RNA - Genetherapys
Spoke 3 - Neurodegeneration

PROGRAMMA

Il piano scientifico dello Spoke 3 è composto da cinque Work Packages (WPs).

WP 3.1 si occupa di studiare la trascrizione di piccoli (miRNA e piwiRNA) e lunghi RNA non codificanti (lncRNAs), di RNA circolari (codificanti e non codificanti) e delle loro interazioni con le proteine in AD, PD, SLA e nella paralisi sopranucleare progressiva (PSP), dedicando particolare attenzione all’analisi delle loro modifiche epitranscrittomiche attraverso lo studio di diversi approcci -omici. WP 3.1 mira a stabilire nuove piattaforme per tecnologie a RNA programmabili, incluse quelle che ottimizzano le attività di miRNA, RNA circolari, lncRNA e aptameri. Nel WP 3.1 vengono prodotti organoidi cerebrali derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) di pazienti come strumento per validare l’attività biologica delle molecole candidate.

WP 3.2 studia gli RNA potenzialmente terapeutici per facilitare l’acquisizione di dati preclinici da neuroni differenziati derivati da pazienti, da organoidi cerebrali in vitro e da modelli animali della malattia neurodegenerativa di interesse. Queste molecole includono modificatori delle reti di interazione RNA-proteina e strumenti per inibire o attivare l’espressione genica o modificare lo splicing. WP 3.2 studia lo sviluppo di RNA in grado di interferire con la neuroinfiammazione. WP 3.2 stabilisce una pipeline per sviluppare vaccini a mRNA per proteine soggette ad aggregazione, iniziando con l’a-sinucleina come “proof-of-concept”.

WP 3.3 esplora l’uso delle molecole di RNA per trattare le malattie neurodegenerative causate dall’espansione patologica delle ripetizioni nucleotidiche. Il WP 3.3 si propone di interferire con i meccanismi di traduzione patologica, con l’espressione di proteine tossiche e di identificare nuovi modificatori della tossicità nelle malattie a triplette.

WP 3.4 mira a utilizzare gli RNA non codificanti per la medicina di precisione dei disturbi del neurosviluppo. Data la grande eterogeneità di queste malattie, WP 3.4 si propone di identificare molecole di RNA con potenziale terapeutico per un repertorio specifico di mutazioni geniche o di identificare bersagli molecolari comuni tra individui con mutazioni in geni diversi.

WP 3.5 mira a valutare l’uso terapeutico di RNA per l’ictus e altre malattie del cervello. In particolare, ci si propone di manipolare l’espressione di microRNA per intervenire nell’ictus. Programmi di sviluppo di RNA potenzialmente terapeutici e di terapia genica sono implementati per le malattie genetiche, e non, del sistema nervoso.

In sintesi, i WPs dello Spoke 3 mirano a raccogliere dati preclinici sugli RNA potenzialmente terapeutici e sulle strategie di terapia genica più promettenti per poter iniziare le sperimentazioni cliniche.

Spoke-3


SPOKE FLAGSHIPS

Nel 2018, l’IIT ha istituito una nuova infrastruttura di Genomica e Terapia a RNA presso il nuovo Center for Human Technologies (CHT) a Erzelli, Genova, dove si trova il laboratorio del Principal Investigator Stefano Gustincich. Insieme a Andrea Cavalli (affiliato IIT per lo Spoke 7), Gian Gaetano Tartaglia (Spoke 3) e Giuseppe Vicidomini (Spoke 6), il centro è un punto di riferimento per tutte le attività di terapia a RNA presso l’IIT. Inaugurato nel 2019, il CHT è stato presentato alla presenza delle autorità locali e dei rappresentanti del Ministero della Salute. Nel 2020, l’IIT ha lanciato l’iniziativa RNA, che include 20 gruppi di ricerca dell’IIT che si affidano al CHT come HUB per le loro attività. Quattordici di questi gruppi sono coinvolti nel Centro Nazionale, distribuiti tra gli Spokes 3, 6, 7, and 8. Il laboratorio è all’avanguardia, operativo e aperto alle attività di altre entità affiliate allo Spoke 3.


ATTIVITÀ CROSS-SPOKE

Lo Spoke 3 collabora attivamente con lo Spoke 1 nella condivisione di conoscenze e strumenti per affrontare le malattie genetiche che coinvolgono il sistema nervoso centrale. Sono in corso diverse collaborazioni con leader di progetto di entrambi gli spokes, inclusi coloro che sono interessati all’ottimizzazione degli RNA SINEUP per trattare le aploinsufficienze. Lo Spoke 3 si avvale dello Spoke 6 per lo sviluppo di nuove piattaforme tecnologiche di RNA programmabili applicate al sistema nervoso, per l’identificazione di modifiche post-trascrizionali di valore terapeutico utilizzando la tecnologia di sequenziamento Nanopore e per le tecniche di imaging in vivo al fine di studiare la dinamica dei farmaci a base di RNA in cellule e tessuti. Lo Spoke 7  fornisce conoscenze e infrastrutture computazionali per eseguire previsioni e simulazioni della struttura secondaria degli RNA e delle interazioni con altri acidi nucleici e proteine. Lo Spoke 3 collabora strettamente con lo Spoke 8 per l’ottimizzazione delle tecnologie di somministrazione delle molecole al sistema nervoso centrale. Al fine di poter ottenere l’approvazione di IND, la collaborazione con lo Spoke 9 è fondamentale in quanto permette l’analisi della farmacocinetica e farmacodinamica del RNA candidato. Lo Spoke 10 sarà strumentale nel facilitare la produzione GMP dei candidati farmaci a base di RNA.