Dott. Francesco Emanuele Bellomi

Francesco Emanuele Bellomi ha vinto il premio ARD nell’ 11° Congresso della Società Italiana Parkinson e Disordini del Movimento.

Ecco la sua presentazione:

Mi chiamo Francesco Emanuele Bellomi, sono nato a Roma nel 2003 e attualmente frequento il corso di Medicina e Chirurgia presso l’Università Campus Bio-Medico di Roma. Fin dai primi anni del mio percorso universitario mi sono avvicinato al mondo della ricerca, entrando, durante il secondo anno di corso, nel laboratorio di neuroscienze e neuroanatomia dell’Ateneo, che si occupa prevalentemente dei disturbi del movimento.

All’inizio della mia attività scientifica mi sono concentrato principalmente sullo studio dei biomarcatori nei disordini del movimento e sul coinvolgimento di specifici fattori di trascrizione dell’alfa-sinucleina nei meccanismi patogenetici della malattia di Parkinson. Durante il quarto anno di studi ho svolto un’esperienza di alcuni mesi presso il Queen Square Institute of Neurology dello University College London, dove ho avuto l’opportunità di lavorare sotto la supervisione della Dott.ssa Anna Latorre e del Professor Kailash Bhatia, che mi hanno introdotto allo studio clinico e scientifico delle distonie.

Da allora ho deciso di approfondire la conoscenza di queste malattie, con l’obiettivo di contribuire alla comprensione dei meccanismi alla base delle loro alterazioni connettomiche. Al mio ritorno in Italia, ho iniziato ad occuparmi delle distonie in modo più strutturato, sia dal punto di vista della ricerca di laboratorio, sia da quello clinico, entrando in contatto con i pazienti presso gli ambulatori ad esse dedicati del Policlinico Campus Bio-Medico.

Ecco il testo del suo lavoro premiato

Distonia e connettomica: mappare i circuiti per svelare la malattia

Dopo essermi avvicinato alla ricerca neurogenetica e neurofisiologica sui disturbi del movimento, ho iniziato ad approfondire lo studio dei circuiti cerebrali coinvolti in queste patologie. Ritengo che comprendere il funzionamento dei network neuronali, sia in condizioni fisiologiche che in presenza di malattia, possa aiutare a orientare la ricerca verso lo sviluppo di nuove terapie e l’individuazione di aree cerebrali da stimolare tramite tecniche come la TMS o la DBS.

La distonia rappresenta una malattia particolarmente interessante da analizzare in quest’ottica, poiché può essere definita a tutti gli effetti una patologia di network.

Il punto di partenza della ricerca svolta nel  laboratorio di cui faccio parte è stato un modello murino DYT1, che riproduce la distonia generalizzata ad esordio precoce associata alla mutazione del gene Tor1a, mutazione osservabile anche nell’uomo. Questo modello è particolarmente utile per lo studio della distonia, in quanto il gene coinvolto presenta numerose interazioni funzionali con altri geni noti per il loro ruolo nella patologia. Attraverso una serie di tecniche avanzate, è stato analizzato in dettaglio il cervello di questi modelli animali. Grazie all’utilizzo della microscopia confocale e dell’immunofluorescenza, è stato possibile mappare le principali popolazioni neuronali — come i neuroni GABAergici, glutamatergici, colinergici e dopaminergici — su ampie porzioni cerebrali, ricostruendo i circuiti che collegano strutture chiave come il cervelletto, il ponte, il mesencefalo, il talamo e i nuclei della base

L’analisi, condotta con software di ricostruzione tridimensionale e strumenti specifici per lo studio dei network, ha evidenziato alterazioni significative. In condizioni fisiologiche, i circuiti cerebellari e quelli dei nuclei della base comunicano tra loro mantenendo un equilibrio preciso, regolato anche dal nucleo peduncolo pontino tegmentale (PPTg), situato tra il ponte e il mesencefalo. Questo nucleo, attraverso i suoi neuroni colinergici, contribuisce a filtrare e regolare il flusso di informazioni tra il cervelletto e i nuclei della base

Nel modello di distonia, tuttavia, questo filtro sembra venir meno. I neuroni colinergici del PPTg stabiliscono connessioni dirette e anomale con i neuroni dopaminergici della substantia nigra, bypassando i normali passaggi regolatori mediati dai neuroni glutamatergici e GABAergici. In altre parole, il cervelletto comunica in modo incontrollato con i nuclei della base, contribuendo probabilmente allo sviluppo dei sintomi motori tipici della distonia.

Lo studio svolto dal nostro laboratorio non si è limitato all’osservazione anatomica. Parallelamente, sono stati applicati modelli matematici e simulazioni per comprendere come gli impulsi elettrici si propagano all’interno di queste reti alterate. L’obiettivo è sviluppare un modello predittivo su cui testare interventi, farmaci o stimolazioni artificiali, al fine di correggere i circuiti alterati e riportarli verso un funzionamento più fisiologico

Per quanto riguarda le prospettive future, il progetto si sta espandendo verso l’analisi di volumi cerebrali sempre più ampi, grazie anche all’impiego della microscopia a light sheet, al fine di ottenere una visione più completa delle reti neuronali coinvolte. L’obiettivo finale è quello di trasferire le conoscenze acquisite nello studio clinico sui pazienti.

Un ringraziamento speciale va a tutti i colleghi e ai mentori che hanno reso possibile questo progetto, in particolare al Prof. Giorgio Vivacqua, a Fabrizio Petrocchi, Nathan Ullman, Claudia Caturano, Emma Cauzzi, al Dr. Massimo Marano e alla Dott.ssa Anna Latorre.