ETD

• 3D models
• ALS
• cellule staminali pluripotenti indotte
• iPSC
• malattie neurodegenerative
• modelli tridimensionali
• neurodegenerative diseases
• organoidi
• organoids
• SLA
• TDP-43

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a heterogeneous neurodegenerative disease that damages motor neurons in the cortex and spinal cord, causing both motor and extra-motor symptoms. Approximately 10% of ALS cases have a clear familial history, and in around 60–70% of these cases, mutations are found in specific genes, including TARDBP, which encodes the TDP-43 protein, involved in several critical processes for proper RNA metabolism. Its alteration leads to nuclear depletion and abnormal cytoplasmic aggregation, resulting in a condition known as TDP-43 proteinopathy. Since no effective therapies currently exist to slow, halt, or prevent the progression of this disease, this thesis project aims to develop a 3D ALS model based on cortical and spinal organoids derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs) obtained from a patient. This approach allows for a more realistic monitoring and analysis of the pathological processes characteristic of ALS in a patient-specific model. Cortical and spinal organoids were analyzed at specific maturation time points using immunofluorescence and quantitative assays, with the goal of identifying the emergence of pathological features associated with ALS and evaluating the model’s ability to faithfully recapitulate human nervous tissue characteristics. Overall, the project aims to clarify the contribution of TDP-43 to the onset and progression of ALS-relevant phenotypes, paving the way for future pharmacological screening applications to advance therapeutic strategies.

La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una malattia neurodegenerativa eterogenea che danneggia i motoneuroni della corteccia e del midollo spinale, causando sintomi motori ed extra-motori. Nel 10% dei casi di SLA è presente una chiara storia familiare, e in circa il 60-70% di questi sono presenti mutazioni in specifici geni, tra cui TARDBP, che codifica per la proteina TDP-43, coinvolta in diversi processi cruciali per il corretto metabolismo dell’RNA. La sua alterazione comporta la delocalizzazione dal nucleo e aggregazione anomala nel citoplasma, determinando nel complesso una condizione conosciuta come proteinopatia da TDP-43. Poichè non esistono terapie efficaci in grado di rallentare, arrestare o prevenire la progressione di tale patologia, questo progetto di tesi mira a sviluppare un modello 3D di SLA basato sulla generazione di organoidi corticali e spinali derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) derivate da un paziente. Questo approccio permette di seguire e analizzare in modo più realistico i processi patologici tipici della SLA in un modello paziente-specifico. Gli organoidi corticali e spinali sono stati analizzati a specifici intervalli temporali di maturazione mediante immunofluorescenza e analisi quantitative, con l’obiettivo di identificare la comparsa di tratti patologici associati alla SLA e valutare la capacità del modello di ricapitolare fedelmente le caratteristiche del tessuto nervoso umano. Nel complesso, il progetto mira a chiarire il contributo di TDP-43 nell’insorgenza e nella progressione dei fenotipi rilevanti la SLA, aprendo la strada a future applicazioni di screening farmacologico ai fini di un avanzamento nell’approccio terapeutico.