Asse Neuro-cardiovascolare

Responsabile

Silvia Stella Barbieri, PhD

UNITÁ DI RICERCA

L’Unità di Ricerca Asse Neuro-Cardiovascolare studia i meccanismi che permettono al cervello e al cuore di comunicare e influenzarsi reciprocamente.

L’obiettivo principale è di comprendere come fattori psicologici, neurologici e neurodegenerativi contribuiscano allo sviluppo e alla progressione di patologie aterotrombotiche e ischemiche. Fattori metabolici, come diabete, obesità e dislipidemia, possono rappresentare un punto di connessione tra le alterazioni neurologiche e cardiovascolari, modulando gli effetti lungo questo asse.

Particolare attenzione è rivolta alle piastrine e le vescicole extracellulari di piccole dimensioni (sEVs) che fungono da mediatori della comunicazione intercellulare. Le piastrine, note per il loro ruolo nella trombosi e nella destabilizzazione della placca aterosclerotica, emergono anche come potenziali modulatrici dei processi di rigenerazione vascolare e miocardica. Le vescicole extracellulari di piccole dimensioni rilasciate da diverse tipologie cellulari, rappresentano un canale privilegiato per il trasferimento di segnali molecolari lungo l’asse cervello-cuore, influenzando la risposta infiammatoria e rigenerativa.

L’unità adotta un approccio traslazionale e tecnologicamente avanzato, integrando studi cellulari, modelli animali di patologia e studi clinici. L’impiego di metodologie multi-omiche consente di analizzare in modo sistemico i meccanismi dell’asse neuro-cardiovascolare e di identificare nuovi biomarcatori e potenziali bersagli terapeutici, con l’obiettivo di tradurre le scoperte di laboratorio in strategie terapeutiche innovative.

Progetti

  • Disregolazione Neuro-Psichiatrica e Patologia Cardiovascolare: Identificazione di Nuovi Target Terapeutici Personalizzati

    Lo stress, l'ansia e la depressione sono ormai riconosciuti come fattori di rischio cardiovascolare indipendenti e sono strettamente correlati a un peggioramento significativo del decorso clinico, indicando una potenziale limitazione delle terapie convenzionali nei pazienti con queste comorbilità.

    L'obiettivo del progetto è duplice: da un lato, approfondire la comprensione patogenetica investigando i meccanismi molecolari e cellulari che mediano la interconnessione tra sistema nervoso e cardiovascolare; dall'altro, identificare biomarcatori predittivi e sviluppare strategie terapeutiche personalizzate che ottimizzino l'efficacia del trattamento in questa popolazione di pazienti vulnerabili.

    Neurotrofine e salute cardiovascolare: dai meccanismi molecolari al rischio clinico

    Le neurotrofine svolgono un ruolo fondamentale nella fisiopatologia del sistema cardiovascolare, influenzando lo sviluppo e l'omeostasi di cuore, vasi e circuiti neurali che ne regolano la funzione. Alterazioni nella loro espressione e attività sono frequentemente osservate in diverse patologie cardiovascolari, quali aterosclerosi, ipertensione, diabete, infarto miocardico acuto e insufficienza cardiaca.

    In questo contesto, il nostro progetto si focalizza in particolare sul BDNF maturo (mBrain-Derived Neurotrophic Factor) e sul suo precursore pro-BDNF, molecole che esercitano effetti distinti ma complementari. Il mBDNF è noto per i suoi ruoli neuroprotettivi e pro-angiogenici, mentre il pro-BDNF può indurre effetti opposti, promuovendo processi apoptotici e infiammatori.

    L'obiettivo è comprendere l'impatto del mBDNF e del pro-BDNF nella patologia cardiovascolare, indagando i meccanismi molecolari che ne regolano il rilascio in circolo e il loro effetto sulla megacariopoiesi e sull'attivazione di piastrine, leucociti, endotelio e cardiomiociti. In collaborazione con partner nazionali e internazionali, stiamo analizzando come il delicato equilibrio tra mBDNF e pro-BDNF influenzi la trombosi e l'infarto coronarico, con l'intento di identificare nuovi approcci diagnostici e terapeutici.

    Comunicazione Cellula-Cellula e Inter-Organo nell'Infarto Miocardico e nella Trombosi

    La comunicazione e l'interazione tra diverse tipologie cellulari – quali piastrine, leucociti, cellule endoteliali, cardiomiociti, fibroblasti e adipociti– sono processi essenziali che determinano la stabilità della placca aterosclerotica, la formazione e risoluzione dei trombi, e i processi di danno, rigenerazione e riparazione in seguito a eventi ischemici come l'infarto del miocardio e l'ictus.

    Il nostro progetto si concentra sulla dinamica comunicazione tra cuore e altri organi, in particolare il cervello, che è fondamentale per l'omeostasi cardiovascolare. Nonostante le crescenti evidenze di una relazione causale tra danno cerebrale e morbilità/mortalità cardiovascolare, i meccanismi attraverso cui il cervello "sofferente" influenzi la funzione cardiaca e vascolare rimangono poco chiari.

    Ci prefiggiamo di identificare e caratterizzare i meccanismi di comunicazione, sia tra cellule dello stesso tessuto che tra tessuti differenti (es. cuore, vaso, sangue e cervello). Un focus cruciale è posto sul rilascio di fattori solubili e di vescicole extracellulari di piccole dimensioni (sEVs). Stiamo investigando come sEVs trasportino non solo segnali molecolari, ma anche porzioni mitocondriali o mitocondri stessi, e come questi complessi carichi possano impattare positivamente o negativamente sulla prognosi del paziente cardiopatico.

    In questo contesto, attribuiamo un'attenzione particolare alle piastrine. Considerate un "specchio periferico della situazione cerebrale" per la loro origine embrionale comune con i neuroni e la condivisione di neurotrasmettitori e recettori, le piastrine si rivelano mediatori chiave in questa complessa rete di comunicazione neuro-cardiovascolare.

migliori pubblicazioni negli ultimi 3 anni

    • The Mitochondrial Permeability Transition Pore in Platelets: Mechanisms, Physiological Roles, and Therapeutic Perspectives.Lonobile C, Di Nubila A, Simone R, Hushi M, Barbieri SS. Antioxidants (Basel). 2025 Jul 29;14(8):923. doi: 10.3390/antiox14080923.
    • NADPH-oxidases as potential pharmacological targets for thrombosis and depression comorbidity. Amadio P, Sandrini L, Zarà M, Barbieri SS, Ieraci A. Redox Biol. 2024 Apr;70:103060. doi: 10.1016/j.redox.2024.103060.
    • Circulating Small Extracellular Vesicles Reflect the Severity of Myocardial Damage in STEMI Patients.Zarà M, Baggiano A, Amadio P, Campodonico J, Gili S, Annoni A, De Dona G, Carerj ML, Cilia F, Formenti A, Fusini L, Banfi C, Gripari P, Tedesco CC, Mancini ME, Chiesa M, Maragna R, Marchetti F, Penso M, Tassetti L, Volpe A, Bonomi A, Marenzi G, Pontone G, Barbieri SS.Biomolecules. 2023 Sep 29;13(10):1470. doi: 10.3390/biom13101470.
    • Hemostatic system in Takotsubo patients at long-term follow-up: A hidden activation? Amadio P, Porro B, Cavalca V, Zarà M, Eligini S, Sandrini L, Werba JP, Cosentino N, Olivares P, Galotta A, Bonomi A, Tremoli E, Trabattoni D, Barbieri SS.Int J Cardiol. 2023 Nov 1;390:131229. doi: 10.1016/j.ijcard.2023.131229.
    • Relevance of Spike/Estrogen Receptor-α interaction for endothelial-based coagulopathy induced by SARS-CoV-2. Barbieri SS, Cattani F, Sandrini L, Grillo MM, Amendola A, Valente C, Talarico C, Iaconis D, Turacchio G, Lucariello M, Lione L, Salvatori E, Amadio P, Garoffolo G, Maffei M, Galli F, Beccari AR, Sberna G, Marra E, Zoppi M, Michaelides M, Roscilli G, Aurisicchio L, Bertini R, Allegretti M, Pesce M.Signal Transduct Target Ther. 2023 May 19;8(1):203. doi: 10.1038/s41392-023-01488-3.

Staff

  • Di Nubila Alessia, PhD

    Lo nobile Chiara, BSc

    Hushi Matilda, BSc

    Simone Rosa, PhD Student