Microcircuiti corticali e disordini del neurosviluppo

Group Leader

Marilena Griguoli

Associated scientist
Enrico Cherubini
Post Doc
Domenico Pimpinella
Ph.D. Student
Brijesh Modi
Master student
Alice Tartacca Christian Jacobs
Laboratorio
Microcircuiti corticali e disordini del neurosviluppo

Il laboratorio studia i meccanismi molecolari e cellulari coinvolti nella memoria sociale sia in condizioni fisiologiche che patologiche come nei disturbi del neurosviluppo ed in particolare nei disordini dello spettro autistico. Il nostro team è coinvolto in due linee di ricerca:

1. Dai microcircuiti al comportamento

L’ippocampo è una regione del cervello fondamentale per la formazione della memoria spaziale. Di recente è stata posta l’attenzione su un’altra forma di memoria codificata dalla regione CA2 dell’ippocampo che è la memoria sociale, intesa come capacità di riconoscere un individuo della stessa specie.

In questa linea di ricerca intendiamo studiare i meccanismi mediante i quali, all’interno del circuito CA2, input GABAergici inibitori locali e colinergici provenienti dal setto mediale, contribuiscono a questa forma di memoria.  Per questo scopo utilizziamo tecniche di elettrofisiologia in vivo ed ex vivo e di comportamento associate a metodi di opto/chemogenetica, che ci consentono di attivare o silenziare selettivamente determinate vie inibitorie e/o colinergiche.

2. I microcircuiti corticali nei disordini dello spettro autistico

Questa linea di ricerca studia come il “signaling” trans-sinaptico agisce sulla formazione dei circuiti

neuronali durante lo sviluppo del sistema nevoso, sia in condizioni fisiologiche sia patologiche, come nei disordini dello spettro autistico (ASD). Gli ASD sono caratterizzati da deficit della comunicazione verbale e non verbale, da compromissione delle interazioni sociali e da comportamenti stereotipati.  Tra le diverse forme di ASD, di particolare interesse sono quelle correlate a singole mutazioni di geni che codificano per proteine di adesione appartenenti alla famiglia delle neuroligine (NLG)/ neurexine (NRX). Le NLG sono proteine postsinaptiche, che interagendo con le NRX presinaptiche assicurano il cross-talk tra specializzazioni post e presinaptiche contribuendo così allo sviluppo e stabilizzazione delle sinapsi ed al mantenimento di un appropriato rapporto tra eccitazione ed inibizione (E/I) in determinate aree cerebrali.

In particolare studiamo, in modelli animali di ASD, i meccanismi molecolari e cellulari alla base dell’alterato E/I nell’ippocampo.  A tale scopo utilizziamo topi transgenici portatori della mutazione umana R451C del gene che codifica per la NLG3 (NLG3R451C knock-in) o topi in cui la NLG3 non viene prodotta (NLG3 knock-out). Utilizzando una varietà di approcci (biologia molecolare, elettrofisiologia in vivo ed ex vivo, opto/chemogenetica, immounoistochimica e comportamento) intendiamo verificare come un alterato rapporto E/I in particolari circuiti neuronali influenzi la generazione dei ritmi theta e gamma, essenziali per le funzioni cognitive. L’obiettivo finale è quello di identificare nuovi bersagli terapeutici per il trattamento di questi disordini.

 

Pubblicazioni selezionate

Pimpinella P, Mastrorilli V, Giorgi C, Coemans S, Lecca S, Lalive AL, Ostermann H, Fuchs EC, Monyer H, Mele A, Cherubini E, Griguoli M. Septal cholinergic input to CA2 hippocampal region controls social novelty discrimination via nicotinic receptor-mediated disinhibition. eLife 2021;10:e65580, 2021

Modi B, Pimpinella D, Pazienti A, Zacchi P, Cherubini E, Griguoli M. Possible implication of the CA2 hippocampal circuit in social cognition deficits observed in the neuroligin 3 knock-out mouse, a non-syndromic animal model of Autism. Front Psychiatry 10: 513, 2019

Griguoli M, Cellot G, Cherubini E. In hippocampal oriens interneurons anti-Hebbian Long-Term Potentiation requires cholinergic signalling via ɑ7 nicotinic acetylcholine receptors. Journal of Neuroscience, 33(3):1044-1049, 2013