scored using<br />
a scale of 0 (negative), 1 (low) 2 (moderate) and 3 (high). To qualify as 3, 2<br />
and 1 dark staining of 100, >70 or
TEL.13 – CLINICAL AND LABORATORY<br />
CRITERIA FOR FSHD DIAGNOSIS IN VIEW<br />
OF A NATIONAL REGISTRY FOR THE DISEASE<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
GIULIANA GALLUZZI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
<strong>Fondazione</strong> Telethon – Finanziamento 2008
Sezione III: Attività per progetti<br />
PARTNERS LIST<br />
Centro Coordinatore – Dipartimento di Scienze Biomediche, Università<br />
di Modena e Reggio Emilia – Rossella Ginevra Tupler<br />
Partner 1 – Centro per le Malattie Neuromuscolari, Dipartimento di<br />
Neuroscienze, Università di Torino – Laura Palmucci<br />
Partner 2 – Laboratorio di Genetica Molecolare, <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>,<br />
Roma – Giuliana Galluzzi<br />
Partner 3 – Dipartimento di Neuroscienze, Università di Padova; Istituto<br />
Veneziano di Medicina Molecolare – Corrado Angelini<br />
Partner 4 – <strong>Fondazione</strong> IRCCS Ospedale Maggiore Policlinico,<br />
Mangiagalli e Regina Elena; Università degli Studi di Milano –<br />
Maurizio Moggio<br />
Partner 5 – Unità Operativa di Immunologia e Patologia Muscolare,<br />
<strong>Fondazione</strong> Istituto Neurologico Carlo Besta, Milano –<br />
<strong>Lucia</strong> Morandi<br />
Partner 6 – Centro Regionale per le Malattie Neuromuscolari,<br />
Dipartimento di Neurologia, Università di Chieti –<br />
Antonio Di Muzio<br />
Partner 7 – Dipartimento di Neuroscienze, Psichiatria e Anestesiologia,<br />
Università di Messina – Carmelo Rodolico<br />
Partner 8 – Dipartimento di Neuroscienze, Università di Pisa –<br />
Gabriele Siciliano<br />
Partner 9 – Dipartimento di Scienze Neurologiche, Servizio di<br />
Neurofisiopatologia, Università di Napoli Federico II –<br />
Lucio Santoro<br />
Partner 10 – Dipartimento di Scienze Neurologiche e della Visione, Sezione<br />
di Neurologia Clinica, Università degli Studi di Verona –<br />
Giuliano Tomelleri<br />
Partner 11 – Dipartimento di Neuroscienze, Università di Padova –<br />
Carlo Pietro Trevisan<br />
Partner 12 – Dipartimento di Neuroscienze, Università Cattolica del Sacro<br />
Cuore, Policlinico Agostino Gemelli, Roma – Enzo Ricci<br />
RELEVANCE FOR TELETHON<br />
Facio-scapulo-humeral muscular dystrophy (FSHD) is the third most<br />
common myopathy. Deletion of DNA repetitive elements located at 4q35 is<br />
considered the molecular hallmark for FSHD diagnosis. However, several<br />
observations have emerged to complicate the evaluation of FSHD patients.<br />
The major goal of the proposed study is to define the penetrance of FSHD<br />
in relationship with three factors that seem to influence the disease outcome:<br />
allele size, sex and age.<br />
The use of the FSHD clinical score will allow to quantify the severity of<br />
762 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
the clinical expression of the disease. In addition, genotype-phenotype correlation<br />
studies can provide useful information to define FSHD factors that can<br />
influence FSHD outcome. Collectively, the proposed studies will allow outlining<br />
a complete diagnostic approach and provide prognostic tools that will<br />
benefit myopathic patients, one of Telethon’s major goals.<br />
Moreover, the validation of the FSHD clinical score will provide an essential<br />
instrument to gauge the efficacy of therapeutic approaches.<br />
THERAPEUTIC POTENTIAL<br />
This study aims at validating a diagnostic protocol for FSHD through the<br />
clinical evaluation and molecular analysis of more than 1000 FSHD families<br />
and sporadic cases and the re-evaluation of FSHD-like subjects that do not<br />
carry the molecular mutation associated with FSHD.<br />
The use of the FSHD clinical score will allow the quantification of the<br />
severity of the clinical expression of the disease in six different muscle groups.<br />
Through genotype-phenotype correlation studies, factors that can influence<br />
FSHD outcome can be identified. In addition, the validation of the FSHD clinical<br />
score will provide an essential instrument to gauge the efficacy of therapeutic<br />
approaches.<br />
The results of this study will lay the basis for the constitution of the<br />
National Registry of the disease. It will provide a large cohort of FSHD subjects<br />
for a rational approach to FSHD clinical and therapeutic studies.<br />
BACKGROUND<br />
Facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD) is an autosomal<br />
dominant myopathy characterized by a progressive and variable atrophy<br />
and weakness of the facial, shoulder, and upper-arm muscles [Padberg<br />
1982]. There is a wide variability in clinical spectrum among patients with<br />
the disease, ranging from subjects with slight muscle weakness to patients<br />
who are wheelchair dependent [Lunt 1998; Tupler et al. 1998]. Before the<br />
advent of molecular diagnosis, penetrance for FSHD was evaluated on clinical<br />
examination of patients at risk and estimated between 83% and 95% by<br />
age of 20 years [Padberg 1991]. Notably a significantly higher penetrance of<br />
the disease has been observed in men than in women [Lunt et al. 1995; Zatz<br />
et al. 1998; Ricci et al. 1999]. FSHD1, which defines the major form of<br />
FSHD, genetically maps to chromosome 4q35 [Sarfarazi et al. 1992]. It has<br />
been estimated that 5% of FSHD families are not linked to the genetic locus<br />
on chromosome 4 suggesting that at least one additional genetic locus associated<br />
with FSHD is present in the genome [Wijmenga et al. 1991; Iqbal et<br />
al. 1992; Gilbert et al. 1993], although to date a second putative genetic<br />
locus has not yet been defined for non-4q linked form(s) of FSHD [Bastress<br />
et al. 2005; Deak et al. 2007].<br />
FSHD1 has been associated with DNA rearrangements characterized by<br />
an allele with a shorter EcoRI fragment as detected by Southern analysis<br />
with the probe p13E-11 [Wijmenga et al. 1992]. The polymorphic genomic<br />
2009 763
Sezione III: Attività per progetti<br />
region revealed by probe p13E-11 consists of identical KpnI units, each 3.3<br />
kb in size, [hereafter referred to as D4Z4 repeats], tandemly arrayed so that<br />
the variation in the size of EcoRI fragments is due to variability in the number<br />
of D4Z4 repeats [Wijmenga et al. 1993]. The number of D4Z4 repeats<br />
varies from 11 to 150 in the general population, whereas less than 11<br />
repeats are present in sporadic and familial FSHD patients [van Deutekom<br />
et al. 1993].<br />
The lack of candidate genes in the 4q35 region led to the hypothesis that<br />
deletion of D4Z4 repeats might modify the chromatin organization of the 4q<br />
subtelomeric region and alter gene expression [Hewitt et al. 1994; Winokur et<br />
al. 1994]. Indeed we observed that the adenine nucleotide translocator gene<br />
(ANT1), the FSHD Region Gene 1 (FRG1) [van Deutekom et al. 1996], and the<br />
FSHD Region Gene 2 (FRG2) [Rijkers et al. 2004] were abnormally up-regulated<br />
in FSHD affected muscles.<br />
Investigating the possibility that deletion of D4Z4 repeats initiates transcriptional<br />
misregulation at 4q35, we identified a transcriptional repressor<br />
complex that binds D4Z4 repetitive elements in vitro and in vivo and mediates<br />
transcriptional repression of 4q35 genes. Based upon these results we proposed<br />
that deletion of D4Z4 leads to the inappropriate transcriptional derepression<br />
of 4q35 genes resulting in disease [Gabellini et al. 2002; Tupler,<br />
Gabellini 2004].<br />
The model we proposed to explain FSHD pathogenesis has been controversial<br />
[Winokur et al. 2003, Jang et al. 2003, Rijkers et al. 2004]. At present,<br />
there is a general agreement in the research community that the underlying<br />
molecular mechanism of FSHD is altered gene expression [Tupler, Gabellini<br />
2004; Masny et al. 2004; Tam et al. 2004] and FSHD has being included in a<br />
NIH PA to study: Nuclear Structure-Function Defects in the Pathogenesis of<br />
Muscular Dystrophy (http://grants.nih.gov/grants/guide/rfa-files/RFA-NS-07-<br />
001.html).<br />
We also generated transgenic mice independently over-expressing ANT1,<br />
FRG1 and FRG2, the three genes we found up-regulated in FSHD affected<br />
muscle. We found that FRG1 transgenic mice develop a muscular dystrophy<br />
with features characteristic of the human disease. Moreover, we observed that<br />
in muscle of FRG1 transgenic mice and FSHD patients, specific pre-mRNAs<br />
undergo aberrant alternative splicing. Collectively, our observations suggest<br />
that FSHD results from inappropriate over-expression of FRG1 in skeletal<br />
muscle, which leads to abnormal alternative splicing of specific pre-mRNAs<br />
[Gabellini et al. 2006].<br />
However, despite the significant breakthroughs made, FSHD pathophysiology<br />
remains elusive and no specific therapy exists to treat this disorder. Several<br />
questions must be addressed.<br />
Are the diagnostic criteria previously established for FSHD still valid?<br />
In 1991, diagnostic criteria for FSHD were established in order to support<br />
selection of FSHD families for linkage studies. However, recent publications<br />
reported FSHD patients showing atypical phenotypes. By studying the large<br />
cohort of patients we collected, we will re-evaluate those criteria in view of the<br />
results of genotype-phenotype correlation.<br />
764 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
Can prognostic tools be developed?<br />
FSHD is a progressive disorder. At present, the progression of the disease<br />
is unpredictable and it is impossible to address patients’ questions in<br />
this regard. Through the design of a clinical evaluation score, we plan to<br />
perform the quantitative evaluation of more than 1000 patients, searching<br />
for criteria, if any, to predict the clinical outcome of the disease in an individual<br />
patient.<br />
Which factors may influence the FSHD clinical phenotype?<br />
FSHD onset and progression are unpredictable and low penetrance is<br />
observed. FSHD can be considered a mendelian disorder with complex phenotype.<br />
Intriguingly, the observation that FRG1 over-expression leads to aberrant<br />
gene splicing supports the hypothesis that FSHD phenotype might result<br />
from a cascade of molecular events triggered by D4Z4 deletion. It is thus<br />
likely that several factors might contribute to the disease pathogenesis. We<br />
plan to collect anamnestic records and clinical data from a large number of<br />
patients and families using standardized methods. This approach will allow<br />
us to gather statistically significant information that will facilitate the identification<br />
of factors that influence the clinical phenotype. The identification of<br />
such factors will provide useful information of immediate interest for patients<br />
in terms of prevention and prognosis.<br />
Which role exert sex, age and alleles size on FSHD penetrance?<br />
Gender as well the D4Z4 repeat number seem to significantly affect the<br />
clinical outcome of FSHD. However up-to-date values of penetrance are not<br />
available, and genetic counseling cannot address frequently asked questions<br />
regarding this point. The availability of a large number of patients and families<br />
will allow us to estimate the penetrance of the genetic defect with respect<br />
to sex, age, and allele size. This analysis will provide useful tools to assist<br />
patients in their reproductive decisions.<br />
Is FSHD a genetically heterogeneous disorder?<br />
In the early nineties FSHD genetic heterogeneity was described based on<br />
the fact that p13E-11 hybridization failed to detect the EcoRI short allele in a<br />
number of FSHD families. However, in those families it has been recently<br />
demonstrated that the apparent absence of the short EcoRI fragment was due<br />
to the presence of a deletion of the region proximal to the D4Z4 repeat array<br />
that encompasses the p13E-11probe. At present, no FSHD families linked to<br />
other chromosomal loci have been described. Our studies will further characterize<br />
a cohort of patients displaying FSHD clinical features and failing to<br />
exhibit short D4Z4 alleles. Our analysis should define the existence of genetic<br />
heterogeneity in FSHD.<br />
In summary, the proposed studies will:<br />
1) allow the classification of FSHD clinical features in view of patients’<br />
molecular characterization;<br />
2) identify factors influencing the disease clinical expression;<br />
3) update the penetrance value in view of age, sex and allele size;<br />
4) verify the presence of genetic heterogeneity in FSHD.<br />
2009 765
Sezione III: Attività per progetti<br />
All these information will be used for genetic counseling, clinical prognosis<br />
and to identify factors of risk and/or protection. Collected data will contribute<br />
to the National Registry of FSHD and made available to design and<br />
evaluate the efficacy of therapeutic interventions.<br />
SPECIFIC AIMS<br />
The incomplete knowledge of the pathogenesis of FSHD hampered the<br />
possibility of designing therapeutic tools. At present there is no effective treatment<br />
for FSHD. The major goal of this proposal is the acquisition of information<br />
shedding light on the development of FSHD through an accurate genotype-phenotype<br />
correlation. The development of a methodology to quantify<br />
the clinical severity of the disease will gauge the efficacy of therapeutic interventions.<br />
To achieve this goal we set up a multicenter study that will evaluate the<br />
familial and sporadic cases collected by the partner neuromuscular centers or<br />
referred to the diagnostic laboratories for molecular diagnosis of FSHD.<br />
Our specific aims are:<br />
1. To define the clinical and molecular features of a large Italian population<br />
of subjects affected by FSHD and to investigate the genotype−phenotype<br />
correlation in FSHD.<br />
Since 1992, patients presenting FSHD clinical features have been<br />
searched for deletion of D4Z4 repeat in the diagnostic laboratories directed<br />
by Galluzzi and Tupler. Presently, a total of 1752 subjects carrying the D4Z4<br />
deleted allele have been identified. Here we propose in−depth analysis of<br />
such large population of FSHD patients to define their clinical features and<br />
obtain useful information to dissect the pathogenic mechanism of this disease.<br />
To perform the proposed genotype-phenotype correlation, patients and<br />
their relatives will be evaluated through a specific clinical data questionnaire.<br />
This questionnaire will investigate the clinical, familial and pharmacologic<br />
history of each subject. In addition, all patients and their relatives<br />
will be evaluated using a clinical evaluation protocol to obtain a functional<br />
score (FSHD clinical score) to define the grade of severity of the disease at a<br />
specific time. The evaluation score will be used to identify, if any, clinical<br />
categories that can correlate with the detected genetic alterations. Moreover,<br />
clinical and molecular investigation of FSHD families can provide<br />
information about the disease penetrance and factors that can influence its<br />
outcome. We expect the evaluation score to become a useful tool to monitor<br />
the progression of the disease.<br />
2. To examine and characterize FSHD-like myopathic patients not carrying<br />
the D4Z4 pathognomonic mutation.<br />
Previous studies suggested that FSHD is a genetically heterogeneous disorder.<br />
Three-hundred-thirty-two myopathic patients analyzed by the diagnostic<br />
laboratories did not show the pathogenic deletion of D4Z4 repeat. It is thus<br />
possible that some of those myopathic patients carry a different molecular<br />
defect leading to FSHD phenotype. Our aim is to re-evaluate those patients to<br />
766 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
verify in how many the clinical phenotype matches with the criteria of FSHD<br />
diagnosis.<br />
In particular we will consider the following inclusion criteria:<br />
– facial weakness with involvement of the orbicularis oculi and/or oris<br />
muscle(s);<br />
– weakness of the upper girdle with anterior rotation of the scapula;<br />
– upward and forward riding with sloping of the shoulders.<br />
Criteria of exclusion will be impairment of ocular movements, pharyngeal<br />
and tongue muscles. Electrophysiological study, including electromyography,<br />
repetitive nerve stimulation, and nerve conduction testing will be performed<br />
to exclude non-myopathic conditions Muscle biopsies will be analyzed to<br />
exclude alterations suggesting other muscle disorders (mitochondrial abnormalities,<br />
lipid or glycogen storage, structural changes specific of other<br />
pathologies). To exclude other muscular dystrophies, structural proteins (dystrophin,<br />
sarcoglycans, caveolin, merosin, emerin, a-dystroglycan, calpain, dysferlin)<br />
will be tested by immunohistochemistry or immunoblotting and<br />
fukutin-related protein (FKRP) will be investigated by genetic analysis. Only<br />
patients with a clinical picture compatible with FSHD and in whom electrophysiological<br />
studies and muscle biopsy ruled out other neuromuscular diseases<br />
will be included in the study as FSHD-like and further investigated. We<br />
expect this analysis to provide molecular markers for the identification of<br />
non-4q deleted FSHD patients.<br />
In summary, this study will bring knowledge to the comprehension of the<br />
complex pathophysiology of FSHD and improve the diagnostic approach to<br />
myopathic patients.<br />
The proposed study will lay the basis for the definition of the criteria for<br />
the National Registry for Facioscapulohumeral Muscular Dystrophy.<br />
RATIONALE<br />
Facioscapulohumeral muscular dystrophy is a complex disorder both<br />
clinically and genetically and its outcome is difficult to predict. At present,<br />
molecular diagnosis of FSHD is based on the analysis of the D4Z4 polymorphic<br />
alleles detected by PFGE and Southern analysis using the probe p13E-<br />
11 [Wijmenga et al. 1992]. Normal subjects carry p13E-11EcoRI alleles<br />
larger than 50 kb originating from chromosome 4, whereas alleles shorter<br />
than 35 kb are present in the majority of either de novo or familial FSHD<br />
patients [Lunt 1998]. Consistently, de novo deletions transmitted by an<br />
affected parent to the offspring co-segregate with the disorder [Griggs et al.<br />
1993]. New mutations account for a surprisingly high percentage of FSHD<br />
patients (10%-33%) [Padberg et al. 1995; Zatz et al. 1995]. This high incidence<br />
can be partly explained by the presence of parental mosaicism for 4q<br />
short alleles that has been reported in 40% of de novo cases [Griggs et al.<br />
1993; Weiffenbach et al. 1993; Upadhyaya et al. 1995; Bakker et al. 1996;<br />
van der Maarel et al. 2000]. The presence of somatic mosaicism for a<br />
rearrangement of D4Z4 was found in as much as 3% of the general popula-<br />
2009 767
Sezione III: Attività per progetti<br />
tion [van Overveld et al. 2000], suggesting that the D4Z4 repeat is highly<br />
recombinogenic.<br />
A complication of molecular testing by Southern analysis is determined<br />
by the presence of a polymorphic region recognized by probe p13E-11 located<br />
at the subtelomeric region of chromosome 10q [Bakker et al. 1995; Deidda et<br />
al. 1996]. This region at 10q26 shares numerous homologies with the 4q35<br />
subtelomeric region. The repeat element at 10q is 98% homologous to D4Z4,<br />
and the size of 10q EcoRI alleles varies between 11 and 300 kb. Moreover,<br />
10% of these alleles are shorter than 35 kb [Bakker et al. 1995; Bakker et al.<br />
1996], overlapping the 4q alleles, and clearly this can complicate the molecular<br />
diagnosis of FSHD. However, the presence of a BlnI restriction site within<br />
the 3.3 kb element associated with chromosome 10q allows the discrimination<br />
between 4q and 10q alleles [Deidda et al. 1996]. As a result, Southern blot<br />
hybridization of EcoRI and EcoRI/BlnI digested genomic DNA has been used<br />
for the molecular diagnosis of FSHD [Lunt 1998]. Interestingly, a rough<br />
inverse correlation has been observed between the severity and age at onset of<br />
the disease and the residual repeat unit number [Lunt et al. 1995; Tawil et al.<br />
1996; Ricci et al. 1999].<br />
Several findings complicate the molecular diagnosis of FSHD. First, in<br />
10% of the population, translocated 4-type repeats reside on chromosome<br />
10q and, viceversa, translocated 10-type repeats on chromosome 4q are<br />
equally frequent [van Deutekom et al. 1996; van Overveld et al. 2000; Matsumura<br />
et al. 2002]. Therefore, “ short ” D4Z4 alleles may incorrectly be<br />
attributed to chromosome 10 and viceversa. Second, a 4qter polymorphism<br />
distal to D4Z4 was recently described, giving rise to two distinct 4q chromosome<br />
ends: 4qA and 4qB [van Geel et al. 2002]. Both alleles are almost<br />
equally common in controls. Nevertheless, FSHD alleles are apparently<br />
always of the 4qA type [Lemmers et al. 2002; van Geel et al. 2002]. By studying<br />
three families (approximately 1% of Dutch patients with FSHD) that<br />
were ascertained by the unusual observation that all probands carried two<br />
short D4Z4 alleles, Lemmers and colleagues [2004] provided strong evidence<br />
that 4qB chromosomes carrying short D4Z4 repeats, do not cause<br />
FSHD. Clearly, this statement has important implications for genetic and<br />
prognostic counseling and needs further studies to obtain a final validation.<br />
Third, 5−10% of subjects showing FSHD clinical features do not carry D4Z4<br />
deleted alleles. Possible explanations for such anomalous cases include a<br />
different mutational mechanism at 4q35 and the presence of other mutations<br />
not linked to the FSHD locus at 4q35. In some cases, however, the<br />
apparent absence of the pathognomonic short EcoRI fragment was due to<br />
the presence of a deletion of the region proximal to the D4Z4 repeat array<br />
that encompasses the p13E-11probe. The frequency of such extended deletions<br />
has been estimated around 3% [Lemmers et al. 2003]. Interestingly in<br />
one FSHD family, which was previously linked to a chromosomal locus on<br />
chromosome 15 [Randolph-Anderson et al. 2002], the deletion of p13-E11<br />
was shown and a D4Z4 deletion was demonstrated [Deak et al. 2007]. At<br />
present, no FSHD families linked to other chromosomal loci have been<br />
described. Further studies targeting a cohort of patients failing to exhibit<br />
768 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
smaller EcoRI/BlnI fragment should define the frequency of such deletions<br />
in the FSHD population.<br />
We expect the studies proposed in specific aim 1 to contribute to the definition<br />
a general diagnostic protocol for FSHD.<br />
FSHD molecular diagnosis and clinical phenotype<br />
Facioscapulohumeral muscular dystrophy is a mendelian disorder with<br />
a complex phenotype and unique molecular defects. It shows insidious<br />
onset and unpredictable outcome. Clinical and molecular studies performed<br />
in recent years have revealed that clinical ascertainment and molecular<br />
diagnosis can encounter several difficulties. In view of these difficulties,<br />
criteria established in 1991, before the advent of molecular diagnosis, and<br />
in 1998, following the ENMC workshop on FSHD, need probably to be<br />
revised.<br />
First, FSHD patients carrying alleles of 38 kb and atypical FSHD phenotype<br />
have been described [Vitelli et al. 1999; Felice et al. 2000; Felice, Moore<br />
2001; Butz et al. 2003; Krasnianski et al. 2003] and D4Z4 repeat arrays of<br />
38 kb were encountered in 3% of 200 control subjects in a Dutch study [van<br />
Overveld et al. 2000]. This seems to indicate that penetrance may be close to<br />
zero in a substantial proportion of 35 to 45 kb-sized repeat arrays, but in<br />
some families 38-45 repeat arrays are associated with myopathy. Supplementary<br />
larger studies will be needed to confirm this observation that further<br />
complicates FSHD diagnosis.<br />
Second, non-penetrance is estimated to be less than 2% after the age of 50<br />
years and is more likely with fragment sizes larger than 30 kb [Tawil et al.<br />
1996]. Notably, knowledge of value of non-penetrance at 20 years of age is<br />
important in order to identify subjects who are at risk of transmitting a pathogenic<br />
D4Z4 allele. Interestingly, asymptomatic gene carriers seem to be more<br />
prominent in some families, and non-penetrance has even been found in carriers<br />
of a 25 kb-EcoRI fragment in one of these families [Ricci et al. 1999]. In<br />
his work, Ricci et al. described short fragments in several unaffected family<br />
members (non-penetrant gene carriers) who are capable of transmitting the<br />
disease to their offspring.<br />
Third, reduced penetrance for FSHD-sized alleles was described in families<br />
in which patients heterozygous for FSHD alleles on both 4q chromosomes<br />
were present [Wohlgemuth et al. 2003; Tonini et al. 2004].<br />
Collectively, all these observations indicate the necessity to establish<br />
a standard clinical approach to examine a patient affected by FSHD and<br />
to study his/her family. In addition, an inverse relationship has been<br />
established between the D4Z4 repeat size and the severity and progression<br />
of the disease [Lunt et al. 1995; Tawil et al. 1996; Zatz et al. 1998; Ricci et<br />
al.1999] and great variability of clinical expression has been described<br />
among FSHD patients even within the same family. At present, penetrance<br />
of FSHD correlated with the length of the repeat array is unknown. Thus,<br />
the risk of developing the disease in correlation with D4Z4 allele sizes cannot<br />
be estimated.<br />
2009 769
Sezione III: Attività per progetti<br />
Intriguingly, the variable penetrance observed in the FSHD population<br />
may be the result of the interaction of several factors such as the repeat array<br />
size, the individuals’ genetic background, and environmental factors. Indeed<br />
the presence of low-penetrant alleles suggest that susceptibility for FSHD is<br />
not only determined by the intrinsic properties of the diseased allele but also<br />
by modifiers present in individual genetic background and/or environment.<br />
Here we propose a research project aimed at analyzing the genetic<br />
aspects described above in a large group of FSHD families and sporadic<br />
patients collected over a 14-year period in order to verify the frequency of<br />
those phenomena. Accurate analysis of family history and patients’ records<br />
will provide relevant information to implement FSHD diagnosis, prognosis<br />
and related genetic counseling.<br />
Moreover, the precise clinical characterization of these families will contribute<br />
to the understanding of the complex pathogenic mechanism of FSHD<br />
and provide new tools to approach this complex disorder.<br />
PRELIMINARY RESULTS<br />
Patients – Patients’ information and samples are available at the neuromuscular<br />
databases of each participating center.<br />
Patients were collected over a 14-years period (1993-2007).<br />
The diagnosis of facioscapulohumeral myopathy, according to the consortium<br />
criteria was based on the presence of: facial weakness, prominent scapular<br />
winging with anterior rotation of the scapula, usually associated with a<br />
proximal myopathy, autosomal dominant inheritance in familial cases and<br />
signs of myopathy in EMG and muscle biopsy in at least one affected member.<br />
Muscle biopsy must rule out alternative diagnoses, such as metabolic<br />
myopathies, mitochondrial diseases, congenital myopathies, polymyositis,<br />
motor neuron disease and all the other muscular dystrophies.<br />
Clinical Protocol – FSHD variable onset and unpredictable progression, associated<br />
with its high clinical variability even within the same family and the<br />
presence of non-penetrant gene carriers, suggest that many factors can influence<br />
the disease outcome. These considerations prompted us to design a clinical<br />
data questionnaire to evaluate FSHD patients and their relatives. The<br />
main purpose of the questionnaire is to gather information about the onset<br />
and evolution of the disease and correlate the disease history with events<br />
occurring in the life of the patient. Several questions have been introduced<br />
based on sporadic observations collected by the diverse clinicians. These<br />
observations are related to medical conditions or events that have been associated<br />
by the patients with sudden worsening of the disease or, in some cases,<br />
with the sudden awareness of being weak. In other words, through the<br />
patients’ anamnestic records we aim at identifying factors/conditions that can<br />
influence the onset and progression of the disease (e.g. pregnancy and<br />
menopause in women affected by FSHD, the use of hormone therapy, etc).<br />
We also generated a clinical evaluation form that allows determining the<br />
FSHD clinical score of each subject carrying a D4Z4 pathogenic allele. The<br />
770 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
clinical evaluation form has been designed to quantify the degree of weakness<br />
and, consequently, to define the level of severity on six separate muscle<br />
groups: facial, shoulder girdle, proximal limbs, abdominal muscles, pelvic girdle,<br />
leg muscles. The main purpose of the FSHD score is to provide a tool to<br />
quantify the level and extension of muscle weakness; the clinical evaluation<br />
form will record clinical observations separately and will contribute to the<br />
formation of the FSHD clinical score.<br />
A preliminary study was conducted to assess whether the FSHD score<br />
scheme can be easily used by each clinician and can generate reproducible<br />
and comparable data. This is a critical point since the clinical partner centers<br />
are distributed all over Italy and all the data will be statistically evaluated in<br />
one single center. To validate the consistency of the proposed evaluation<br />
method, the clinical evaluation form was distributed to 4 centers, Padova,<br />
Turin, Naples, Milan. At Padova, Angelini and Trevisan were the leading investigators,<br />
at Turin, Palmucci, at Naples Santoro, at Milan Moggio. Each center<br />
recruited 10-13 patients (total 45). Each patient was evaluated simultaneously<br />
by two qualified neurologists. During each evaluation, commands were given<br />
by a single person. Each clinical examiner evaluated the function of facial<br />
muscles, shoulder girdle and proximal limb muscles, abdominal muscle, and<br />
leg muscles according to the clinical evaluation form. A functional score was<br />
attributed to each muscle group (facial, shoulder girdle, proximal limbs,<br />
pelvic girdle, leg). In addition, strength of abdominal muscles was evaluated<br />
through the presence of Beevor’s sign.<br />
To avoid possible discrepancies among the different centers and make the<br />
evaluation uniform a specific training will be organized before the beginning<br />
of the study. To verify the standardization of the criteria of assessment, each<br />
examiner will evaluate the same 10 patients recorded on a video. A DVD<br />
demonstration will be prepared, in order to share the experiences. Only<br />
trained clinicians will be admitted to the proposed clinical study.<br />
Molecular studies – All selected patients underwent DNA testing for FSHD<br />
for diagnostic purposes. Molecular analysis was performed at the laboratories<br />
directed by Giuliana Galluzzi and Rossella Tupler.<br />
DNA was extracted from peripheral blood, digested with the restriction<br />
enzyme EcoRI, and double digested with EcoRI/BlnI by methods described<br />
previously [van Deutekom 1993; Deidda et al. 1996; Galluzzi et al. 1999].<br />
Digested DNA has been then separated either by linear gel electrophoresis<br />
(LGE) or by pulsed field gel electrophoresis (PFGE), transferred onto<br />
Zetaprobe membrane (BioRad) and hybridized with probe p13E-11 [Felicetti,<br />
Galluzzi 2003].<br />
The restriction fragments were detected by autoradiography. Restriction<br />
fragments were deemed consistent with the 4q35 deletion as seen in FSHD if<br />
both of the following criteria were met: 1) the EcoRI fragment size was < 35<br />
kb; 2) this small fragment was further reduced by 3 kb following the<br />
EcoRI/BlnI double digestion.<br />
Analysis of D4Z4 deletion was extended to first-degree relatives of subjects<br />
carrying a restriction fragment consistent with 4q35 deletion. This proce-<br />
2009 771
Sezione III: Attività per progetti<br />
dure allowed us to distinguish familial and sporadic cases. Familial case pedigrees<br />
were further analyzed. Out of the total of myopathic subjects referred to<br />
the laboratories for diagnostic purposes, 1062 index subjects (hereafter<br />
reported as index cases) carried a p13-E11 allele consistent with FSHD diagnosis.<br />
Analysis of relatives, when available, allowed us to identify 520 FSHD<br />
families, 72 ascertained sporadic cases in which both parents were analyzed.<br />
130 cases were considered as “ familial cases to be confirmed ”, since other<br />
myopathic subjects, in which molecular analysis was not performed were<br />
reported in the family. In 320 cases no relatives were examined and no familial<br />
anamnestic information were available. It was thus not possible to assign<br />
any of these to the above categories.<br />
Family history and molecular analysis will be extended to parents and relatives<br />
in 358 individual cases lacking those information. This screening will<br />
allow identifying additional familial cases. that will be made available for<br />
genotype-phenotype correlation.<br />
In addition, molecular analysis for FSHD was negative in 332 myopathic<br />
patients investigated: for 73 out of the 332, a FSHD-like phenotype<br />
was confirmed. Those patients will be reevaluated to verify clinical and<br />
molecular diagnosis as described in the specific aim 2 of this research proposal.<br />
It is important to note that in addition to 1062 FSHD index cases, 690 relatives<br />
carrying the deleted allele were detected. Thus our collection of FSHD<br />
patients includes more than 1752 individuals and represents a valuable<br />
resource for future studies.<br />
Study of compound heterozygotes – FSHD is associated with a contraction of<br />
the D4Z4 array repetitive elements on chromosome 4. The disease is characterized<br />
by a remarkable phenotypic variation of clinical expression, however<br />
a correlation between repeat contraction and clinical severity has been<br />
described [Lunt et al. 1995; Tawil et al. 1996; Ricci et al. 1999]. Our recent<br />
experimental results [Gabellini et al. 2002; Gabellini et al. 2006] led us to<br />
hypothesize that D4Z4 deletions can lead to abnormal transcriptional derepression<br />
of 4q35 genes. In particular, we speculated that the more severe<br />
clinical expression of the disease observed in FSHD patients carrying a<br />
number of D4Z4 units below 4 might be due to a higher level of expression<br />
of 4q35 genes. If this is the case, subjects carrying D4Z4 deleted alleles on<br />
both chromosome 4 might present a more severe phenotype than their relatives<br />
carrying only one deleted allele.<br />
To test this hypothesis, we investigated 7 FSHD families, in which there<br />
was at least one compound heterozygous patient, a rare condition for this disease.<br />
Our study included 9 patients who are compound heterozygous for two<br />
“ short ” alleles. Clinical examination, and pulsed-field gel electrophoresis<br />
(PFGE) analysis of DNA with probes proximal and distal to D4Z4 were performed.<br />
All patients were characterized for each of the described polymorphism<br />
(D4Z4 repeat number, 4qA/4qB telomeric alleles). Patients enrolled in<br />
our study carried p13E-11-EcoRI fragments ranging between 24 kb and 38 kb.<br />
The clinical evalutation score (named hereafter FSHD score), based on the<br />
772 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
functional evaluation of each affected muscle group, was used to quantify the<br />
severity of patients’ clinical phenotype.<br />
Our goals were: a) to verify the correlation between phenotype (described<br />
by FSHD score) and genotype, taking into account number and size of D4Z4<br />
alleles. Correlation also considered age and sex; b) to test the effect of contraction<br />
of D4Z4 in both chromosomes 4 on patients’ phenotype; c) to test the<br />
FSHD score as a tool to describe the clinical phenotype in a single quantitative<br />
parameter, suitable for statistical analysis.<br />
Analysis of FSHD score in compound heterozygous patients revealed<br />
that heterozygosity for FSHD-sized alleles contributed to a more severe phenotype<br />
(FSHD score 7.4 ± 3.7) than the one of their relatives (FSHD score<br />
1.8 ± 2.4) carrying a single deletion on chromosome 4. We also observed<br />
that 16 cases (51%) carrying the deletion on a single chromosome 4 were<br />
asymptomatic (FSHD total score equal to 0) or showed very low penetrant<br />
phenotype (FSHD total score equal to 1). This was independent of age but<br />
significantly more females than males result protected from developing the<br />
disease.<br />
Interestingly, compound heterozygous patients displayed a complete penetrance<br />
of the disease (9 out of 9) and a more severe phenotype.<br />
Collectively our data show that the presence of D4Z4 deleted alleles on<br />
both chromosomes 4 correlate with a significantly more severe phenotype<br />
than the one of relatives and patients with a single deleted allele from different<br />
families.<br />
CLINICAL PROTOCOL AND METHODS<br />
Overview<br />
This research proposal aims at providing the basis to design a standardized<br />
approach to FSHD diagnosis and testing the possibility of defining<br />
novel prognostic markers for FSHD through genotype-phenotype correlation<br />
studies.<br />
A dedicated specific software and a website for data management will be<br />
designed by Fabrizio Montesi. Statistical analysis of the data will be performed<br />
under the supervision of Roberto D’Amico, University of Modena and<br />
Reggio Emilia.<br />
Specific Aim 1.To define the clinical and molecular features of a large<br />
Italian population of subjects affected by FSHD and to investigate the genotype-phenotype<br />
correlation in FSHD.<br />
1. Genotype-phenotype correlation in FSHD<br />
Our aim is the definition of guidelines for an accurate and efficacious<br />
diagnostic protocol and the validation and use of the FSHD clinical severity<br />
score. On the basis of a very large number of index cases (1062), great competence<br />
of the clinicians of the clinical consortium, and 15-year long expertise<br />
on the molecular basis of FSHD, we decided to re-evaluate all cases we analyzed<br />
from 1993 to present, in order to establish an effective approach to<br />
FSHD clinical evaluation and molecular diagnosis in view of the most recent<br />
2009 773
Sezione III: Attività per progetti<br />
discoveries. We expect meticulous clinical evaluation of “ typical ” and “ atypical<br />
” FSHD cases associated with histological and molecular analysis to provide<br />
valuable information for clinicians and researchers. A precise and<br />
updated clinical definition associated with molecular diagnosis is also the<br />
necessary background to identify factors that can influence the disease outcome.<br />
In addition, this study will establish the validity of the FSHD score as a<br />
fundamental tool that can be used to gauge the efficacy of treatments in clinical<br />
trials and test possible future therapeutic approaches.<br />
A. Clinical evaluation of familial and sporadic FSHD subjects – In order to collect<br />
clinical information suitable for statistical analysis, it is critical to achieve<br />
a homogeneous approach for the patients’ evaluation and data collection. To<br />
this aim a specific clinical data questionnaire has been created. It will be<br />
applied by all the clinical centers when interviewing and visiting each single<br />
patient and his/her relatives.<br />
Before the beginning of the study the clinical coordinator will organize a<br />
meeting with participating centers where all the details will be discussed.<br />
Each center will identify one or more examiners who will be specifically<br />
trained and devoted to the collection of patients and families, administration<br />
of the questionnaire and neurological examination. Clinician will be trained<br />
at the use of the clinical evaluation scale. Patients and their family members<br />
will be enrolled through the databases of the single centers. This preliminary<br />
step is relatively easy to achieve, as all participating clinical centers have an<br />
outpatients clinic where patients are regularly seen for follow-ups, or come<br />
for counseling and to address daily problems. Thanks to the good relationship<br />
between clinicians and patients, recruiting family members for genetic analysis<br />
will be relatively straightforward too. Contacts will be made through telephone<br />
calls or mail, explaining the reasons of the study, and appointments<br />
will be made, trying to summon family groups together and drawing an extensive<br />
family tree of each group.<br />
The clinical data questionnaire focuses on the patient’s clinical history,<br />
used drugs, medical conditions and associated pathologies. It will support the<br />
physician and help him/her to collect information, which can be relevant to<br />
identify factors that can influence the disease onset and progression. Moreover<br />
the use of the FSHD score will provide a tool to estimate the penetrance<br />
of the disease in correlation with number of repeats, age and sex. Our intent is<br />
to identify the correlations, if any, between the genetic arrangement and factors,<br />
which may influence the severity of the disease. Family history will be<br />
taken into particular consideration in familial cases, and molecular analysis<br />
will be extended to all first-degree relatives of affected patients. This approach<br />
will allow us to identify asymptomatic carriers and will provide information<br />
suitable to evaluate penetrance of the pathogenic mutation in correlation with<br />
the size of deleted alleles.<br />
To obtain a functional quantification of muscle weakness in FSHD<br />
patients, an evaluation scale specifically modified for FSHD has been<br />
designed based on the Brook et al evaluation scale [Brook et al. 1981] and<br />
modified by Ricci et al. [1999] and Trevisan et al. [2006].<br />
774 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
The evaluation procedure will be divided into six sections that will allow<br />
to assess the strength and the function of muscular groups belonging to:<br />
I) face (score from 0 to 2);<br />
II) shoulder girdle (score from 0 to 3);<br />
III) upper limbs ( score from 0 to 2);<br />
IV) distal legs (0-2) ;<br />
V) pelvic girdle (score from 0 to 5);<br />
VI) abdominal muscles (0-1).<br />
The MRC scale will be used to evaluate muscle strength in affected<br />
muscles.<br />
More detailed information such as asymmetry of presentation, or any<br />
observed peculiarity can be added in the section “ others ”.<br />
This procedure has been selected because it can be easily performed in<br />
the medical office, it is not influenced by the tester, and different investigators<br />
generate comparable results. The six sections of the evaluation procedure are<br />
independent, allowing a precise definition of atypical cases. The uniformity of<br />
the different centers will be guaranteed by a preliminary meeting organized<br />
by the clinical coordinator where details of the clinical assessment will be discussed.<br />
A DVD showing the assessment of the muscle strength will be prepared<br />
and used to train the examiners.<br />
B. Extended Molecular Analysis and clinical evaluation of FSHD Families –<br />
Identification of D4Z4 deletion on chromosome 4q35 in DNA by Southern<br />
blot hybridization with probe p13E-11 is considered the “ golden standard ”<br />
for the diagnosis of FSHD.<br />
Analysis of FSHD families collected over years revealed an unexpectedly<br />
high number of compounds heterozygous patients, if we consider the frequency<br />
of the D4Z4 pathogenic allele as 1 in 20,000. One possible explanation<br />
is the presence of a larger number of asymptomatic individuals carrying the<br />
D4Z4 pathogenic deletion than expected. These individuals, unaware of being<br />
affected, maintain the capability of transmitting the pathogenic allele to their<br />
progeny. It is thus possible that “ non-penetrant gene carrier ” marry a second<br />
“ non-penetrant gene carrier ”. Indeed, clinical study of relatives of the compound<br />
heterozygotes revealed that 51% of subjects carrying the molecular<br />
defect are healthy or asymptomatic.<br />
This observation suggests that the penetrance of the disease, in general<br />
considered almost complete by the age of 20, might be greatly reduced in a<br />
number of subjects, leading to a underestimation of the frequency of FSHD<br />
pathogenic mutation.<br />
By extending the molecular analysis to all asymptomatic subjects of<br />
FSHD families we aim to precisely define the penetrance of FSHD in the Italian<br />
population in correlation with the D4Z4 pathogenic allele size.<br />
C. Molecular Analysis and clinical evaluation of subjects carrying p13E-11alleles<br />
of 38kb-45kb in size – In 1998 [Lunt 1998], as a result of the ENMC workshop<br />
on FSHD, the size of p13-E11 fragments defining a FSHD pathogenic<br />
allele was established. With general consensus, the presence of a p13-E11<br />
2009 775
Sezione III: Attività per progetti<br />
allele with size of 35 kb (8 D4Z4 units) or shorter, was considered pathognomonic.<br />
However, among the myopathic (FSHD-like) cases we analyzed, 75<br />
carry p13E-11 EcoRI alleles ranging between 38 and 45 kb in size (number of<br />
repeat unit between 9 and 11) and represent approximately 7% of the positive<br />
cases analyzed. Since alleles between 38 and 45 kb in size, when detected in<br />
healthy subjects, are considered within the range of normality, we have<br />
planned to re-evaluate all patients carrying 38-45 kb alleles who have developed<br />
a clear myopathy through a standardized clinical investigation. This<br />
study should allow a detailed definition of their clinical phenotype and, eventually,<br />
the identification of common features, if any. Moreover this analysis<br />
may facilitate the identification of factors that can influence the clinical outcome.<br />
All selected subjects will be re-evaluated by the designed neurologist. We<br />
expect this analysis to provide data useful to:<br />
1) identify factors contributing to the disease onset;<br />
2) define the risk of developing a muscular dystrophy when carrying alleles<br />
of such size in a definite family. This study might also allow the identification<br />
of large pedigrees suitable for linkage analysis in order to isolate genetic<br />
factors that can influence the penetrance of the disease.<br />
D. Analysis of 4qA/4qB distribution – It has been suggested that 4qB subtelomeres<br />
contain elements that might prevent FSHD manifestation [Lemmers<br />
et al. 2002, 2004; Thomas et al. 2006]. However, all published studies are<br />
related to clinically affected subjects and do not consider the frequency of the<br />
“ non-penetrant gene carriers ” carrying the 4qA allele in the analyzed FSHD<br />
population. The study of the frequency of the 4qA/4qB alleles in over 600<br />
FSHD families, in correlation with the results of clinical evaluation, will allow<br />
to calculate the disease penetrance in relationship with the size of the deleted<br />
allele and the 4qA/4qB subtelomeric polymorphisms.<br />
The results of this study will allow us to verify the “ protective effect ” of<br />
4qB alleles, and possibly strengthen the causal association between FSHD and<br />
the presence of 4qA alleles telomeric to D4Z4 deleted alleles [Lemmers et al.<br />
2004]. Clearly, confirmation that carriers of 4qB allele do not develop FSHD<br />
will have positive implications for prognosis and genetic counseling. All 1062<br />
subjects carrying a D4Z4 deleted allele (number of repeat unit fewer than 11,<br />
p13E-11EcoRI fragment shorter than 45 kb) will be investigated for the<br />
4qA/4qB allelic variant of chromosome 4.<br />
E. Study of FSHD patients carrying two deleted alleles – Genotype−phenotype<br />
studies conducted on six FSHD families in which compound heterozygotes or<br />
homozygotes for two deleted alleles on chromosome 4 are contradictory<br />
[Wohlgemuth et al. 2003, Tonini et al. 2004; Lemmers 2004]. The study by<br />
Wohlgemuth et al. suggested a dosage effect of the two deleted alleles,<br />
whereas the studies of Tonini et al. and Lemmers et al. indicated that the presence<br />
of two alleles does not result in a more severe phenotype and that one of<br />
the two alleles might not be pathogenic.<br />
Our study, conducted on 7 families and 40 subjects (9 compound heterozygotes)<br />
shows that the presence of two pathogenic alleles worsens the<br />
776 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
clinical phenotype. This observation points at the role played by each 4q D4Z4<br />
allele in FSHD onset and progression and has clear implication for genetic<br />
counseling. To confirm this result, we will extend our study to 18 additional<br />
families we already identified.<br />
2. Characterization of FSHD-like myopathic patients<br />
not carrying the D4Z4 pathognomonic mutation<br />
Previous studies suggested that FSHD is a genetically heterogeneous disorder.<br />
In a 14-year period 1466 myopathic subjects were referred to our laboratories<br />
for the molecular diagnosis of FSHD. All of them were investigated<br />
using the standard technique. We failed to detect a p13E-11 allele shorter than<br />
45 kb, in 332 of them. The majority of those cases is most likely represented<br />
by various neurogenic and myogenic FSHD-like disorders could have been<br />
clinically misdiagnosed. However, some of those myopathic patients may<br />
carry a different molecular defect leading to FSHD phenotype. Indeed, the reevaluation<br />
of 190 cases allowed us to select 73 FSHD-like patients. We aim to<br />
continue this screening to verify whether their clinical phenotypes are consistent<br />
with the consortium criteria for FSHD diagnosis. If necessary a complete<br />
electrophysiological study and/or muscle biopsy with extensive study, as outlined<br />
in a previous section will be performed by the clinical partner to exclude<br />
other neuromuscular diseases. Selected patients presenting at least 3 of FSHD<br />
clinical diagnostic criteria will be considered FSHD-like and will be further<br />
investigated.<br />
F. Detection of p13E-11 deletion – We must also consider that in 3% of<br />
patients showing FSHD clinical features, there is a deletion of the region<br />
proximal to the polymorphic D4Z4 repeat array that encompasses the p13E-<br />
11probe [Lemmers et al. 2003]. In these cases the pathogenic D4Z4 allele is<br />
undetectable by Southern hybridization of p13E-11 probe. To identify these<br />
subjects among our cases, we will carry out an experimental procedure by<br />
using 4qA and 4qB probes on HindIII digested DNA as described by Lemmers<br />
et al. [2003]. Hybridization of HindIII digested DNA with 4qA/4qB probes<br />
allows detection of deleted fragment in the 4q35 region, that were undetectable<br />
in EcoRI digested DNA by p13E-11 hybridization, because lacking<br />
the DNA sequence detected by probe p13E-11.<br />
At present, through clinical re-evaluation and molecular analysis of 190<br />
myopathic patients, we identified 5 subjects carrying a p13E-11 deletion.<br />
Selected FSHD-like patients will be further investigated.<br />
G. Methylation studies – To explain FSHD pathogenesis, we proposed that<br />
D4Z4 deletion through modification of chromatin structure causes transcriptional<br />
derepression that eventually leads to disease [Gabellini et al. 2002;<br />
Tupler, Gabellini 2004].<br />
In agreement with our hypothesis, Van Overvelds et al described D4Z4<br />
hypomethylation in FSHD and in FSHD-like patients not carrying any D4Z4<br />
deleted allele [van Overveld et al. 2003]. CpG DNA methylation is considered<br />
the hallmark of gene repression and is known to be involved in X-chromosome<br />
inactivation, imprinting and gene silencing [Robertson, Wolffe 2000]. It<br />
2009 777
Sezione III: Attività per progetti<br />
has been thus proposed that D4Z4 hypomethylation might be a hallmark of<br />
chromatin modification at D4Z4 in FSHD-like patients.<br />
To test this possibility, we selected 73 FSHD-like patients, who are clinically<br />
identical to FSHD affected subjects but have an unaltered D4Z4 repeat.<br />
To this purpose, we will examine two CpG methylation-sensitive restriction<br />
sites (BsaAI and FseI) in the first (proximal) unit of D4Z4 repeat array on<br />
chromosome 4q35.<br />
Results of this analysis will provide additional tools for FSHD diagnosis<br />
and will lay the basis for transcriptional studies.<br />
H. Analysis of gene expression in FSHD-like patients – The clinical and molecular<br />
screening described above will allow us to select a number of patients<br />
that show clinical feature of FSHD without carrying the molecular hallmark<br />
of the disease, the D4Z4 deletion.<br />
To test the possibility that other molecular defects might affect expression of<br />
4q35 genes we aim at evaluating 4q35 transcription levels in muscle biopsies<br />
obtained from patients clinically affected by FSHD with no D4Z4 deletion.<br />
Expression analysis will be performed on total RNA extracted from part of muscle<br />
biopsy previously obtained for diagnostic purposes. Biopsies have been stored<br />
in Neuromuscular bank of tissues and DNA samples (NMTB) (telethon grant:<br />
GTF05003) directed by Angelini, Bank of DNA Cell Lines and Nerve-Muscle cardiac<br />
tissues NMUNIT-UNIMIOM (telethon grant GTF02008) directed by Moggio.<br />
The study will include biopsies obtained from sex and age matched controls<br />
from healthy volunteers or normal muscle biopsies from subjects biopsied<br />
for other reasons.<br />
This analysis may bring an important result for FSHD diagnosis. Detection<br />
of specific over-expression of one or more 4q35 genes will provide a<br />
molecular marker to study FSHD-like cases. It is also important to note that<br />
these findings will support further investigations to establish which mechanism,<br />
besides D4Z4 deletion, causes transcriptional de-repression at 4q35.<br />
Methods<br />
1. To define the clinical features of a large Italian population of FSHD<br />
and to study the genotype-phenotype correlation in FSHD<br />
A. Clinical studies – The proposed study includes:<br />
a) patients clinically affected with FSHD, confirmed by molecular diagnosis<br />
(one p13E-11 EcoRI allele < 35 kb);<br />
b) patients clinically affected with FSHD carrying one p13E-11 EcoRI<br />
allele between 35 kb and 45 kb;<br />
c) patients clinically affected with FSHD carrying one p13E-11 EcoRI<br />
allele > 50 kb;<br />
d) all family members, both symptomatic and asymptomatic, in which<br />
molecular analysis has not been performed.<br />
Asymptomatic family members are included the clinical investigation.<br />
All subjects enrolled in the study will be interviewed using the clinical<br />
data questionnaire which focuses on the patient’s clinical history. Each<br />
778 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
patients will be examined and will receive a FSHD score. Our intent is to identify<br />
the correlations, if any, between the genetic rearrangement and factors,<br />
which may influence the severity of the disease. The uniformity of the different<br />
centers will be guaranteed by a preliminary meeting organized by the clinical<br />
coordinator. All clinical data will be introduced in the specifically<br />
designed database.<br />
B. Molecular analysis – Chromosomal DNA will be prepared from isolated<br />
lymphocytes according to the standard procedure.<br />
Restriction endonuclease digestion of DNA will be performed in agarose<br />
blocks with the appropriate restriction enzyme: EcoRI and BlnI (p13E-<br />
11probe), Hind III (4qA/4qB probes), XapI (chromosomal assignement of<br />
p13E-11 alleles), Tru9I (D4Z4 repeat probe), NotI (B31 probe). DNA will be<br />
separated by Field Inversion Gel Electrophoresis (FIGE) and Pulsed Field Gel<br />
Electrophoresis (PFGE). Probe hybridization will allow to analyze the appropriate<br />
genomic region.<br />
Data processing. A total of 1752 patients are currently available. The patients<br />
and their families will be summoned through telephone calls or mail. We<br />
expect a response rate of 65-75% throughout the entire funding period. This<br />
will ensure an enrolment of 1138-1314 patients. We expect that an equal number<br />
of relatives will be also enrolled. The patient code will allow us to process<br />
both the clinical and personal data, fulfilling the current laws on privacy. For<br />
data protection, forms will be numbered before being sent to the Coordinator.<br />
Each partecipating center will be identified by a prefix number, from 01 to 13.<br />
Each form will be numbered in ascending order like: 01/001, 01/002, 01/003.<br />
etc. Each numbered card will be assigned to a given patient.<br />
A preliminary informative meeting will be held to discuss and illustrate<br />
the forms to the physicians of all the collaborating centers. This will guarantee<br />
the use of a standardized methodology to be applied during the patients’<br />
examination. Subsequent meetings will be organized to discuss all the peculiar<br />
cases. Information collected in the appropriate forms will be inserted into<br />
the specific database. Statistical analyses to estimate the prevalence of the disease<br />
in the Italian population, the relative frequency of sporadic and familial<br />
cases, and the estimation of the risk of relatives of affected recruited patients<br />
will be performed under the supervision of an expert statistician.<br />
FSHD score will be used to describe in a single parameter the patients’<br />
phenotype. Comparison of risk of severe symptoms (higher FSHD score)<br />
between patients with different fragment size will be estimated by using logistic<br />
regression adjusted for age. Correlations will be tested by Spearman’s rank<br />
correlation test.<br />
To assess the hypothesis of significant difference between two groups (e.g<br />
compound heterozygotes and single deletion carriers) for given variables<br />
(muscles involved, associated polymorphisms 4qA/4qB, etc) the non-parametric<br />
Mann-Whitney t-test will be used. All analyses will be performed with<br />
STATA software Version 8 (Stata Corporation, College Station, Texas).<br />
Statistical analysis will be used to validate a standard diagnostic protocol<br />
for FSHD.<br />
2009 779
Sezione III: Attività per progetti<br />
2. To study the D4Z4 deleted alleles and the associated polymorphisms<br />
in a large cohort of FSHD families and sporadic cases.<br />
Patients. The study will focus on myopathic patients with D4Z4 fragment ><br />
50 kb. Clinical examination will search for the inclusion criteria outlined<br />
above. Morphological and immunohistochemical study will be performed on<br />
muscle biopsy to exclude muscle diseases other than FSHD (limb-girdle muscular<br />
dystrophy with defect of structural proteins, mitochondrial and other<br />
metabolic myopathies, inflammatory myopathies). Genetic analysis of the<br />
FRP gene will identify the patients with muscular dystrophy due to defect of<br />
fukutin-related protein, which can present facial weakness. The analysis will<br />
be conducted in the center directed by Angelini (P3).<br />
The clinical features of all the FSHD-like patients will be discussed in<br />
meetings including all the clinical centers, organized by the clinical coordinator;<br />
in particular the neurological examination will be filmed so that the clinical<br />
data can be shared among different clinicians; ideally all or most of the<br />
centers should agree about the FSHD phenotype of the patient under discussion.<br />
Thus we should be able to select patients with FSHD-like myopathy that<br />
will be considered for further molecular studies.<br />
Methylation studies. D4Z4 DNA methylation analysis will be performed on<br />
Genomic DNA from FSHD and FSHD-like patients, both family members and<br />
unrelated individuals.as previously described [van Overveld et al. 2003]. After<br />
DNA digestion with the restriction enzymes EcoRI, BglII, BlnI, FseI and<br />
BsaAI, the methylation level of the D4Z4 unit will be diagnosed by comparison<br />
of the signal intensity of BglII-BglII fragment with BglII-BsaAI fragment<br />
and the comparison of BglII-BglII fragment with BglII-FseI fragment. In<br />
hypomethylation condition the BglII-BsaAI and BglII-FseI fragments have a<br />
signal of greater intensity in comparison to BglII-BglII fragments, because<br />
BsaAI and FseI cut the DNA only when specific CpGs in their restriction sites<br />
are not methylated.In conclusion, in agreement with the hypothesis that<br />
removal of silencing at 4q35 causes FSHD, we expect a hypomethylation pattern<br />
in those patients who don’t carry the D4Z4 deletion, but have a clinical<br />
FSHD phenotype.<br />
Analysis of gene expression. Only in presence of ascertained clinical signs, a<br />
selected group of patients will be subsequently subjected to muscular biopsy<br />
and consequent analysis of 4q35 gene expression. To assess gene expression<br />
level in relation to FSHD pathogenesis a precise quantitative analysis of 4q35<br />
gene expression in affected muscle will be performed.<br />
Muscle specimens from healthy age- and sex-matched individuals as normal<br />
controls will guarantee a good validation of the study.<br />
Gene expression will be analyzed by TaqMan assay. Total RNA will be isolated<br />
from muscle samples and used for the synthesis of cDNA with random<br />
examers and reverse transcriptase. Primers and probes has been designed<br />
using the Beacon Designer software for RealTime PCR assay on the iCycler iQ<br />
Detection System. Because of the high degree of homology among the FRG1<br />
and FRG2 multi-copy gene family, we have performed a preliminary test by<br />
780 2009
TEL.13 – Clinical and laboratory criteria for FSHD diagnosis in view of a national registry…<br />
conventional PCR analysis of DNA and RT-PCR analysis of total RNA isolated<br />
from human monochromosomatic cell hybrid, to identify best set of primers<br />
and TaqMan probe. Relative abundance of 4q35 genes transcripts is determined<br />
by comparing Ct values for each reaction with the standard curve and<br />
normalizing to the amount of GAPDH, RSP7, RPP0, cyclophillin.<br />
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– van Deutekom J, Lemmers R et al. (1996) Hum Mol Genet 5:581-590.<br />
– van Geel M, Dickson M et al. (2002) Genomics 79: 210-217.<br />
– van Overveld P, Lemmers R et al. (2000) Hum Mol Genet 9: 2879-2884.<br />
– van Overveld PG, Lemmers RJ et al. (2003) Nature Genetics 35:315-317.<br />
– van Overveld PG, Enthoven L et al. (2005) Ann Neurol 58:569-576.<br />
– Vitelli F, Villanova M et al. (1999) Muscle Nerve 22: 1437-1441.<br />
– Weiffenbach B, Dubois J et al. (1993) Nat Genet 4:165-169.<br />
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– Wohlgemuth M, Lemmers R et al. (2003) Neurology 61:909-913.<br />
– Zatz M, Marie SK et al. (1995) Am J Hum Genet 56:99-105.<br />
– Zatz M, Marie SK et al. (1998) Am J Med Genet 77:155-161.<br />
782 2009
TEL.14 – MANIPULATION OF SEROTONIN<br />
TRANSMISSION ON BEHAVIOURAL<br />
AND NEUROCHEMICAL DEFICITS PROMOTED<br />
BY PHENYLKETONURIA<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
TIZIANA PASCUCCI<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
<strong>Fondazione</strong> Telethon – Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
BACKGROUND<br />
Hyperphenylalaninemia (HPA) refers to all clinical conditions characterized<br />
by increased amounts of phenylalanine (PHE) in blood and other tissues.<br />
The most severe form of HPA is the classical phenylketonuria (PKU; McKusick<br />
261600), an inherited metabolic disease caused by a deficiency of the<br />
enzyme phenylalanine hydroxylase (PAH; E.C. 1.14.16.1) necessary to convert<br />
phenylalanine in tyrosine, resulting in an accumulation of plasmatic phenylalanine<br />
(> 20 mg/dl). Brain is most vulnerable organ to high PHE levels especially<br />
during the firsts years of life, when high blood PHE levels lead to severe<br />
mental retardation and heavy neuropathological signs; therefore it is necessary<br />
to maintain the blood level of phenylalanine within physiological range<br />
(between 2 and 10 mg/dl). Treatment of PKU consists in a phenylalaninerestricted<br />
diet that must start in the early days of life and that requires exclusion<br />
of several natural foods and supplement of unpleasant synthetic compounds<br />
to avoid nutritional deficiencies. Consequently compliance whit<br />
dietary treatment is often worse and many PKU-patients do not adhere<br />
strictly to diet, resulting in a state of HPA with several neuropsychological<br />
consequences.<br />
Moreover, despite severe impairments are prevented by diet during childhood,<br />
even early and continuously treated PKU patients show cognitive and<br />
behavioural impairments. In particular, frontal/executive skills (working<br />
memory, abstract reasoning, problem solving, planning ability, sustained<br />
attention, inhibitory control, mental flexibility) appear to be prominently deficient<br />
in early-treated PKU. These functions are associated with the pre-<br />
Frontal Cortex (pFC) that, more than other cerebral regions, appears to be<br />
extremely sensible to PHE-induced disturbances. In fact, deficits in working<br />
memory and executive functions are reported in children with higher current<br />
PHE concentrations [Diamond 1994; Schmidt et al. 1994; Weglage et al. 1996;<br />
Welsh et al. 1990] and in adults with early-treated PKU after they relaxed or<br />
stopped the diet [Brumm et al. 2004; Channon et al. 2004; White et al. 2002].<br />
Although there is limited evidences, these data show the pathological effects<br />
of HPA also in well-treated adult patients, thus adults are encouraged to stay<br />
on dietary treatment for as long as possible. So, recently there is a renewed<br />
interest to studying biochemical mechanisms underlying PHE-induced prefrontal<br />
dysfunctions in order to identify alternative approaches. The development<br />
of additional therapeutic strategies for cognitive disturbances in HPA<br />
patients requires the understanding of the mechanism involved in PHEdependent<br />
brain dysfunctions.<br />
Preliminary results suggest that PHE-induced cognitive deficits mainly<br />
depend on the PHE interference with serotonin synthesis by inhibition of<br />
brain tryptophan hydroxylase activity. These results are in agreement with<br />
previous data showing that serotonin (5-HT) is the most affected amine in the<br />
brain of PKU mice [Puglisi-Allegra et al. 2000], and that discontinuation of<br />
PHE-restricted diet determines a dramatic decrease of the 5-HT metabolite, 5-<br />
HIAA, in the CSF of hyperphenylalaninemic adolescents [Lou et al. 1985].<br />
Administration of a drug able to increase serotonin levels is an important<br />
784 2009
TEL.14 – Manipulation of serotonin transmission on behavioural and neurochemical deficits…<br />
opportunity to evaluate the role of serotonin on PHE-dependent cognitive<br />
deficits.<br />
Moreover, accumulated evidences indicate that even mildly elevated<br />
blood PHE levels promote cognitive deficits involving the pFC. Indeed,<br />
frontal/executive skills, (working memory, abstract reasoning, problem solving,<br />
planning ability, sustained attention, inhibitory control, mental flexibility)<br />
appear to be deficient in early-treated PKU [Diamond et al. 1997; Huijbregts<br />
et al. 2002; Leuzzi et al. 2004; Smith et al. 2000; White et al. 2002], and in<br />
early-treated adolescents deficits in pFC-dependent functions appear to correlate<br />
with current blood PHE concentrations [Diamond 1994; Schmidt et al.<br />
1994; Weglage et al. 1996; Welsh et al. 1990]. These data support the hypothesis<br />
that the hyperphenylalaninemic condition has negative effects beyond<br />
development, and suggest a direct interference of excess PHE on pFC functioning.<br />
Fronto-cortical functioning is highly dependent on aminergic transmission.<br />
Indeed, the pFC is innervated by dopaminergic, norepinephrinergic,<br />
and serotoninergic afferents. Identification of mechanisms by which PHE<br />
interferes with cortical aminergic systems could allow to identify complementary<br />
therapies aimed to re-enable amine-dependent cognitive functions. There<br />
is considerable evidence for a critical role of dopamine (DA) in working memory.<br />
Therefore, it has been proposed that a deficient frontocortical DA transmission<br />
is responsible for cognitive deficits in adult and adolescent earlytreated<br />
PKU subjects [Diamond 1997]. Nevertheless, 5-HT is also widely distributed<br />
throughout the pFC and act to modulate different types of pFCdependent<br />
functions. Therefore, HPA-dependent cognitive disturbances might<br />
involve fronto-cortical 5-HT transmission. PHE excess could interfere with 5-<br />
HT metabolism by reducing brain availability of its amino acid precursor:<br />
tryptophan. Indeed, one influent hypothesis suggests that in HPA brain, PHE<br />
excess saturates brain-blood barrier carriers interfering with the access of<br />
other amino acid to the brain [Pietz et al. 1999]. This hypothesis supports lifelong<br />
dietary supplementation with tryptophan [Koch et al. 2003]. However,<br />
previous data [Pascucci et al. 2002; 2008] do not show evidences of reduced<br />
tryptophan availability in the HPA brain. Excess PHE can also interfere with<br />
amine synthesis by inhibiting hydroxylase activity [Curtius et al.1981; Ogawa<br />
and Ichinose 2006]. Such mechanism would reduce availability of 5-hydroxytryptophan<br />
(5-HTP), the main rate limiting factor in 5-HT synthesis. The<br />
demonstration of the second mechanism would, instead, support therapeutic<br />
use of hydroxylated aminergic precursor, 5-HTP.<br />
In this project, therapeutic effects of 5-HTP supplement will be evaluate<br />
in two different sets of experiments: 1) in classical PKU, to investigate the use<br />
of 5-HTP as alternative therapy to standard low-PHE diet; 2) in HPA, to investigate<br />
5-HTP as support in different forms of HPA.<br />
OVERALL OBJECTIVES<br />
Overall objective of this project is the preclinical investigation of effects of<br />
serotonin supply (by 5-hydroxytryptophan supplement) on cognitive functions<br />
in phenylketonuria and mild hypeprhenylalaninemia.<br />
2009 785
Sezione III: Attività per progetti<br />
SPECIFIC AIMS<br />
1) To investigate the effects of 5-hydroxytryptophan (5-HTP) treatment<br />
during critical postnatal period in phenylketonuric mice. This treatment will<br />
be performed as alternative to standard low-PHE diet, and long-term effects<br />
on behaviours of adult phenylketonuric mice will be evaluated.<br />
2) To investigate the effects of 5-HTP treatment in adult mice characterized<br />
by different forms of hypeprhenylalaninemia (HPA). Different forms of<br />
HPA (control, mild HPA, mild phenylketonuria (PKU) and classic PKU) will<br />
be modelled on the base of plasma phenylalanine concentrations, and the<br />
effects of 5-HTP on frontal cognitive functions will be evaluated.<br />
RATIONALE<br />
1. What happen if you restore in ENU2 mice normal brain 5-HT levels<br />
during critical period? Our first specific objective is to investigate effects of 5-<br />
HTP during critical postnatal period to prevent cognitive dysfunctions in<br />
phenylketonuric subjects.<br />
Biogenic amines, in addition to their well-known function as neurotransmitters,<br />
have important roles in brain development [Herlenius, Lagercrantz<br />
2001]. The brain availability of biogenic amines follow a typical ‘phasic’ evolution<br />
characterized by dramatic increases during specific age-windows followed<br />
by reduction to adult levels. It has been suggested that neurotransmitter<br />
overproduction favours brain maturation in critical periods, i.e. in developmental<br />
stages during which condensing biochemical mechanisms are<br />
required for brain growth events. Moreover, several studies showed that, in<br />
developing animals, biogenic amines are implicated in the formation and<br />
maintenance of synapses [Okado et al. 2001; Whitaker-Azmitia 2001].<br />
In a previous study we identified age-dependent (postnatal days; 14-21)<br />
deficits in brain amine availability during postnatal development in PAH enu2<br />
(ENU2) mice, the genetic model of PKU [Pascucci et al. 2008]. In particular, 5-<br />
HT deficits were most pronounced, indicating severe widespread reduction of<br />
5-HT levels at all ages investigated, particularly between P14-P21, in comparison<br />
with wild-type. The time window of brain amine availability identified by<br />
this study in wild-type mice overlaps with the critical period of synapse formation,<br />
dendritic growth and remodelling, axonal refinement and columnarization<br />
in rodent’s cortices. Serotonin was the first neurotransmitter for which a<br />
developmental role was demonstrated [Sodhi, Sanders-Bush 2004; Whitaker-<br />
Azmitia 2001], and growing evidence implicates 5-HT in regulating the refinement<br />
of synaptic connectivity during postnatal development [Mazer et al.<br />
1997]. Deficits in 5-HT availability during critical maturation periods could<br />
represent a major source of the pathologic alteration of axons, dendrites and<br />
synapses remarked in the brain of untreated PKU patients [Bauman et al.<br />
1982; Huttenlocher 2000; Kornguth al. 1992]. In agreement with these results,<br />
unpublished data (see preliminary results, point 1) showed structural alterations<br />
in pFC neurons in ENU2 mice. These alterations might be morphological<br />
substrate of behavioural deficits reported in ENU2 mice [Cabib et al. 2003].<br />
786 2009
TEL.14 – Manipulation of serotonin transmission on behavioural and neurochemical deficits…<br />
The mechanism by which excess PHE interferes with brain amine synthesis<br />
is not yet well known. Indeed, excess PHE could influence cortical aminergic<br />
transmission by reducing brain availability of amino acid precursors, tyrosine<br />
and tryptophan, or by inhibiting hydroxylase activity. Submitted data<br />
(see preliminary results, point 3) demonstrated that activity of tryptophan<br />
hydroxylase enzyme (TPH) in pFC is deficient in PKU-affected mice, that<br />
brain tryptophan availability is not deficient, and that 5-hydroxytryptophan<br />
(5-HTP) treatment restore serotonin (5-HT) neurotransmission, also in presence<br />
of high PHE blood levels. These data renew interest for 5-HTP treatment<br />
in hyperphenylalaninemia (HPA): it is commercially available, has been used<br />
clinically for over 30 years, can be easily administered as dietary supplement<br />
and is well tolerated [Turner et al. 2006].<br />
So, effects of 5-HTP treatment, administered during critical developmental<br />
period (P14-P21), on behavioural profile of ENU2 mice, is an important<br />
objective in this project. By these experiments we would to respond to following<br />
question: can you prevent mental retardation in PKU subjects by increasing<br />
pharmachologically (by 5-HTP) serotonin levels during critical period?<br />
Preliminary results demonstrated ability to prevent alterations of spine morphology<br />
in medial pFC neurons of PKU mice (see preliminary data, point 2).<br />
Thus, we hypothesize that preventing deficits of 5-HT levels during a critical<br />
period for brain maturation we prevent behavioural deficits in adult PKU<br />
mice. Effect of 5HTP will be evaluated on behavioural test performances<br />
(Object Recognition Test, Spatial Novelty Test, Spontaneous Alternation Test,<br />
Morris Water Maze in standard and modified protocols) in adult ENU2 mice.<br />
We expect a recovery of more general cognitive deficits (as object and spatial<br />
novelty recognition, and spatial learning in standard Morris Water Maze),<br />
while deficits in more specific frontal-dependent cognitive functions (as learning<br />
and memory in the Spontaneous Alternation Test and in modified Morris<br />
Water Maze) would be maintained.<br />
2. HPA refers any consistent excess of blood PHE levels, including classical<br />
PKU. There are also several intermediate degrees of HPA, in which blood<br />
PHE levels are mildly elevated.<br />
Accumulated evidences indicate that even mildly elevated blood PHE levels<br />
promote cognitive deficits involving pFC. So, our second objective is the<br />
development of animal models of different degrees of HPA (control, mild<br />
HPA, mild PKU and classic PKU) on the base of plasma PHE concentrations.<br />
Different concentrations of blood PHE interfere differently with cognitive<br />
functions. In particular we retain that different forms of HPA present different<br />
profiles, characterized by crescent seriousness of behavioural symptoms moving<br />
from mild HPA to classical PKU forms, and major impairment of brain<br />
aminergic synthesis and transmission. Behavioural and neurochemical phenotyping<br />
will be performed on control, mild HPA, mild PKU and classic PKU<br />
mice.<br />
For behavioural phenotyping, all mice will be submitted to several behavioural<br />
tests to evaluate motor (Open Field Test, Rotarod Test and Grooming<br />
activity), cognitive (Object Recognition Test, Spatial Novelty Test, Spontaneous<br />
2009 787
Sezione III: Attività per progetti<br />
Alternation Test, Morris Water Maze in standard and modified protocols) and<br />
emotional (Porsolt’s Test) performances. The expectations are that more severe<br />
HPA form shows more severe and general behavioural deficits, in agreement<br />
with previous results [Cabib et al. 2003], whereas more mild forms of HPA<br />
induce more selective cognitive deficits, characterized by deficiencies in frontal<br />
cognitive functions. In fact, frontal/executive skills, (working memory, abstract<br />
reasoning, problem solving, planning ability, sustained attention, inhibitory<br />
control, mental flexibility), i.e. the functions associated with the pFC, appear to<br />
be extremely sensible to also mildly high PHE levels [Diamond et al. 1997; Huijbregts<br />
et al. 2002; Leuzzi et al. 2004; Smith et al. 2000; White et al. 2002]. So,<br />
mild HPA and mild PKU mice could be characterized by more specific deficits<br />
on Spontaneous Alternation Test and modified Morris Water Maze.<br />
For neurochemical phenotyping, direct evaluation of fronto-cortical<br />
aminergic neurotransmission will be evaluated by technique of in vivo intracerebral<br />
microdialysis in ENU2 treated mice during the exposure to a psychological<br />
experience known to affect cortical neurotransmission (restraint<br />
stress). Moreover, tissue levels of 5-HT, DA, NE and theirs metabolites will be<br />
analyzed in different brain areas to have a general view of brain aminergic<br />
metabolism in different forms of HPA. It is hypothesized here that different<br />
concentrations of blood PHE interfere differently with cognitive functions.<br />
Preliminary results showed complete dependence of serotoninergic cortical<br />
synthesis on blood PHE levels, offering support to role of 5-HT in HPAdependent<br />
prefrontal cortical dysfunctions. Thus, mild HPA, mild PKU and<br />
classic PKU mice will be temporary (one weeks) exposed to 5-HTP i.p. treatment,<br />
and effects on behavioural and neurochemical profiles will be investigate.<br />
We expect that 5-HTP treatment improves cognitive performances in<br />
mild HPA mice, allowing recover of frontal cognitive functions.<br />
PRELIMINARY RESULTS<br />
1. ENU2 mice show alterations of dendrite and spine morphology<br />
in medial pFC neurons<br />
Deficits of brain amine levels in ENU2 pups, observed when pups of the<br />
healthy background showed maximum amine peak increases, could represent<br />
a major source of the pathologic alteration of axons, dendrites and synapses<br />
remarked in the brain of untreated PKU patients [Bauman et al. 1982; Huttenlocher<br />
2000; Kornguth al. 1992].<br />
Brains of adult wild-type and ENU2 mice were dissected and impregnated<br />
using a standard Golgi Cox solution, immersed in the GolgiCox solution<br />
at room temperature for 6 days, transferred to a sucrose solution (30%) for 5<br />
days and then sectioned coronally (150 mm) using a vibratome. Sections were<br />
mounted on gelatinized slides, stained according to the Gibb and Kolb (1998)<br />
method and covered with Permount.<br />
Morphological characteristics of medial pFC neurons in ENU2 and wildtype<br />
mice were examined. Six neurons per animal were considered in each<br />
analysis The length and the number of branch nodes of the dendritic trees<br />
were quantified tracing the entire apical and three basal dendrites. On each<br />
788 2009
TEL.14 – Manipulation of serotonin transmission on behavioural and neurochemical deficits…<br />
dendrite category, dendrite diameter and spine density were estimated as a<br />
function of the branch order under higher magnification. All protrusions with<br />
or without bulbous expansions were counted as spines if they were in direct<br />
continuity with the dendritic shaft. Densities of spines on the apical and basal<br />
dendritic trees were averaged for a neuron mean, and the six neurons from<br />
each mouse were averaged. Spine density was then estimated as a function of<br />
the branch order on apical and basal dendrites. We observed in phenylketonuric<br />
mice reduced spine density in both apical and basal dendrites. Moreover,<br />
analysis of spine maturation revealed that ENU2 mice exhibited more<br />
spines with immature shapes that did controls on apical dendritic shafts.<br />
These observations, in agreement with human data of pathologic alterations<br />
of axons, dendrites and synapses in PKU brain [Bauman et al. 1982;<br />
Huttenlocher 2000; Kornguth al. 1992], might represent mechanism by which<br />
reduced brain amine availability during postnatal development produces cognitive<br />
impairment in PKU subjects.<br />
2. 5-HTP treatment during critical period prevents morphological alterations<br />
in medial pFC neurons of ENU2 mice<br />
On the basis of our previous work [Pascucci et al. 2008], we treated ENU2<br />
developing mice (P14-P21) with 5-HTP (20 mg/kg, twice to day). Brains of 5-<br />
HTP- and saline-treated adult ENU2 mice were utilized for the Golgi analysis<br />
and prepared as previously reported. Analysis of morphological characteristics<br />
of medial pFC neurons revealed increase of spine density in basal dendrites<br />
of 5-HTP-treated in comparison with saline-treated ENU2 mice. Moreover,<br />
analysis of spine maturation revealed that 5-HTP treatment caused an<br />
increase in the number of spines with mature shapes.<br />
3. Hyperphenylalaninemia disables cortical serotonin transmission<br />
by inhibition of tryptophan hydroxylase activity<br />
Preliminary study investigated interference PHE-induced on aminergic<br />
neurotransmission in the frontal lobes by evaluating, in vivo, amine release in<br />
the pFC of adult ENU2 mice. Mice of the healthy background responded to a<br />
psychogenic stressor with the classic time-dependent increase of NE, DA and<br />
5-HT release from pFC terminals. Neither the dopaminergic nor the serotoninergic<br />
responses were observable in ENU2 mice. Temporary reduction of<br />
circulating PHE, by dietary restriction, promoted recovery of the serotonin<br />
response only, demonstrating direct interference with 5-HT synthesis in the<br />
mature brain. Evaluation of different steps of 5-HT synthesis in the pFC of<br />
ENU2 mice demonstrated inhibition of cortical tryptophan hydroxylase<br />
(TPH) activity. Finally, systemic administration of 5-HTP, the product of TPH<br />
activity, completely recovered fronto-cortical 5-HT neurotransmission in<br />
ENU2 mice. Instead, tryptophan administration was unable to increase cortical<br />
5HT release of ENU2 mice (submitted data).<br />
These results demonstrate that HPA interferes with the ability of the<br />
mature pFC to respond to psychological challenges, point to the 5-HT synthesis<br />
as the target of PHE interference, and support the use of 5-HTP in life-long<br />
treatment of hyperphenylalaninemic subjects.<br />
2009 789
Sezione III: Attività per progetti<br />
EXPERIMENTAL PLAN<br />
1. Our first specific objective is to investigate effects of 5-HTP treatment<br />
during critical postnatal period to prevent cognitive delay in phenylketonuric<br />
subjects.<br />
Three groups of ENU2 mice will be used for these experiments: wild-type<br />
treated with saline (WT-sal, n=8), ENU2 treated with saline (ENU2-sal, n=8),<br />
and ENU2 treated with 5-HTP (20 mg/kg, twice to day; ENU2-5-HTP, n=8).<br />
Animals to belonging to different groups will be exposed to treatment<br />
between 14-21 postnatal days, a critical period characterized by of brain<br />
amine deficits in PKU pups.<br />
Effect of 5-HTP will be evaluated on behavioural test performances<br />
(Object Recognition Test, Spatial Novelty Test, Spontaneous Alternation Test,<br />
Morris Water Maze in standard and modified protocols) in adult ENU2 mice.<br />
2. HPA refers any consistent excess of blood PHE levels, including classical<br />
PKU. There are also several intermediate degrees of HPA, in which blood<br />
PHE levels are mildly elevated.<br />
So, our second objective is the development of animal models of different<br />
degrees of HPA (control, mild HPA, mild phenylketonuria (PKU) and classic<br />
PKU) on the base of plasma phenylalanine (PHE) concentrations). This aim is<br />
based on the idea that different concentrations of blood PHE interfere differently<br />
with cognitive functions.<br />
– BTBR wild-type mice will be the control group (cntr, PHE < 4 mg/dl);<br />
– BTBR wild-type mice drinking PHE-containing water (10 g/L) to<br />
achieve and keep a status of mild hypeprhenylalaninemia (PHE 4-10 mg/dl)<br />
for two weeks (m-HPA, n=10);<br />
– ENU2 mice will be maintained to a mildly low-PHE diet (Mucedola,<br />
Italy) to develop a mouse model of mild phenylketonuria (m-PKU; n=10, PHE<br />
4-10 mg/dl);<br />
– ENU2 mice will be the classic PKU model (c-PKU; n=10; PHE > 20<br />
mg/dl).<br />
Behavioural and neurochemical phenotyping will be performed on control<br />
(cntr), mild HPA (m-HPA), mild PKU (m-PKU) and classic PKU (c-PKU)<br />
mice.<br />
A different group of cntr (n=10), m-HPA (n=10), m-PKU (n=10) and<br />
c-PKU (n=10) mice will be treated with 5-HTP (20 mg/kg i.p., twice to day).<br />
For behavioural phenotyping, all mice will be submitted to several behavioural<br />
tests to evaluate motor (Open Field Test, Rotarod Test and Grooming<br />
activity), cognitive (Object Recognition Test, Spatial Novelty Test, Spontaneous<br />
Alternation Test, Morris Water Maze using modifications of the basic<br />
protocol) and emotional (Porsolt’s Test) performances, in random order.<br />
For neurochemical phenotyping, direct evaluation of fronto-cortical<br />
aminergic neurotransmission will be evaluated by technique of in vivo intracerebral<br />
microdialysis during the exposure to psychological experiences<br />
known to affect cortical neurotransmission (restraint stress).<br />
Moreover, tissue levels of 5-HT, DA, NE and theirs metabolites will be<br />
790 2009
TEL.14 – Manipulation of serotonin transmission on behavioural and neurochemical deficits…<br />
analyzed in different brain areas to widely evaluate brain aminergic metabolisms<br />
in different forms of HPA.<br />
PHE blood levels will be analyzed in each mouse to evaluate the degree of<br />
HPA.<br />
METHODS<br />
1) To investigate effects of 5-HTP treatment during critical postnatal<br />
period to prevent mental retardation in phenylketonuric subjects.<br />
Animals – Homozygote (-/-) PAH enu2 (ENU2) mice, obtained by heterozygous<br />
mating, will be used for all experiments. At postnatal day 28, animals (sex<br />
matched) will house 2-4 per standard breeding cage with food and water ad<br />
libitum on a 12:12h dark: light cycle (light on 07.00 am -07.00 pm h).<br />
Experimental groups – Three groups of ENU2 mice (WT-sal ENU2-sal, ENU2<br />
5-HTP) will be collected from male pups derived from a total of thirty matings<br />
(n= 36; n= 8 for each group) and exposed to experimental treatment between<br />
14-21 postnatal days.<br />
WT-sal and ENU2-sal mice will be i.p. treated with saline, twice to day.<br />
ENU2-5-HTP mice will be i.p. treated with 5-HTP (20 mg/kg, twice to day).<br />
Behavioural experiments will start when animals reached 8 weeks of age.<br />
Drugs – Chloral hydrate and 5-HTP will be purchased from Sigma-Aldrich (St-<br />
Luis, MO), dissolved in saline (0.9% NaCl) and injected i.p. in a volume of 10<br />
ml/kg.<br />
Behavioural Testing – All mice will be submitted to behavioural tests (Object<br />
Recognition Test. Spatial Novelty Test and Morris Water Maze using modifications<br />
of the basic protocol, in random order) to evaluate behavioural profile.<br />
Experimental procedures are previously reported [Cabib et al. 2003;<br />
Vorhees and Williams 2006]. All tests where videotaped by means of a camera<br />
placed within the sound-attenuated cubicle and connected with a recorder<br />
placed outside the cubicle. Later on, an experimenter unaware of the treatment<br />
conditions quantified behaviour, using the Observer program (Version<br />
3.0, System for Macintosh, Noldus, Wageningen 1997).<br />
2) To evaluate effects of 5-HTP treatment in different forms of HPA (control,<br />
mild HPA, mild PKU and classic PKU.<br />
Animals – See previous paragraph.<br />
Experimental groups – Cntr group will be composed by BTBR wild-type mice<br />
(n=10; PHE < 4 mg/dl);<br />
– m-HPA group will be composed by BTBR wild-type mice daily treated<br />
with phenylalanine (1-2 mg/g body wt) for two weeks (n=10; PHE 4-10 mg/dl);<br />
– m-PKU group will be composed by ENU2 mice maintained to a mildly<br />
low-PHE diet (Mucedola, Italy) (n=10; PHE 4-10 mg/dl);<br />
– c-PKU group will be composed by untreated ENU2 mice (n=10; PHE ><br />
20 mg/dl).<br />
2009 791
Sezione III: Attività per progetti<br />
A different group of cntr (n=10), m-HPA (n=10), m-PKU (n=10) and<br />
c-PKU (n=10) mice will be treated with 5-HTP (20 mg/kg i.p., twice to day).<br />
Behavioural Testing – All mice will be submitted to behavioural tests to evaluate<br />
motor (Open Field Test, Rotarod Test and Grooming activity), cognitive<br />
(Object Recognition Test, Spatial Novelty Test, Spontaneous Alternation<br />
Test, Morris Water Maze using modifications of the basic protocol) and<br />
emotional (Porsolt’s Test) performances. Experimental procedures are previously<br />
reported [Cabib et al. 2003; Vorhees and Williams 2006; Ventura et al.<br />
2001].<br />
Neurochemical assay – In vivo microdialysis. DA, NE and 5-HT cortical release<br />
detection. Briefly, mice will be anesthetized with chloral hydrate, mounted in<br />
a stereotaxic frame and implanted unilaterally with a guide cannula fixed<br />
with epoxy glue and dental cement into the pFC (AP, +2.8; L, 0.6; according to<br />
the atlas of Franklin and Paxinos, 1998). The probe (length of 2 mm) will be<br />
introduced 24 h before microdialysis experiments. The day of experiments,<br />
each animal will be transferred to a Plexiglas cylinder provided with microdialysis<br />
equipment. Dialysis perfusion will start 1 h later, and then mice were<br />
left undisturbed for »2 h before the collection of baseline samples. Dialysate<br />
will be collected every 20 min. The mean concentration of the three samples<br />
collected immediately before treatment (
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2009 793
Sezione III: Attività per progetti<br />
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794 2009
UMD.1 – ANTI-STAPHYLOCOCCAL ACTIVITIES<br />
OF A.ACTINOMYCETEMCOMITANS<br />
DISPERSIN B<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
GIANFRANCO DONELLI<br />
Istituto Superiore di Sanità – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
University of Medicine and Dentistry of New Jersey<br />
Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
BACKGROUND AND SIGNIFICANCE<br />
Bacterial infections are frequently associated with indwelling medical<br />
devices.<br />
In recent decades, the development of novel polymeric biomaterials<br />
has allowed the manufacturing of a large number of medical devices<br />
including orthopaedic prostheses, heart valves, intravascular catheters and<br />
biliary stents, providing clinicians with useful means to improve healthcare.<br />
However, infectious complications, including bloodstream infections,<br />
septic thrombophlebitis, endocarditis, metastatic infections and sepsis, are<br />
often associated with their use [Costerton et al. 1999; Donelli et al. 2001;<br />
Parsek, Singh 2003]. It is well known that microorganisms adhere to<br />
implanted medical devices by forming a sessile multicellular community<br />
encased in a hydrated matrix of polysaccharides and proteins, the socalled<br />
biofilm [Donlan, Costerton 2002]. As the biofilm thickness<br />
increases, there is a progressive dispersal of single cells and/or bacterial<br />
clusters of different sizes which can be considered the main promoters of<br />
the infectious process [Fux et al. 2004]. Treatment of device-related infections<br />
with conventional antimicrobials frequently fails because biofilmgrowing<br />
microorganisms are much more resistant to antimicrobial agents<br />
than planktonic cells [Stewart, Costerton 2001]. Hypothetical mechanisms<br />
for biofilm resistance include the slow growth of persister cells within<br />
biofilms [Shah et al. 2006] and the restricted penetration of antibiotics<br />
within the biofilm due to the exopolysaccharide matrix produced by the<br />
microorganisms themselves [Mah, O’Toole 2001]. Depending on the<br />
involved body site and the mode of implant, different fungal and bacterial<br />
species may contribute to the establishment of monospecies or multispecies<br />
biofilms [Rickard et al. 2003]. The gram-positive species Staphylococcus<br />
epidermidis, S. aureus and Enterococcus faecalis represent more<br />
than 50% of the species isolated from device-associated infections. Candida<br />
spp., Pseudomonas aeruginosa and a few other gram-negative species<br />
represent the remaining causative agents.<br />
The incidence of device-related infections is dramatically increasing, its<br />
relevance being particularly due to the high rates of morbidity and mortality<br />
directly associated with these infections. The Centers for Disease Control and<br />
Prevention has estimated that approximately 80,000 central venous catheterassociated<br />
bloodstream infections occur in intensive care units in the United<br />
States each year [O’Grady et al. 2002]. The treatment of these infections<br />
involves prolonged hospital stays and increased medical costs.<br />
Since the early 1980’s, a number of strategies have been developed to prevent<br />
device-related infections. Most of these are based on the use of antiadhesive,<br />
antiseptic and antibiotic coatings of catheters [Donelli, Francolini 2001;<br />
Kaplan 2005]. However, results obtained so far did not reach enough clinical<br />
relevance to consider these medicated catheters as definitive substitutes for<br />
conventional ones. For these reasons, further research efforts are still needed<br />
to design novel medical devices refractory to microbial colonization and<br />
biofilm formation.<br />
796 2009
SPECIFIC AIMS<br />
UMD.1 – Anti-staphylococcal activities of A.Actinomycetemcomitans dispersin B<br />
Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis are major human<br />
pathogens of increasing importance due to the dissemination of antibioticresistant<br />
strains. Staphylococci form biofilms on implanted medical devices<br />
which often lead to bacteremia, acute sepsis and death. Biofilms are difficult<br />
to eradicate because of their inherent resistance to killing by antimicrobial<br />
agents. Our long-range goal is to develop novel therapies that can disperse<br />
biofilms and kill biofilm-embedded bacterial cells. Previous studies showed<br />
that biofilm-embedded staphylococci produce PNAG (poly-Nacetylglucosamine),<br />
a sticky exopolysaccharide that mediates biofilm formation on<br />
biomaterials. Our laboratory discovered a PNAG-degrading enzyme (Dispersin<br />
B) that exhibits anti-biofilm activity against staphylococci and other<br />
PNAG-producing bacteria.<br />
Our central hypothesis is that PNAG plays a key role in staphylococcal<br />
biofilm cohesion and biofilm resistance, and that dispersin B will be a clinically<br />
useful agent for treating and preventing staphylococcal biofilm infections.<br />
The goal of the present proposal is to demonstrate that dispersin B acts<br />
synergistically with antibiotics to detach and kill S. aureus and S. epidermidis<br />
biofilms in vitro. To accomplish our goal, we propose two specific aims:<br />
AIM 1 is to measure the ability of dispersin B to sensitize S. aureus and S. epidermidis<br />
biofilms to antibiotic killing in a 96-well microtiter plate assay and in<br />
a simulated in vitro catheter lock assay. The antibiotics that we plan to test<br />
include vancomycin, tigecycline and daptomycin. The ability of each antibiotic<br />
to kill enzyme-treated biofilms will be compared to its ability to kill<br />
mock-treated biofilms. The outcomes will be CFU/well values for the<br />
microplate assay and CFU/catheter segment for the catheter lock assay, as<br />
determined by dilution plating. In addition, the ability of Dispersin B to sensitize<br />
S. aureus and S. epidermidis planktonic cells to antibiotic killing will also<br />
be measured.<br />
AIM 2 is to measure the ability of Dispersin B to inhibit S. aureus and S. epidermidis<br />
biofilm formation and increase antibiotic sensitivity when coated<br />
onto polyurethane disks. The ability of Dispersin B and vancomycin (or tigecycline<br />
daptomycin) to adsorb to a variety of functionalized polyurethanes<br />
and to render them resistant to bacterial colonization will be tested. The<br />
outcomes will be CFU/unit area of polymer as determined by dilution plating,<br />
and biofilm morphology as determined by fluorescence microscopy and<br />
SEM.<br />
The proposed research is innovative because it investigates a novel<br />
enzyme-based anti-biofilm strategy that targets and destabilizes the biofilm<br />
matrix. Since Dispersin B does not kill bacteria or inhibit their growth, Dispersin<br />
B-based strategies may be less prone to the development of resistance<br />
than strategies utilizing conventional antibiotics. The results of the proposed<br />
studies are expected to identify the role of PNAG in biofilm cohesion and<br />
biofilm resistance in vitro, and to demonstrate the feasibility of using Dispersin<br />
B as an anti-biofilm agent in vivo.<br />
2009 797
Sezione III: Attività per progetti<br />
AIM 1: Can Dispersin B and vancomycin be efficiently loaded onto functionalized<br />
polyurethane polymers?<br />
In order to evaluate the in vitro ability of Dispersin B and vancomycin to<br />
bind to polyurethane disks obtained from different functionalized polymers,<br />
we plan to test a couple of polymers (PEUA, PEUAED) already employed in a<br />
previous study [Donelli et al. 2007] as well as a newly synthesized neutral<br />
polymer (PEUEA) displaying hydroxyl groups.<br />
Vancomycin was selected because it has already been demonstrated to<br />
adsorb to functionalized polyurethanes. The aim of this experiment is to identify<br />
polymer materials that exhibit the most favorable Dispersin B and antibiotic<br />
binding and release kinetics.<br />
The starting polymer for the synthesis of functionalized polyurethane<br />
polymers will be polyether urethane acid (PEUA), which possesses carboxyl<br />
groups in the backbone. The synthesis of this polymer, originally developed to<br />
bind heparin [Marconi et al. 1992], consists of a two-step poly-addition reaction<br />
of methylene-bisphenyl-isocyanate (MDI), polypropylene oxide (PPO)<br />
and dihydroxymethyl-propionic acid (DHMPA). To introduce specific functional<br />
groups into the polyurethane side chain, the PEUA carboxylic group<br />
will be amidated by using ethanolamine and ethylene diamine, as previously<br />
described [Donelli et al. 2002]. Briefly, PEUA carboxyl groups will first be activated<br />
by N-hydroxy-succinimide and dicyclohexylcarbodiimide for 3 h at 0°C<br />
with stirring. Both reagents will be added in a stoichiometric ratio to a 5%<br />
(w/v) polymer solution. The amidation phase will be performed with experimental<br />
conditions specific for each reagent.<br />
The cytotoxicity of newly synthesized polymers will be evaluated using<br />
human HEp-2 larynx carcinoma cells as previously described [Donelli et al.<br />
2007].<br />
Round disks (approximately 1 cm in diameter and 100 m thick) made of<br />
the above described polymers will be fabricated by casting polymer solutions<br />
in Teflon plates and subsequent solvent evaporation under vacuum at 30°C.<br />
Following sterilization of polymers by UV irradiation, disks will be soaked in<br />
a Dispersin B solution in PBS (24 h at 4°C) at enzyme concentrations in the<br />
range of 20-600 mg/ml. Following adsorption, polymers will be rinsed with<br />
PBS to remove excess unbound enzyme and stored at 4°C. The amount of<br />
bound Dispersin B will be determined by measuring the absorbance at 420<br />
nm of the p-nitrophenolate reaction product resulting from enzymatic hydrolysis<br />
of the substrate 4-nitrophenyl-N-acetyl-b-D-glucosaminide [Kaplan et al.<br />
2003b]. The enzymatic reaction will be carried out for 30 min at 37°C in 2 ml<br />
of 50 mM phosphate buffer, 100 mM NaCl (pH 5.9) containing 4 mM of substrate.<br />
The absorbance values of the solution before and after the reaction will<br />
be compared with a standard curve (absorbance vs. concentration) in order to<br />
determine the amount of adsorbed dispersin B.<br />
Vancomycin will be adsorbed to polymeric materials by soaking polymer<br />
disks in an antibiotic solution for 24 hr at room temperature with mild stirring.<br />
Following polymer washing in saline solution, the amount of antibiotic<br />
bound will be evaluated by measuring the absorbance of the solutions before<br />
and after the adsorption reaction at a wavelength specific for each antibiotic.<br />
798 2009
UMD.1 – Anti-staphylococcal activities of A.Actinomycetemcomitans dispersin B<br />
The amount of antibiotic adsorbed on the exposed disk surfaces will be<br />
expressed in g per unit area of polymer surface. The antibacterial activity of<br />
antibiotic-coated polymers will be assessed by a modified Kirby-Bauer assay.<br />
Polymeric disks will be placed on Petri plates containing Muller-Hinton agar<br />
and seeded with 108 CFU/ml of the specific bacterial strain. After incubation<br />
at 37°C for 18 h, the diameter of the zone of inhibition around the antibiotic<br />
loaded polymeric disks will be measured.<br />
Expected results: Dispersin B and Vancomycin are expected to adsorb to the<br />
tested polymeric materials with different avidities. Dispersin B should<br />
increase Vancomycin desorption from polymeric disks when tested in the<br />
Kirby-Bauer assay because of its ability to promote antibiotic killing in the<br />
area around the disk.<br />
AIM 2: How efficiently do Dispersin B- and Vancomycin-loaded polyurethanes<br />
resist S. aureus and S. epidermidis colonization and biofilm formation?<br />
The ability of novel polyurethanes (PEUA, PEUED, PEUEA) to resist S.<br />
aureus and S. epidermidis colonization and biofilm formation will be measured<br />
in vitro. We plan to test (a) unloaded polymers, (b) polymers loaded with<br />
Dispersin B or Vancomycin alone, (c) polymers loaded with Dispersin B plus<br />
Vancomycin. Biomaterial colonization and biofilm formation will be assessed<br />
by CFU counting and microscopy.<br />
Previous studies showed that polyurethanes loaded with Dispersin B and<br />
cefamandole nafate resist staphylococcal colonization and biofilm formation<br />
[Donelli et al. 2007]. The aim of this experiment is to identify which polymers<br />
and agents most efficiently resist staphylococcal colonization and biofilm formation.<br />
Polymers loaded with Dispersin B alone or in combination with Vancomycin<br />
will be tested as follows. Polymeric disks will be immersed for 24 h<br />
in 2.5 ml of bacterial suspension (0.5 McFarland unit) grown in TSB. Two<br />
strains of S. aureus and two strains of S. epidermidis will be tested [Donelli et<br />
al. 2007]. Polymer disks will be collected, washed twice with PBS to remove<br />
loosely adherent cells, sonicated for 5 min, placed in test tubes containing 10<br />
ml of Ringer’s solution, and mixed by vortex agitation for 10 sec to detach<br />
biofilm cells. CFUs will be enumerated by dilution plating.<br />
Biofilm growth on unloaded and loaded polymers will also be assessed by<br />
fluorescence microscopy and SEM as previously described [Donelli et al.<br />
2007]. Briefly, for fluorescence microscopy, biofilms cultured on polymeric<br />
materials coated onto glass coverslips will be stained with LIVE/DEAD®<br />
BacLight reagent (Bacterial Viability Kit L7007, Molecular Probes) and<br />
observed under a Nikon Optiphot fluorescence microscope. For SEM, samples<br />
will be fixed with glutaraldehyde, postfixed in OsO4, dehydrated, critical<br />
point dried and gold coated as previously described [Donelli et al. 2007]. To<br />
evaluate biofilm surface area coverage, image analysis will be performed by<br />
using ImageJ software [http://rsb.info.nih.gov/ij/].<br />
To evaluate the possible synergistic activity of dispersin B and Vancomycin,<br />
unloaded and loaded polymer disks will be incubated for 24 h with a<br />
0.5 McFarland bacterial broth culture. Polymers will then be rinsed twice<br />
2009 799
Sezione III: Attività per progetti<br />
with PBS and incubated overnight with 1 ml of TSB broth containing antibiotic<br />
in a concentration higher than its MIC. Polymer disks will then be<br />
washed twice with PBS to remove planktonic cells, and CFU values will be<br />
enumerated by sonication, vortex agitation and dilution plating as described<br />
above.<br />
Expected results: Polymers loaded with Dispersin B plus Vancomycin will<br />
resist colonization and biofilm formation more efficiently that polymers<br />
loaded with Dispersin B or antimicrobial agent alone.<br />
POTENTIAL PROBLEMS<br />
Dispersin B may not sensitize bacteria to killing by Vancomycin. In this<br />
case an other antibiotic (Tygecycline or Daptomycin) will be tested.<br />
Dispersin B may not sensitize S. aureus biofilms to killing by Vancomycin,<br />
possibly due to the small amount of PNAG present in S. aureus<br />
biofilms [Izano et al. 2008a]. In this case, an alternative matrix-degrading<br />
enzyme such as DNase I could be employed.<br />
Novel polymers may not adsorb Vancomycin. In this case, we may vary<br />
the polymer chemical features according to Vancomycin properties, or<br />
increase the concentration of functional groups per polymer repetitive unit so<br />
that a higher number of antibiotic molecules could be coordinated by the<br />
polymer.<br />
Dispersin B and Vancomycin may be released too rapidly from the loaded<br />
polymers. This problem could be overcome by incorporating pore-forming<br />
molecules such as albumin or polyethylenglycol into the polymer in order to<br />
modulate antibiotic desorption [Donelli et al. 2006; Ruggeri et al. 2007].<br />
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– Ramasubbu N, Thomas L, Ragunath C, Kaplan JB (2005) J Mol Biol 349:475-486.<br />
– Rickard AH, Gilbert P, High NJ, Kolenbrander PE, Handley PS (2003) Trends<br />
Microbiol 11:94-100.<br />
– Rohde H, Burandt EC, Siemssen N, Frommelt L, Burdelski C, Wurster S, Scherpe<br />
S, Davies AP, Harris LG, Horstkotte MA, Knobloch JKM, Ragunath C, Kaplan JB,<br />
Mack D (2007) Biomaterials 28:1711-1720.<br />
– Ruggeri V, Francolini I, Donelli G, Piozzi A (2007) J Biomed Mater Res 81:287-298.<br />
2009 801
Sezione III: Attività per progetti<br />
– Serrera A, del Pozo JL, Martinez A, Alonso M, Gonzalez R, Leiva J, Vergara M,<br />
Lasa I (2007) Abstract no 1733-1282, 17th European Congress of Clinical Microbiology<br />
and Infectious Diseases, Munich, Germany http://wwwblackwellpublishingcom/<br />
eccmid17/abstractasp?id=57581.<br />
– Shah D, Zhang Z, Khodursky A, Kaldalu N, Kurg K, Lewis K (2006) BMC Microbiol<br />
6:53.<br />
– Shiro H, Muller E, Gutierrez N, Boisot S, Grout M, Tosteson TD, Goldmann D,<br />
Pier GB (1994) J Infect Dis 169:1042-1049.<br />
– Stewart PS, Costerton JW (2001) Lancet 358:135-138.<br />
802 2009
UNITE.1 – IL SISTEMA ENDOCANNABINOIDE<br />
NELLA SCLEROSI MULTIPLA ED IN ALTRE<br />
MALATTIE NEURODEGENERATIVE<br />
Prospettive per terapie innovative<br />
e per nuovi marcatori di malattia<br />
Responsabile scientifico di progetto<br />
MAURO MACCARRONE<br />
Università degli Studi di Teramo – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
U.O.2 – Diego Centonze<br />
Università di Roma Tor Vergata – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
Luca Battistini<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong><br />
<strong>Fondazione</strong> Tercas – Finanziamento 2009
Sezione III: Attività per progetti<br />
UNITÀ DI RICERCA<br />
U.O.1 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Laboratorio di Neurochimica dei Lipidi –<br />
Mauro Maccarrone<br />
U.O.2 – <strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong>, Centro Sclerosi Multipla e Laboratorio<br />
di Neuroimmunologia, Roma – Diego Centonze, Luca Battistini<br />
DESCRIZIONE DEL PROGETTO DI RICERCA<br />
In Italia, area epidemiologicamente definita “ ad alto rischio ”, 54.000 persone<br />
sono affette da Sclerosi Multipla (SM), il che vuol dire che c’è una persona<br />
malata ogni 1.100 abitanti. Ogni anno vengono diagnosticati 1.800 nuovi<br />
casi, quindi in media viene posta una nuova diagnosi di SM ogni 4 ore. Nonostante<br />
i progressi portati dalle terapie attualmente disponibili nelle fasi iniziali<br />
della malattia, con il passare del tempo la maggior parte dei pazienti accumula<br />
una disabilità anche grave, con impossibilità di camminare e di badare<br />
a se stessi. Per tale motivo la ricerca sperimentale e clinica sulla SM è di fondamentale<br />
importanza per lo sviluppo di nuove terapie e per l’individuazione<br />
precoce di pazienti con un rischio particolarmente elevato di evoluzione in<br />
disabilità, verso i quali il trattamento tempestivo e particolarmente aggressivo<br />
rappresenta la sola opzione per la prevenzione dell’invalidità permanente.<br />
Per esempio, nella regione Lazio sono attivi ad oggi 15 Centri di Diagnosi<br />
e Cura della Sclerosi Multipla. Tra questi, il Centro del Dipartimento di Neuroscienze<br />
dell’Università di Roma Tor Vergata, diretto da Diego Centonze, è<br />
accreditato come Centro di riferimento regionale e rappresenta uno dei maggiori<br />
Centri di riferimento nazionale ed estero. Ad oggi, esso è considerato un<br />
Centro di eccellenza a livello internazionale per la diagnosi e cura della SM, e<br />
si distingue per la qualità e quantità delle prestazioni sanitarie erogate e per il<br />
contributo scientifico prodotto nell’ambito della ricerca di base e clinica su<br />
tale patologia. Il Centro segue continuativamente 987 pazienti.<br />
BASE DI PARTENZA SCIENTIFICA<br />
Risultati recenti ottenuti dal gruppo su pazienti SM e su un modello preclinico<br />
di SM rappresentato dai topi con encefalomielite autoimmune sperimentale<br />
(EAE) dimostrano che durante l’attacco immuno-mediato del sistema<br />
nervoso centrale l’attivazione del “ sistema endocannabinoide ” rappresenta un<br />
meccanismo protettivo, che tenta di ridurre sia il danno neurodegenerativo che<br />
quello infiammatorio, attraverso meccanismi convergenti che coinvolgono<br />
neuroni e cellule immunitarie.<br />
Il sistema endocannabinoide comprende mediatori lipidici, recettori e trasportatori<br />
di membrana ed enzimi di sintesi e degradazione, che nel loro<br />
insieme controllano diversi aspetti della fisiopatologia umana. In particolare,<br />
questo sistema è emerso di recente come un punto di controllo essenziale per<br />
le patologie neurodegenerative e neuroinfiammatorie. I dati dimostrano altresì<br />
che cellule del sangue periferico dei pazienti possono fare da “ specchio ” di un<br />
804 2009
UNITE.1 – Il sistema endocannabinoide nella sclerosi multipla ed in altre malattie…<br />
danno centrale, presentando alterazioni simili di alcuni elementi del sistema<br />
endocannabinoide. Quest’ultima osservazione apre la prospettiva di nuove<br />
applicazioni diagnostiche e terapeutiche della sclerosi multipla e, potenzialmente,<br />
di altre malattie neurodegenerative che coinvolgono gli endocannabinoidi:<br />
morbo di Alzheimer, còrea di Huntington, morbo di Parkinson e Sclerosi<br />
Laterale Amiotrofica.<br />
OBIETTIVI DEL PROGETTO<br />
Con il presente progetto intendiamo proseguire ed estendere ad altre<br />
patologie neurodegenerative la nostra ricerca sullo studio del sistema endocannabinoide<br />
in pazienti con SM ed in modelli animali di SM, iniziata nel<br />
triennio precedente grazie al supporto della <strong>Fondazione</strong> TERCAS. L’obiettivo<br />
specifico è di individuare all’interno di tale sistema nuovi marcatori di utilità<br />
diagnostica per la SM, oltre a nuovi bersagli per terapie immunomodulanti e<br />
neuroprotettive innovative contro tale patologia. Entrambi i prodotti possono<br />
dar vita a brevetti di grande interesse sociale e commerciale, assai utili per le<br />
Agenzie nazionali ed internazionali che sorvegliano e difendono la salute pubblica.<br />
A questo proposito, può essere utile ricordare che la terapia con interferoni,<br />
oggi la più comunemente usata, costa al Sistema Sanitario circa 25.000<br />
euro all’anno, per ciascun paziente. A questo valore va poi aggiunto il costo<br />
delle ore lavorative perse da ciascun soggetto, ed il costo in termini di perdita<br />
di autonomia e capacità relazionale dovuto alla malattia.<br />
Intendiamo, pertanto, verificare se esista un’associazione tra rischio di<br />
sviluppare la SM, gravità clinica e tipologia di malattia (da una parte) ed alterazioni<br />
dell’attività e/o dell’espressione degli elementi del sistema endocannabinoide,<br />
oltre a specifici polimorfismi dei geni per neurotrofine come il BDNF<br />
e per il recettore cannabico CB1 (dall’altra). A questo scopo, eseguiremo l’analisi<br />
clinica, biochimica e genetica di parecchie decine di soggetti con SM e di<br />
soggetti normali. Su tali soggetti effettueremo anche dosaggi ematici e liquorali<br />
dei livelli di endocannabinoidi e correleremo tali valori con diversi indici<br />
clinici e strumentali di gravità della malattia. In particolare, effettueremo<br />
valutazioni cliniche, neurofisiologiche, di imaging e biochimiche, allo scopo di<br />
acquisire indicazioni sull’entità dell’attività infiammatoria e sull’entità del<br />
danno degenerativo, in relazione alle alterazioni centrali e periferiche del<br />
sistema endocannabinoide. Inoltre, verrà effettuato uno studio sul ruolo dei<br />
ligandi e dei recettori del sistema endocannabinoide nella regolazione della<br />
risposta immunitaria. Questo studio sarà condotto analizzando le cellule del<br />
sistema immunitario isolate dal sangue di soggetti sani e di pazienti con SM<br />
nelle diverse forme della malattia.<br />
Data l’importanza della SM come modello fondamentale di patologia neuroinfiammatoria/neurodegenerativa,<br />
contiamo anche di sfruttare i risultati<br />
ottenuti dai modelli di SM descritti per estendere la nostra analisi ad altri<br />
modelli cellulari e/o campioni umani di patologie neurodegenerative assai diffuse:<br />
morbo di Alzheimer, còrea di Huntington, morbo di Parkinson e Sclerosi<br />
Laterale Amiotrofica. In questo modo, l’opportunità di unire le competenze di<br />
ricerca sul sistema endocannabinoide del proponente, con le competenze<br />
2009 805
Sezione III: Attività per progetti<br />
scientifiche e cliniche dei due gruppi facenti parte dell’U.O.2, potrà consentire<br />
di approfondire notevolmente la comprensione delle cause di queste malattie<br />
nervose, aprendo la prospettiva di nuove indagini diagnostiche e di terapie<br />
innovative.<br />
SCOPO DEL PROGETTO<br />
Con il presente progetto intendiamo proseguire la nostra ricerca sullo studio<br />
del sistema endocannabinoide in pazienti con SM ed in modelli animali di<br />
SM. L’obiettivo specifico di tale ricerca è individuare all’interno di tale sistema<br />
nuovi bersagli per terapie immunomodulanti e neuroprotettive innovative<br />
contro la SM.<br />
In corso di SM, infatti, insieme a fenomeni infiammatori a carico della<br />
sostanza bianca, si verificano eventi patologici degenerativi che interessano<br />
primariamente la componente neuronale del sistema nervoso centrale. Tali<br />
fenomeni di morte neuronale di tipo degenerativo sono i responsabili dell’accumularsi<br />
della disabilità nelle fasi tardive della SM e della transizione verso la<br />
forma secondariamente progressiva (SP) della malattia. La morte neuronale di<br />
tipo degenerativo è poi in primo piano i quei pazienti che presentano un<br />
decorso della malattia di tipo primariamente progressivo (PP). Sfortunatamente<br />
nessuno degli agenti immunomodulanti e immunosoppressivi attualmente<br />
disponibili per il trattamento della SM è in grado di interferire con la<br />
progressione del danno neurodegenerativo nei pazienti con SM, mentre sono<br />
di una certa efficacia sul danno infiammatorio. Una terapia che sia in grado di<br />
interferire non solo con i fenomeni infiammatori, ma anche con il danno degenerativo<br />
non è attualmente disponibile ed è altamente auspicabile per la SM.<br />
Noi riteniamo che il ruolo svolto dal sistema endocannabinoide sia nella<br />
modulazione della risposta infiammatoria che nei fenomeni di neurodegenerazione<br />
lo ponga come un interessante candidato per tale terapia.<br />
ATTIVITÀ DI RICERCA PREVISTE<br />
U.O.1 – Lo studio del sistema endocannabinoide da parte dell’U.O.1 riguarderà<br />
tutti i componenti ad oggi noti del sistema stesso, attraverso dosaggi biochimici<br />
della loro attività, dosaggi biologico-molecolari della loro espressione<br />
genica (a livello sia di trascrizione che di traduzione) ed immunocitochimici<br />
della loro localizzazione intracellulare. Tali misure verranno eseguite sui campioni<br />
forniti dall’U.O.2, oltre che su modelli cellulari di SM e di altre patologie<br />
neurodegenerative già disponibili presso l’U.O.1. Inoltre, lo studio prevedrà<br />
l’analisi dei livelli endogeni degli endocannabinoidi (soprattutto N-arachidoniletanolammina<br />
o anandamide, AEA; 2-arachidonilglicerolo, 2-AG; N-palmitoiletanolammina,<br />
PEA), usando le metodiche più avanzate oggi disponibili di<br />
seguito schematizzate.<br />
Determinazione dei livelli degli endocannabinoidi<br />
I campioni verranno sottoposti ad estrazione lipidica in presenza degli<br />
standard interni: d 8<br />
-anandamide, d 8<br />
-2-AG, d 4<br />
-PEA. La fase organica sarà essic-<br />
806 2009
UNITE.1 – Il sistema endocannabinoide nella sclerosi multipla ed in altre malattie…<br />
cata e pre-purificata mediante cromatografia su SiO 2<br />
e successivamente analizzata<br />
mediante un sistema di cromatografia liquida accoppiato a spettrometria<br />
di massa (LC-ESI-MS). AEA, 2AG e PEA, nella loro forma protonata<br />
(M+), verranno identificati e quantificati attraverso diluizione isotopica [Giuffrida<br />
et al. (2000) Eur J Pharmacol 408:161-168].<br />
Dosaggi delle attività enzimatiche<br />
Le attività degli enzimi coinvolti nei meccanismi di sintesi e di degradazione<br />
degli endocannabinoidi verranno valutate su omogenati cellulari o tissutali,<br />
attraverso metodiche radioisotopiche in cromatografia liquida ad alta<br />
prestazione (HPLC). L’idrolisi di [ 3 H]AEA da parte dell’idrolasi delle ammidi<br />
degli acidi grassi (FAAH; E.C.3.5.1.4) verrà misurata testando i livelli di<br />
[ 3 H]-etanolamina prodotta e l’attività enzimatica verrà espressa come pmoli<br />
di [ 3 H]etanolamina rilasciata per milligrammo di proteine in un minuto<br />
[Maccarrone et al. (2005) J Cell Sci 118:4393-4404]. L’attività della fosfolipasi<br />
D specifica per la sintesi di AEA (NAPE-PLD; E.C. 3.1.4.4) sarà dosata<br />
misurando il rilascio di [ 3 H]AEA a partire da N-[ 3 H]arachidonoilfosfatidiletanolammina<br />
(N-[ 3 H]ArPE). I valori di attività enzimatica saranno<br />
espressi come pmoli di [ 3 H]AEA prodotta per milligrammo di proteine in un<br />
minuto [Fezza et al. (2005) Anal Biochem 339:113-120]. Per misurare l’attività<br />
degli enzimi diacilglicerolo lipasi (DAGL) e monoacilglicerololipasi<br />
(MAGL), responsabili della sintesi e degradazione del 2-AG, verranno usati<br />
rispettivamente i radioligandi sn-1-stearoil-2-[ 14 C]-AG e 2-[ 3 H]-<br />
oleoilglicerolo, secondo le metodiche sperimentali descritte in letteratura<br />
[Bisogno et al. (2003) J Cell Biol 163:463-468]. Le attività di DAGL e MAGL<br />
verranno espresse come pmoli di prodotto rilasciato per milligrammo di<br />
proteine in un minuto. La degradazione della PEA verrà testata valutando<br />
l’attività dell’amidasi acida delle N-aciletanolammine (NAAA) mediante il<br />
substrato radioattivo [ 3 H]PEA, marcato sulla testa etanolamminica. L’attività<br />
NAAA sarà espressa come picomoli di PEA degradata per milligrammo<br />
di proteine in un minuto.<br />
Studi di legame recettoriale<br />
Le attività di legame recettoriale verranno valutate mediante tecniche di<br />
filtrazione ultrarapida [Maccarrone et al. (2000) J Biol Chem 275:31938-<br />
31945], con l’uso di specifici agonisti per i recettori cannabici ([ 3 H]CP55.940)<br />
e vanilloidi (resinferatoxin, [ 3 H]RTX) [Maccarrone et al. (2005) J Cell Sci<br />
118:4393-4404].<br />
Studi di immunolocalizzazione<br />
a) Western blotting. Gli estratti citosolici verranno sottoposti ad analisi<br />
elettroforetica seguita da trasferimento proteico, secondo procedure standardizzate<br />
[Maccarrone et al. (2005) J Cell Sci 118:4393-4404]. Gli elementi del<br />
sistema endocannabinoide verranno evidenziati e quantificati, usando anticorpi<br />
specifici per ciascuno di essi.<br />
b) Microscopia confocale. Le cellule verranno fissate su vetrini coprioggetto,<br />
per essere permeabilizzate con 0.1% Triton-X100 e poi fatte reagire<br />
2009 807
Sezione III: Attività per progetti<br />
con anticorpi specifici [Maccarrone et al. (2005) J Cell Sci 118:4393-4404]. La<br />
posizione intracellulare dei vari elementi del sistema endocannabinoide verrà<br />
visualizzata al microscopio confocale Leica TCS SP (Leica Microsystems,<br />
Wetzlar, Germania), usando il programma LAS AF (Leica Microsystems) per<br />
l’acquisizione delle immagini [Maccarrone et al. (2005) J Cell Sci 118:4393-<br />
4404].<br />
Analisi statistica<br />
I dati delle analisi biochimiche, ripetute almeno tre volte in doppio, verranno<br />
analizzati mediante test non-parametrici come il test U di Mann-Whitney,<br />
usando il programma InStat 3 (GraphPAD Software for Science, San<br />
Diego, CA).<br />
U.O.2 – All’interno dell’U.O.2, lo studio sul sistema endocannabinoide da<br />
parte del Centro SM si svilupperà in diverse direzioni e con tecniche sperimentali<br />
complementari:<br />
– Indagine del coinvolgimento del sistema endocannabinoide nelle<br />
diverse fasi e nelle diverse varianti cliniche della SM. Abbiamo recentemente<br />
dimostrato [Centonze et al. 2007] che durante la fase di attività clinica della<br />
SM, il sistema endocannabinoide si attiva all’interno del cervello e nelle cellule<br />
immunitarie, così da portare ad un notevole aumento della produzione di<br />
anandamide. Intendiamo proseguire tale studio validando sul liquor e sangue<br />
periferico di pazienti con SM l’utilità del dosaggio di tale endocannabinoide<br />
come indicatore delle diverse fasi e dei diversi sottogruppi di malattia (RR, SP<br />
e PP).<br />
– Strettamente legato al punto precedente, intendiamo indagare il ruolo<br />
funzionale della anandamide prodotta in corso di SM. A tale scopo, indurremo<br />
la SM sperimentale in topi geneticamente modificati, in modo da esprimere<br />
livelli di anandamide fino a 15 superiori alla norma. In tali topi valuteremo<br />
se l’induzione della SM sperimentale causerà deficit neurologici ed alterazioni<br />
neurofisiologiche più gravi o meno gravi che nei topi di controllo. In<br />
tal modo, verificheremo se l’anandamide esercita un ruolo protettivo oppure<br />
tossico in corso di SM. Esperimenti simili verranno condotti in topi che presentano<br />
aumentati livelli di anandamide solo nel sistema immunitario ma<br />
non nel cervello, allo scopo di verificare se l’eventuale effetto protettivo di tale<br />
endocannabinoide sullo sviluppo della SM è dipendente o meno dalla sua<br />
azione immunomodulante oppure da quella puramente neuroprotettiva. Il<br />
ruolo dei recettori nello sviluppo della SM verrà inoltre valutato attraverso<br />
l’induzione di SM sperimentale in topi transgenici che mancano di specifici<br />
recettori per gli endocannabinoidi (CB1, CB2), o che mancano dei recettori<br />
CB1 solo su specifiche popolazioni neuronali (neuroni glutammatergici o<br />
GABAergici).<br />
– Valuteremo inoltre il ruolo della possibile interazione tra endocannabinoidi<br />
e neurotrofine in pazienti con SM. Esiste una notevole mole di dati scientifici<br />
a favore del coinvolgimento delle neurotrofine, e soprattutto del BDNF<br />
(brain-derived neurotrophic factor) nel danno neurodegenerativo [Hennigan et<br />
al. 2007]. Dati più recenti provenienti anche dal nostro gruppo, inoltre, hanno<br />
808 2009
UNITE.1 – Il sistema endocannabinoide nella sclerosi multipla ed in altre malattie…<br />
individuato nel recettore CB1 per gli endocannabinoidi un ulteriore importante<br />
determinante nel danno neurodegenerativo in corso di SM [Centonze et<br />
al. 2007]. A tal proposito è interessante notare che l’azione neuroprotettiva del<br />
BDNF e dei recettori CB1 non sono slegate, poiché è stato dimostrato che la<br />
stimolazione dei recettori CB1 è in grado di aumentare notevolmente la produzione<br />
di BDNF nel cervello. Nella popolazione umana normale esistono alcune<br />
piccole differenze (polimorfismi), tanto nei geni che codificano per il BDNF<br />
quanto in quelli per il recettore CB1. Tali polimorfismi danno luogo a delle<br />
proteine con proprietà sensibilmente differenti. Per quanto riguarda il BDNF,<br />
esistono solide evidenze a sostegno dell’ipotesi che soggetti che esprimono<br />
alcune varianti di tali geni presentano una maggiore suscettibilità al danno<br />
neuronale, mentre non sono ancora disponibili dati simili a proposito dei polimorfismi<br />
del recettore CB1. Che tali polimorfismi possano dare origine a recettori<br />
con proprietà differenti è tuttavia ampiamente documentato, così come<br />
l’associazione tra specifici polimorfismi del gene per il recettore CB1 e lo sviluppo<br />
di disturbi neuropsichiatrici quali la depressione, il disturbo posttraumatico<br />
da stress e il disordine da deficit di attenzione e iperattività. Intendiamo,<br />
pertanto, verificare se esiste una associazione tra rischio di sviluppare<br />
la SM, gravità clinica e tipologia di malattia e specifici polimorfismi dei geni<br />
per il BDNF e di quelli per il recettore CB1, attraverso l’analisi genetica di<br />
diverse centinaia di soggetti con SM e di soggetti normali. Su tali soggetti effettueremo<br />
anche dosaggi ematici e liquorali dei livelli delle sostanze endocannabinoidi<br />
e correleremo tali valori con diversi indici clinici e strumentali di gravità<br />
di malattia. In particolare, effettueremo le seguenti valutazioni cliniche,<br />
neurofisiologiche e di imaging, allo scopo di acquisire indicazioni sull’entità<br />
dell’attività infiammatoria e sull’entità del danno degenerativo, in relazione alle<br />
alterazioni centrali e periferiche del sistema endocannabinoide.<br />
Valutazioni cliniche<br />
a) Al momento della diagnosi e ogni 6 mesi verranno registrati i punteggi<br />
ottenuti in scale cliniche di disabilità (EDSS; Ambulation index; Ashworth per<br />
la spasticità; MSFC).<br />
b) Alla diagnosi e ogni 12 mesi verranno valutate le funzioni cognitive dei<br />
pazienti mediante le seguenti scale cliniche: Figura Complessa di Rey-Osterrieth<br />
per la memoria visiva; 15 parole di Rey per la memoria verbale immediata<br />
e differita; Stroop Test per l’attenzione; Symbol Digit Modalities Test per la velocità<br />
di elaborazione delle informazioni; COWAT per il linguaggio; Matrici Progressive<br />
Colorate di Raven come test di intelligenza generale. È noto infatti che<br />
la SM causa un coinvolgimento precoce delle funzioni cognitive, espressione<br />
del danno neurodegenerativo della sostanza grigia dell’encefalo.<br />
c) Scale sulla qualità della vita (MSQOL-54), sulla fatica (MFIS) e sullo<br />
stato psichico (HDR-S; STAI) verranno somministrate ogni 6 mesi.<br />
Valutazioni neurofisiologiche<br />
a) L’eventuale progressione della degenerazione del primo motoneurone<br />
verrà valutata alla diagnosi e ogni 12 mesi mediante potenziali evocati motori<br />
(MEPs) e mediante riflesso H dagli arti inferiori.<br />
2009 809
Sezione III: Attività per progetti<br />
b) Verranno inoltre valutate le ampiezze e le latenze dei potenziali visivi<br />
(VEPs) ogni 12 mesi. Tali potenziali sono infatti precocemente alterati in<br />
pazienti con SM, in relazione alla degenerazione delle fibre del nervo ottico.<br />
Valutazioni di imaging<br />
a) La quantificazione della degenerazione del nervo ottico verrà ottenuta<br />
all’inizio del trattamento e ogni 12 mesi mediante tomografia a coerenza<br />
ottica (OCT). Tale metodica è stata recentemente individuata come particolarmente<br />
sensibile per tale scopo. Inoltre, alterazioni dell’OCT sono state convincentemente<br />
associate alla presenza di atrofia cerebrale in pazienti con SM.<br />
b) Tutti i pazienti verranno inoltre sottoposti a quantificazione del residuo<br />
urinario post-minzionale mediante ecografia pelvica all’inizio del trattamento<br />
e ogni 12 mesi. Anche in pazienti che non lamentano alterazioni minzionali,<br />
l’entità del residuo urinario tende ad aumentare con la progressione<br />
della malattia ed è un indizio utile del grado di danno degenerativo della via<br />
corticospinale.<br />
c) Indicazioni precise sull’entità del danno neurodegenerativo verranno<br />
infine ottenute mediante RMN dell’encefalo e del midollo cervicale attraverso<br />
la misurazione del grado di atrofia cerebrale e midollare. Tali esami verranno<br />
effettuati al momento della diagnosi e ogni 12 mesi.<br />
Tutte le informazioni acquisite nel corso dello studio clinico verranno<br />
immagazzinate mediante l’aiuto di una cartella elettronica (I-Med) e richiamate<br />
al momento dell’analisi statistica.<br />
Sempre all’interno dell’U.O.2, il Laboratorio di Neuroimmunologia della<br />
<strong>Fondazione</strong> <strong>Santa</strong> <strong>Lucia</strong> studierà il ruolo del sistema endocannabinoide nella<br />
regolazione della risposta immunitaria nei soggetti sani e nei pazienti affetti<br />
da Sclerosi Multipla con le diverse forme della malattia.<br />
Gli (endo)cannabinoidi naturali, quali il D 9 -tetraidrocannabinolo (THC)<br />
e l’anandamide (AEA), modulano la funzione delle cellule del sistema immunitario,<br />
ed è noto che questi composti hanno effettivamente un potenziale<br />
terapeutico per il trattamento di diverse malattie infiammatorie. Abbiamo<br />
precedentemente dimostrato in alcuni studi, effettuati però sul modello<br />
murino, che l’anandamide, attraverso il legame con i recettori CB2 espressi<br />
dalle cellule del sistema immunitario, ha un effetto principalmente soppressorio.<br />
Tuttavia, questi studi hanno valutato l’effetto dell’anandamide sulla<br />
popolazione totale dei linfociti, suddivisi grossolanamente in linfociti B e T.<br />
In realtà la complessità del sistema immunitario è tale per cui l’identificazione<br />
di popolazioni funzionalmente omogenee di linfociti richiede l’uso<br />
simultaneo di diversi marcatori. Ad esempio, è noto che nelle malattie<br />
autoimmuni solo alcune sottopopolazioni linfocitarie sono coinvolte nella<br />
patogenesi: nel caso della Sclerosi Multipla, è stato dimostrato che vi è un<br />
aumento dei linfociti CD4+ effettori che producono IL-17, una citochina<br />
proinfiammatoria, mentre sono diminuiti i linfociti T regolatori dotati della<br />
più potente attività soppressoria, che esprimono il marker CD39. Dunque, è<br />
necessario eseguire studi più dettagliati per identificare con precisione il<br />
bersaglio cellulare dell’anandamide.<br />
810 2009
UNITE.1 – Il sistema endocannabinoide nella sclerosi multipla ed in altre malattie…<br />
I punti fondamentali dell’attività di ricerca sono i seguenti:<br />
Studio fenotipico dell’espressione dei recettori CB1 e CB2 da parte delle cellule del<br />
sistema immunitario. In questa prima fase eseguiremo uno studio dettagliato<br />
mediante citofluorimetria policromatica dell’espressione dei recettori CB1 e<br />
CB2 da parte delle diverse sottopopolazioni cellulari identificabili nel sangue<br />
periferico di donatori sani. Con la nostra tecnologia siamo in grado di definire<br />
con precisione i diversi subset cellulari ed il loro grado di differenziamento;<br />
questo tipo di analisi permette di ottenere un’“ istantanea ” dello status immunologico<br />
del soggetto e del livello di attivazione del suo sistema immunitario.<br />
In particolare, misureremo l’espressione di CB1 e CB2 sulle seguenti popolazioni<br />
cellulari:<br />
a) Linfociti T CD4: questi verranno ulteriormente suddivisi in naïve,<br />
memory ed effettori; inoltre, dato che alcuni studi hanno suggerito che gli<br />
endocannabinoidi siano coinvolti nella migrazione cellulare, un’ulteriore<br />
classificazione delle cellule effettrici verrà effettuata sulla base dell’espressione<br />
di molecole di adesione e recettori delle chemochine. Infine, verrà prestata<br />
particolare attenzione alla frazione di linfociti CD4 con funzione immunoregolatoria<br />
(CD4+CD25high) utilizzando un pannello innovativo di markers<br />
che distinguono le cellule con maggiore potenziale soppressorio.<br />
b) Linfociti T CD8: anche all’interno di questa popolazione cellulare verranno<br />
identificate le cellule naive, memory ed effettrici; inoltre, verrà misurata<br />
l’espressione di diversi recettori che modulano l’attività citotossica, per<br />
valutare l’eventuale correlazione con la presenza di CB1 e CB2.<br />
c) Linfociti T gd: verranno studiati i linfociti Vd e Vd2. Queste popolazioni<br />
cellulari verranno ulteriormente classificate sulla base dell’espressione di<br />
marker di memoria, recettori NK, e molecole di adesione.<br />
d) Linfociti NK: verranno separate le popolazioni CD56 bright e CD56 dim .<br />
e) Linfociti B: verranno identificate cellule naïve, memory, e plasmacellule.<br />
f) Cellule dendritiche: verranno utilizzati marker per distinguere le cellule<br />
plasmacitoidi dalle cellule mieloidi.<br />
g) Monociti: sulla base dell’espressione di CD14 e CD16 verranno identificati<br />
le due principali sottopopolazioni di monociti.<br />
Al termine di questa prima fase dello studio avremo definito con precisione<br />
l’espressione dei recettori CB1 e CB2 da parte delle cellule del sistema<br />
immunitario, includendo sia le cellule che partecipano alle prime fasi della<br />
risposta (immunità innata) che quelle che invece fanno parte dell’immunità<br />
acquisita.<br />
Studio funzionale del ruolo dei recettori CB1 e CB2 sulle cellule del sistema<br />
immunitario. Alcuni studi, effettuati soprattutto nel modello murino, hanno<br />
suggerito che i cannabinoidi abbiano un ruolo immunosoppressorio ed<br />
antiinfiammatorio, ma le conseguenze del signalling attraverso i recettori CB1<br />
e CB2 nelle diverse popolazioni cellulari non è stato indagato. In questa parte<br />
del progetto studieremo quindi gli effetti degli agonisti e antagonisti di CB1 e<br />
CB2 sulle seguenti funzioni cellulari:<br />
2009 811
Sezione III: Attività per progetti<br />
a) Produzione di citochine: verrà misurata la produzione di IFNg, TNF-a,<br />
IL2, IL4, IL17, in seguito a stimolazione con stimoli policlonali<br />
(aCD3+aCD28, PMA+ionomicina, LPS) da parte delle popolazioni cellulari<br />
che esprimono i recettori CB1 e/o CB2, in presenza di agonisti e antagonisti.<br />
La produzione di citochine verrà misurata sia in citofluorimetria mediante<br />
intracellular staining che in ELISA; in quest’ultimo caso verranno utilizzate<br />
popolazioni cellulari omogenee ottenute mediante cell sorting.<br />
b) Proliferazione cellulare: gli effetti degli agonisti e antagonisti dei recettori<br />
CB1 e CB2 sulla proliferazione cellulare indotta mediante stimolazione<br />
policlonale verrà misurata sia in citofluorimetria (utilizzando saggi di diluizione<br />
del CFSE) che mediante incorporazione di timidina.<br />
Studio fenotipico e funzionale dei recettori CB1 e CB2 nei pazienti affetti da Sclerosi<br />
Multipla. Le informazioni ottenute nei primi due punti del progetto verranno<br />
quindi trasferite ai pazienti affetti da SM.<br />
Verranno selezionati 30 pazienti con la forma relapsing-remitting della<br />
malattia, 20 con la forma secondary progressive, e 10 con la forma primary<br />
progressive. In caso di ricadute cliniche, verrà effettuato un ulteriore prelievo<br />
di sangue. Da ciascun paziente verranno prelevati 30 ml di sangue, e le cellule<br />
mononucleate verranno isolate per effettuare gli studi sopradescritti. I dati<br />
ottenuti sull’espressione dei recettori CB1 e CB2 da parte delle diverse popolazioni<br />
cellulari e sull’effetto della stimolazione con agonisti e antagonisti sulla<br />
produzione di citochine e sulla proliferazione cellulare verranno paragonati ai<br />
dati ottenuti sui donatori sani, per valutare la possibilità che nel corso di una<br />
malattia autoimmune, come la sclerosi multipla, vi sia una diversa distribuzione<br />
o una diversa funzionalità di tali recettori a livello delle cellule del<br />
sistema immunitario.<br />
RICADUTE APPLICATIVE DEL PROGETTO<br />
Alla fine del progetto, ci si attende di poter individuare uno o più marcatori<br />
diagnostici della Sclerosi Multipla e/o uno o più bersagli per terapie innovative<br />
di tale patologia. Entrambi i tipi di prodotto possono dar vita a brevetti<br />
commercializzabili, sui quali costruire un’attività imprenditoriale di respiro<br />
nazionale ed internazionale. Infatti, ci si può aspettare che tutte le Agenzie<br />
preposte alla sorveglianza, custodia e miglioramento della salute pubblica trovino<br />
tali prodotti di grande valore per la società.<br />
A questo proposito, può essere utile ricordare che la terapia con interferoni,<br />
oggi la più comunemente usata, costa al Sistema Sanitario circa 25.000<br />
euro all’anno, per ciascun paziente. A questo valore va poi aggiunto il costo<br />
delle ore lavorative perse da ciascun soggetto, ed il costo in termini di perdita<br />
di autonomia e capacità relazionale dovuto alla malattia. Infine, dallo studio<br />
della SM ci aspettiamo di ottenere informazioni utili per approfondire la<br />
nostra comprensione di altre patologie neurodegenerative/neuroinfiammatorie<br />
assai rilevanti per la popolazione umana, quali morbo di Alzheimer, còrea<br />
di Huntington, morbo di Parkinson e Sclerosi Laterale Amiotrofica.<br />
812 2009
Finito di stampare nel mese di settembre 2010<br />
dalla Tipografia Atena – Roma
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