Gruppo di Genetica Funzionale e Metabolismo Mitocondriale dei Tumori Solidi - prof.ssa Porcelli e prof. Gasparre

Ambiti di ricerca

Il Gruppo di Genetica Funzionale e Metabolismo Mitocondriale dei Tumori Solidi è un team multidisciplinare che combina competenze nell’ambito della genetica, biochimica e biologia cellulare e molecolare per studiare il ruolo dei mitocondri e del loro DNA nella progressione delle neoplasie solide, con particolare focus sul carcinoma dell’ovaio, in collaborazione con i gruppi di chirurgia oncologica ginecologica, di chimica fisica e di ingegneria dei plasmi.

Le attività di ricerca si incentrano sull’analisi dei meccanismi molecolari che contribuiscono all’insorgenza di fenotipi tumorali indolenti, con un approccio non-convenzionale che nasce dai precedenti studi del Gruppo riguardanti il ruolo modificatore delle mutazioni mitocondriali e della mancanza del Complesso I della catena respiratoria mitocondriale.

I risultati ottenuti hanno portato alla definizione di oncogiano, quale gene che, quando mutato, riduce la progressione tumorale. Inoltre, questi risultati hanno portato allo sviluppo di linee di ricerca riguardanti l’utilizzo di inibitori del Complesso I come adiuvanti nei protocolli terapeutici.

Attraverso studi su modelli animali e su modelli umani 3D in bioreattore e utilizzando tecniche che vanno dalla genetica molecolare alla biochimica, da quelle di biologia cellulare alla spettrometria di massa, , il gruppo è focalizzato a identificare meccanismi adattativi, sia cell-autonomous che non cell-autonomous, in seguito a trattamento con chemioterapici convenzionali nelle varie fasi della tumorigenesi. In particolare, la risposta all’ipossia, l’adattamento metabolico, la neo-angiogenesi tumorale e il cross-talk tumore-microambiente sono i principali temi di interesse del Gruppo.

Progetti

Ricerca di target metabolici e inibizione del complesso I mitocondriale per la conversione di carcinomi in oncocitomi benigni
Definizione della potenzialità delle cellule tumorali circolanti come marker diagnostici e prognostici in pazienti con tumore ovarico.
Screening di composti sulla stabilizzazione di HIF1a e la regolazione del potenziale tumorigenico

Pubblicazioni

Leggi dettagli

1.NDUFS3 knockout cancer cells and molecular docking reveal specificity and mode of action of anticancer respiratory Complex I inhibitors
Kurelac I, Cavina B, Sollazzo M, Fornasa A, De Luise M, Iorio M, Lama E, Traversa D, Nasiri HR, Ghelli A, Musiani F, Porcelli AM, Iommarini L, Gasparre. G Open Biol. In press.
2.Inducing respiratory complex I impairment elicits an increase in PGC1 in ovarian cancer.
De Luise M, Sollazzo M, Lama E, Coadă CA, Bressi L, Iorio M, Cavina B, D'Angelo L, Milioni S, Marchio L, Miglietta S, Coluccelli S, Tedesco G, Ghelli A, Lemma S, Perrone AM, Kurelac I, Iommarini L, Porcelli AM, Gasparre G. Sci Rep. 2022 May 16;12(1):8020. doi: 10.1038/s41598-022-11620-y.
3.NDUFS3 depletion permits complex I maturation and reveals TMEM126A/OPA7 as an assembly factor binding the ND4-module intermediate.
D'Angelo L, Astro E, De Luise M, Kurelac I, Umesh-Ganesh N, Ding S, Fearnley IM, Gasparre G, Zeviani M, Porcelli AM, Fernandez-Vizarra E, Iommarini L. Cell Rep. 2021 Apr 20;35(3):109002. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109002.
4.Inducing cancer indolence by targeting mitochondrial Complex I is potentiated by blocking macrophage-mediated adaptive responses.
Kurelac I, Iommarini L, Vatrinet R, Amato LB, De Luise M, Leone G, Girolimetti G, Umesh Ganesh N, Bridgeman VL, Ombrato L, Columbaro M, Ragazzi M, Gibellini L, Sollazzo M, Feichtinger RG, Vidali S, Baldassarre M, Foriel S, Vidone M, Cossarizza A, Grifoni D, Kofler B, Malanchi I, Porcelli AM, Gasparre G. Nat Commun. 2019 Feb 22;10(1):903. doi: 10.1038/s41467-019-08839-1.
5.Platinum-induced mitochondrial DNA mutations confer lower sensitivity to paclitaxel by impairing tubulin cytoskeletal organization.
Girolimetti G, Guerra F, Iommarini L, Kurelac I, Vergara D, Maffia M, Vidone M, Amato LB, Leone G, Dusi S, Tiranti V, Perrone AM, Bucci C, Porcelli AM, Gasparre G. Hum Mol Genet. 2017 Aug 1;26(15):2961-2974. doi: 10.1093/hmg/ddx186
6.Respiratory complex I is essential to induce a Warburg profile in mitochondria-defective tumor cells.
Calabrese C, Iommarini L, Kurelac I, Calvaruso MA, Capristo M, Lollini PL, Nanni P, Bergamini C, Nicoletti G, Giovanni CD, Ghelli A, Giorgio V, Caratozzolo MF, Marzano F, Manzari C, Betts CM, Carelli V, Ceccarelli C, Attimonelli M, Romeo G, Fato R, Rugolo M, Tullo A, Gasparre G, Porcelli AM. Cancer Metab. 2013 Mar 18;1(1):11. doi: 10.1186/2049-3002-1-11.
7.Different mtDNA mutations modify tumor progression in dependence of the degree of respiratory complex I impairment
Iommarini L, Kurelac I, Capristo M, Calvaruso MA, Giorgio V, Bergamini C, Ghelli A, Nanni P, De Giovanni C, Carelli V, Fato R, Lollini PL, Rugolo M, Gasparre G, Porcelli AM. Hum Mol Genet. 2014 Mar 15;23(6):1453-66. doi: 10.1093/hmg/ddt533. Epub 2013 Oct 24.
8.Mitochondrial DNA mutation in serous ovarian cancer: implications for mitochondria-coded genes in chemoresistance.
Guerra F, Perrone AM, Kurelac I, Santini D, Ceccarelli C, Cricca M, Zamagni C, De Iaco P, Gasparre G.J Clin Oncol. 2012 Dec 20;30(36):e373-8. doi: 10.1200/JCO.2012.43.5933. Epub 2012 Nov 13.
9.A mutation threshold distinguishes the antitumorigenic effects of the mitochondrial gene MTND1, an oncojanus function.
Gasparre G, Kurelac I, Capristo M, Iommarini L, Ghelli A, Ceccarelli C, Nicoletti G, Nanni P, De Giovanni C, Scotlandi K, Betts CM, Carelli V, Lollini PL, Romeo G, Rugolo M, Porcelli AM. Cancer Res. 2011 Oct 1;71(19):6220-9. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-11-1042. Epub 2011 Aug 18.
10.The genetic and metabolic signature of oncocytic transformation implicates HIF1alpha destabilization.
Porcelli AM, Ghelli A, Ceccarelli C, Lang M, Cenacchi G, Capristo M, Pennisi LF, Morra I, Ciccarelli E, Melcarne A, Bartoletti-Stella A, Salfi N, Tallini G, Martinuzzi A, Carelli V, Attimonelli M, Rugolo M, Romeo G, Gasparre G. Hum Mol Genet. 2010 Mar 15;19(6):1019-32. doi: 10.1093/hmg/ddp566. Epub 2009 Dec 22.
11.Disruptive mitochondrial DNA mutations in complex I subunits are markers of oncocytic phenotype in thyroid tumors.
Gasparre G, Porcelli AM, Bonora E, Pennisi LF, Toller M, Iommarini L, Ghelli A, Moretti M, Betts CM, Martinelli GN, Ceroni AR, Curcio F, Carelli V, Rugolo M, Tallini G, Romeo G. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 May 22;104(21):9001-6. doi: 10.1073/pnas.0703056104. Epub 2007 May 15.
12.Defective oxidative phosphorylation in thyroid oncocytic carcinoma is associated with pathogenic mitochondrial DNA mutations affecting complexes I and III.
Bonora E, Porcelli AM, Gasparre G, Biondi A, Ghelli A, Carelli V, Baracca A, Tallini G, Martinuzzi A, Lenaz G, Rugolo M, Romeo G. Cancer Res. 2006 Jun 15;66(12):6087-96. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-06-0171.

Responsabili

Anna Maria Porcelli

Professoressa ordinaria

Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie - Via Selmi 3, Bologna

+39 051 20 9 1282

Gruppo di Genetica Funzionale e Metabolismo Mitocondriale dei Tumori Solidi - prof.ssa Porcelli e prof. Gasparre

Ambiti di ricerca

Progetti

Pubblicazioni

Responsabili

Anna Maria Porcelli

Giuseppe Gasparre

Team

Anna Maria Ghelli

Luisa Iommarini

Ivana Kurelac

Monica De Luise

Manuela Sollazzo

Camelia Coada

Stefano Miglietta

Gaia Tioli

Ottavia Tartagni

Luigi D'Angelo

Sara Milioni

Beatrice Cavina

Iacopo Gherardi

Laura Lanteri

Francesca Nanetti