Chi siamo
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Responsabile scientifico:
Dott.ssa Katia FETTUCCIARI
Personale afferente:
- Katia FETTUCCIARI Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
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- Laureanda/o Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
- Laureanda/o Corso di Laurea Magistrale in Biologia
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Dove siamo
Edificio B, Piano 4°- P.zza Lucio Severi, 1 Sant’Anrea delle Fratte 06132 Perugia, Italy
Cosa facciamo
| Malattie infettive (Katia FETTUCCIARI) |
Studio dei Meccanismi Molecolari di Patogenesi dell’Infezione da Clostridioides difficile (CDI), esaminando l’interazione della Tossina B del C. difficile (TcdB), il più potente fattore patogenetico del C. difficile, con le Cellule Enteriche Gliali (EGCs), cellule chiave nella fisiopatologia del tratto gastrointestinale. In questo ambito abbiamo dimostrato che la TcdB induce nelle EGCs: Alterazioni del Citoscheletro e Glucosilazione delle Rho-GTPasi, Arresto del Ciclo Cellulare in fase G2/M, Morte Cellulare per Apoptosi e Senescenza. Le tematiche di ricerca riguardano lo studio dei: A) Meccanismi Molecolari di Arresto del Ciclo Cellulare, B) Meccanismi di Apoptosi, C) Induzione e Meccanismi di Senescenza, D) Sinergismo citotossico della TcdB con le citochine proinfiammatorie. A) Meccanismi Molecolari dell’Arresto del Ciclo Cellulare: abbiamo dimostrato che la TcdB mediante glucosilazione di Rac1 induce in modo dose e tempo dipendente nelle EGCs effetti citopatici come l’arrotondamento delle cellule e arresto del ciclo cellulare, in fase G2/M mediante un’overespressione di p27 e un'inattivazione di ciclina B1/Cdc2 (Fettucciari et al., 2017). B) Meccanismi di Apoptosi: abbiamo dimostrato che l’apoptotsi indotta da TcdB nelle EGCs è caspasi-dipendente ma indipendente dai mitocondri, come mostrato dall'attivazione della caspasi-3, caspasi-7 e di PARP senza alterazioni dell’espressione delle proteine della famiglia di Bcl-2 (Fettucciari et al., 2017). C) Meccanismi di Senescenza: abbiamo dimostrato che le ECGs che sopravvivono all'apoptosi indotta da TcdB diventano senescenti come evidenziato dall’arresto irreversibile del ciclo cellulare; morfologia piatta; positività per la β-galattosidasi; danno precoce e persistente al DNA (fosforilazione di ATM e H2AX); e over-espressione di Sirtuina-2 e Sirtuina-3. La senescenza delle EGCs indotta da TcdB dipende dall'attivazione di AKT e JNK ma è indipendente da ROS, p16 e p53/p21 (Fettucciari et al., 2018). La capacità di indurre senescenza da parte della TcdB nelle EGCs potrebbe essere alla base della sindrome dell'intestino irritabile (IBS) e la malattia infiammatoria intestinale (IBD). |
| Infiammazione e risposte del sistema immunitario (Katia FETTUCCIARI) |
In tale ambito studiamo il sinergismo citotossico della TcdB con citochine proinfiammatorie. Abbiamo dimostrato che l'apoptosi delle EGCs indotta da TcdB è fortemente aumentata in seguito alla stimolazione con le citochine pro-infiammatorie TNF-α e IFN-γ che aumentato l'attivazione di caspasi-3, caspasi-7, caspasi-9 e PARP indotta da TcdB senza effetti significativi sull'espressione delle proteine della famiglia Bcl-2 (Fettucciari et al., 2017). Recentemente abbiamo dimostrato che la TcdB e la TcdB più le citochine pro-infiammatorie TNF-α e IFN-γ inducono l'apoptosi attraverso tre vie di segnalazione attivate da calpaine, caspasi e catepsine. Il nostro studio è il primo studio che ha dimostrato la capacità di C. difficile di attivare tre diverse famiglie di proteasi che attivano tre vie apoptotiche da sole e in sinergia con le citochine proinfiammatorie TNF-α e IFN-γ e rappresenta un'importante strategia della TcdB per superare la resistenza intrinseca delle cellule immunitarie alla sua attività citotossica (Fettucciari et al., 2021/22 in revisione). Pertanto, è possibile che TNF-α e IFN-γ agiscano come driver dell'infezione amplificando, fin dall'inizio dell'infezione, l'attività apoptotica di basse dosi di TcdB e aprano così la strada alla progressione e alla recidiva dell'infezione. |
| Interazione ospite/microbioma (Babrio BASSOTTI) |
La CDI è in aumento in tutto il mondo ed è associata a un aumento dei decessi e del carico socio-sanitario. Sulla base dei dati epidemiologici e delle conoscenze sulla patogenesi molecolare del C. difficile è possibile prevedere la sua progressiva colonizzazione. Infatti: la sua diffusione globale è inarrestabile; la TcdA e TcdB, causano l’apoptosi, ma le cellule sopravvissute diventano senescenti, il che può favorire la persistenza di C. difficile nell'intestino; le citochine proinfiammatorie, TNF-α e IFN-γ, indotte durante la CDI o dalla senescenza, aumentano la citotossicità della TcdB e possono aumentare la sopravvivenza delle cellule senescenti; le Tcds bloccano la mobilità e inducono l'apoptosi nelle cellule immunitarie reclutate nel sito di infezione; e infine, dopo la remissione dall'infezione primaria o dalla recidiva, il C. difficile provoca anomalie funzionali nella rete delle EGCs che possono sfociare in IBS, caratterizzata da una risposta infiammatoria latente che contribuisce alla sopravvivenza del C. difficile e potenzia l’attività citotossica di basse dosi di TcdB, favorendo così ulteriori recidive (Fettucciari et al. 2021a:2021b; Bassotti et al., 2017, 2020, 2021). Poiché una "endemia globale" di C. difficile sembra inevitabile, la CDI diventerà un problema sanitario globale nei prossimi anni e dobbiamo essere preparati ad affrontare questa minaccia. Pertanto, le conoscenze sui meccanismi molecolari di patogenesi sono fondamentali per nuovi approcci terapeutici altamente specifici per il C. difficile quali un vaccino contro le Tcds, una profilassi/terapia selettiva con citochine e anticorpi anti-citochina o meglio ancora i batteriofagi. |
Tecnologie e Strumentazione
| Proteomics and Metabolomics |
Analysis of Apoptosis and Cell Cycle by Flow cytometry, Analysis of Protein Expression. |
| Pre-Clinical Models |
Model system for cell biology (Cell culture, Microbial culture). |
Pubblicazioni
Fettucciari K, Ponsini P, Gioè D, Macchioni L, Palumbo C. Antonelli E, Coaccioli S, Villanacci V, Corazzi L, Marconi P, Bassotti G. Enteric glial cells are susceptible to Costridium difficile toxin B. Cell. Mol. Life Sci. 74(8):1527-1551, 2017. doi: 10.1007/s00018-016-2426-4. Epub 2016 Nov 28.
Macchioni L, Davidescu M, Fettucciari K, Petricciuolo M, Gatticchi L, Gioè D, Villanacci V, Bellini M, Marconi P, Roberti R, Bassotti G, Corazzi L. Enteric glial cells counteract Clostridium difficile Toxin B through a NADPH oxidase/ROS/JNK/caspase-3 axis, without involving mitochondrial pathways. Sci Rep. 7:45569, 2017. doi: 10.1038/srep45569.
Rossi G, Cerquetella M, Scarpona S, Pengo G, Fettucciari K, Bassotti G, Jergens AE, Suchodolski JS. Effects of probiotic bacteria on mucosal polyamines levels in dogs with IBD and colonic polyps: a preliminary study. Benef Microbes 9:247-255, 2018. doi: 10.3920/BM2017.0024. Epub 2017 Oct 12.
Bassotti G, Macchioni L, Corazzi L, Marconi P, Fettucciari K. Clostridium difficile-related postinfectious IBS: a case of enteroglial microbiological stalking and/or the solution of a conundrum?. Cell Mol Life Sci. 75:1145-1149, 2018. doi: 10.1007/s00018-017-2736-1. Epub 2017 Dec 28.
Fettucciari K, Macchioni L, Davidescu M, Scarpelli P, Palumbo C, Corazzi L, Marchegiani A, Cerquetella M, Spaterna A, Marconi P, Bassotti G. Clostridium difficile toxin B induces senescence in enteric glial cells: A potential new mechanism of Clostridium difficile pathogenesis. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 1865:1945-1958, 2018. doi: 10.1016/j.bbamcr.2018.10.007. Epub 2018 Oct 6.
Bassotti G, Marchegiani A, Marconi P, Fettucciari K. The cytotoxic synergy between Clostridioides difficile toxin B and proinflammatory cytokines: an unholy alliance favoring the onset of Clostridioides difficile infection and relapses. Microbiologyopen. 2020 9(8):e1061. doi: 10.1002/mbo3.1061. Epub 2020 Jul 12.
Fettucciari K., Fruganti A, Marchegiani A, Brancorsini S, Marconi P, Gabrio Bassotti G. Proinflammatory Cytokines: Possible Accomplices for the Systemic Effects of Clostridioides difficile Toxin B. J Inflamm Res. 2021 14:57-62. doi: 10.2147/JIR.S287096. eCollection 2021.
Fettucciari K, Marconi P, Marchegiani A, Fruganti A, Spaterna A, Bassotti G. Invisible steps for a global endemy: Molecular strategies adopted by Clostridioides difficile. Therap Adv Gastroenterol. 2021 14:17562848211032797. doi: 10.1177/17562848211032797. eCollection 2021.
Bassotti G, Fruganti A, Maconi G, Marconi P, Fettucciari K. Clostridioides difficile Infection in Patients with Inflammatory Bowel Disease May be Favoured by the Effects of Proinflammatory Cytokines on the Enteroglial Network. J Inflamm Res. 2021 Dec 30;14:7443-7453. doi: 10.2147/JIR.S328628. eCollection 2021.
Fettucciari K, Marguerie F, Fruganti A, Marchegiani A, Spaterna A, Brancorsini S, Marconi P, Bassotti G. Clostridioides difficile Toxin b alone and with pro-inflammatory cytokines induces apoptosis in enteric glial cells by activating three different signalling pathways mediated by caspases, calpains and cathepsin. Cell Mol Life Sci. 2022 79(8):442. doi: 10.1007/s00018-022-04459-z.
