Curriculum Carla Marchetti Pubblicazioni
Collaborazioni

 

Tesi di Laurea

I principali interessi della mia ricerca riguardano l' elettrofisiologia di cellule nervose e endocrine in coltura, studiata mediante la tecnica del patch-recording, e la dinamica del calcio intracellulare con l'impiego di sonde fluorescenti. Lo scopo è quello di chiarire i meccanismi cinetici, la farmacologia e i meccanismi di modulazione dei canali ionici permeabili al calcio, sia attivati dalla depolarizzazione della membrana che da neurotrasmettitori. In tempi più recenti, ho cominciato ad occuparmi del ruolo dei canali ionici nell'ingresso, accumulo e (neuro)tossicità dei metalli pesanti in cellule di mammifero e dell'effetto di metalli su canali attivati da neurotrasmettitori. Questi argomenti di ricerca si inquadrano nella problematica dell' impatto sulla salute dell'uomo della diffusione nell'ambiente di metalli tossici, diffusione determinata in massima parte dalla recente attività industriale.

Tecniche e metodologie utilizzate:

  • patch-recording (registrazioni da microaree di membrana cellulare ovvero da tutta la cellula in cellule isolate in coltura)

  • microscopia in fluorescenza con sonde sensibili alla concentrazione degli ioni intracellulari, in primo luogo il calcio

  • culture cellulari e biologia cellulare

  • biologia molecolare (espressione di proteine 'wild type' in sistemi eterologhi quali ovociti di rana e cellule di mammifero; mutazioni sito-specifiche)


Attività di ricerca

in collaborazione con Paola Gavazzo
  • Modulazione dei canali del glutammato di tipo NMDA in recettori nativi e recombinanti: ruolo delle diverse subunità negli effetti di metalli

E' stato studiato l'effetto del piombo sull'attività dei recettori ionotropici del glutammato di tipo NMDA, sia su proteine native (in neuroni cerebellari) che in proteine ricombinanti, espresse in ovociti di rana o in cellule epiteliali di mammifero.  E' stato dimostrato come l'effetto neurotossico del piombo sul recettore NMDA dipende dalla composizione in subunità del complesso recettoriale e tale diversa suscettibilità può essere in relazione con la particolare vulnerabilità del SNC immaturo all'avvelenamento da piombo.

E' stato poi intrapreso un analogo studio sugli effetti del nichel. Questo ione metallico appare influenzare in modo significativamente diverso i complessi recettoriali che contengono NR2A piuttosto che NR2B ed è pertanto un ottimo candidato a discriminare la presenza di un sottotipo piuttosto che un altro in neuroni nativi.

NMDA

Il canale NMDA è una proteina tetramerica formata da due tipi di subunità, NR1 e NR2

(disegno di Paola Gavazzo)

  • Permeazione, accumulo e tossicità di metalli pesanti in cellule di mammifero

Cd-treated cells

Effetto di un trattamento 'pulsato' di 30 minuti con 100µM cadmio su cellule insulinoma HIT-T15

In cellule di mammifero, abbiamo dimostrato che cadmio e piombo permeano la membrana utilizzando gli stessi sistemi di trasporto specifici del calcio, ovvero canali voltaggio-dipendenti e canali attivati dal glutammato; l'influsso del piombo è tuttavia significativo anche in basale, cioè in assenza di stimoli specifici (Usai et al., 1999; Mazzolini et al., 2001).
Il ruolo dei canali al calcio voltaggio-dipendenti suggerisce che le cellule eccitabili siano per loro natura più suscettibili ad accumulare metalli proprio per la presenza di sistemi di trasporto ionico specializzati. Tale ipotesi è stata suffragata da misure di tossicità del cadmio condotte parallelamente su cellule eccitabili (ß-pancreatiche clonali HIT-T15 e INS-1, ricche di canali per il calcio voltaggio-dipendenti) e non eccitabili (connettivali di topo 3T3 e epiteliodi umane HeLa). Questi ultimi tipi cellulari, che non esprimono canali per il calcio, appaiono largamente resistenti all'avvelenamento da cadmio, mentre le cellule endocrine cellule HIT-T15 e INS1 misure di mortalità e del grado di frammentazione del DNA genomico mostrano che un trattamento pulsato con cadmio induce un accumulo del metallo e successiva morte principalmente per apoptosi. Sembra pertanto che il Cd accumulato durante l'incubazione sia immagazzinato all'interno della cellula, causandone la morte in tempi successivi. In questo fenomeno avrebbero un ruolo determinante dei canali per il calcio dipendenti dal voltaggio, di tipo L, ovvero sensibili alle de-idropiridine. Infatti la nimodipina (una deidropiridina antagonista del canale) è in grado di proteggere in modo significativo le cellule trattate per 30 minuti con 100 µM cadmio in assenza di siero; in assenza di nimodipina, questo trattamento causa sensibile frammentazione del DNA e mortalità 80% dopo 18-24 ore dal lavaggio.

 

 

 

(le fotografie sono state acquisite 18 ore dopo il lavaggio)


Nuovi progetti

Elettrofisiologia in vitro per la messa a punto di dispositivi a stato solido di materiale organico accoppiasti a culture neuronali (progetto "e-Dish" FP7-ICT-2009-5 STREP)

Studio del meccanismo dell’azione anticonvulsiva di estratti vegetali di Searsia sp, pianta usata nella pratica tradizionale sudafricana per curare l’epilessia

 

Collaborazioni

Unità INFM e Dipartimento di Fisica - Università di Genova
Dipartimento di Medicina Sperimentale, Sez. di Farmacologia Università di Genova
Dipartimento Ingegneria Biofisica ed Elettronica DIBE - Università di Genova
School of Life Science Jawaharlal Nehru University, New Delhi, India
School of Life Sciences, University of Science and Technology of China Hefei, Anhui, China
Department of Biochemistry and Medical Chemistry, Pomeranian Medical University, Szczecin, Poland
University of KwaZulu-Natal, Research Centre for Plant Growth and Development, Scottsville, South Africa

 

Tesi di Laurea e Dottorati

Grazie a una convenzione fra il CNR e l'Università di Genova, l'Istituto di Biofisica ospita numerosi tesisti e dottorandi, quest'ultimi spesso sponsorizzati su fondi di ricerca propri dell'Istituto. Si offrono tesi di laurea sperimentali in Scienze Biologiche, in Fisica, in Farmacia e in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche, di argomenti attinenti ai progetti di ricerca descritti sopra.

rivolgersi a   Carla Marchetti  --  tel 010-6475578  --  fax 010-6475500

 

Tossicità del piombo
Women in science
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