Laboratorio di Istologia ed Embriologia
(Responsabili: Prof. Antonella Camaioni, Prof. Luisa Campagnolo)
|
Strutture di Ricerca
Attività di Ricerca Le principali attività di ricerca della Sezione di Istologia ed Embriologia sono orientate allo studio dei meccanismi cellulari e molecolari che regolano la riproduzione umana, le cui alterazioni, sia durante lo sviluppo embrionale che nella vita adulta, possono portare ad infertilità. In particolare, gli studi dei diversi gruppi afferenti alla Sezione riguardano la specificazione delle cellule della linea germinale, l’ovogenesi e la preservazione della riserva ovarica, la maturazione follicolare e l’ovulazione, la fecondazione, l’impianto embrionale e lo sviluppo placentare. Parallelamente, sono oggetto di studio le cellule staminali sia embrionali che adulte, con l’analisi delle loro caratteristiche fenotipiche, i processi differenziativi a cui vanno incontro e le loro capacità rigenerative. Componenti della Sezione e loro interessi di ricerca La sezione è composta da un professore emerito, tre professori associati, due ricercatori, un tecnico di laboratorio e due collaboratori esterni. Massimo De Felici (Professore Emerito) Attualmente coordino una linea di ricerca incentrata nella generazione in vitro di cellule germinali primordiali (PGC) ed ovociti nonché di cellule della granulosa follicolare a partire da cellule staminali pluripotenti murine ed umane. Una volta ottenuti questi tipi cellulari, essi saranno utilizzati per formare organoidi di ovaie postnatali in grado di produrre ovociti fecondabili. Inoltre, collaboro alla linea di ricerca della Prof.ssa F.G. Klinger, che si prefigge di identificare e caratterizzare i meccanismi cellulari e molecolari della sopravvivenza a lungo termine degli ovociti della riserva ovarica murina ed umana, della loro attivazione nelle cinetica follicolare postnatale e degli effetti su di essi dell’LH e di chemioterapici alchilanti. Allo stesso tempo coadiuvo la Prof.ssa A. Camaioni in ricerche che si prefiggono la generazione di linee di cellule mesenchimali da vari tipi di tessuti umani adulti da utilizzare come produttrici di molecole in grado di modulare la sopravvivenza e la maturazione delle varie classi di follicoli presenti nell’ovaio prepuberale o adulto durante l’invecchiamento fisiologico o condizioni patologiche quali la POF e la PCOS. Antonella Camaioni (Professore Associato) I principali interessi di ricerca del mio laboratorio riguardano la biologia della riproduzione e le cellule staminali. Gli studi nell’ambito della riproduzione mirano alla comprensione dei meccanismi di maturazione dell’ovocito nel follicolo e del processo di fecondazione, con particolare riferimento a molecole importanti nella matrice extracellulare del cumulo ooforo, quali l’acido ialuronico e i proteoglicani e nell’immunità innata, quali la pentraxina3. Gli studi sulle cellule staminali umane adulte sono invece volti a comprendere la loro capacità di rigenerare/recuperare tessuti danneggiati e/o invecchiati tramite iniezione diretta di esse o, indirettamente, utilizzando il loro “secretoma” o parte di esso, come gli esosomi, per una terapia “cell free”. Gli effetti in vivo di questi approcci terapeutici innovativi sono in fase di analisi su modelli murini di invecchiamento ovarico e sindrome dell'ovaio policistico. Inoltre, una proficua collaborazione con il Prof. Thomas M. Brown del Dipartimento di Ingegneria Elettronica ha permesso interessanti studi sulle caratteristiche optoelettroniche delle cellule in contatto con polimeri semiconduttori fotosensibili anche nella prospettiva di utilizzare tali materiali come protesi per il recupero della vista in patologie retiniche. Queste ricerche sono finanziate da agenzie nazionali ed internazionali attraverso bandi competitivi. Luisa Campagnolo (Professore Associato) Gli interessi di ricerca del mio laboratorio riguardano l’impianto e lo sviluppo della placenta, con particolare attenzione alle fasi iniziali della interazione embrione-endometrio e ai meccanismi che regolano la successiva migrazione delle cellule del trofoblasto all’interno del tessuto materno per costituire l’interfaccia materno-fetale, processi fondamentali per un corretto sviluppo embrionale. I nostri studi hanno permesso di identificare nuovi marcatori di recettività endometriale e placentazione. A tale proposito, negli ultimi anni, grazie al lavoro di talentuosi laureandi, dottorandi e post-doc, il laboratorio ha anche sviluppato modelli 2D e 3D (e.g., organ-on-chip) di impianto e di barriera placentare in vitro, che ci hanno permesso di identificare nuove molecole coinvolte in tali processi (e.g., EGFL7), e di studiare gli effetti della esposizione a sostanze potenzialmente dannose durante le prime fasi dello sviluppo embrionale. I miei studi sono stati e sono supportati da finanziamenti della Comunità Europea, dal Ministero della Salute e da diverse aziende farmaceutiche per mezzo di bandi competitivi. Donatella Farini (Ricercatore a tempo indeterminato) I miei interessi di ricerca si sono indirizzati principalmente allo studio dei meccanismi che controllano il differenziamento delle cellule germinali di topo con particolare attenzione alla proliferazione e alla migrazione delle cellule germinali primordiali, al controllo del loro ingresso in meiosi e al ruolo nella meiosi della proteina oSTRA8. Negli ultimi anni sto collaborando con il prof. Claudio Sette (Prof. Ordinario di Anatomia Umana presso il Dipartimento di Neuroscienze della Facoltà di Medicina e Chirurgia, Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma) a progetti di ricerca riguardanti il ruolo dell’RNA binding protein Sam68 nella spermatogenesi, in alcuni tipi di tumore e nel differenziamento neuronale sia normale che patologico. Enrica Bianchi (Ricercatore di tipo b) Il mio principale interesse scientifico è il ruolo svolto dalle proteine di membrana nella riproduzione del mammifero. Nel 2011, ho iniziato a lavorare presso il laboratorio del professor Gavin Wright al Wellcome Sanger Institute a Cambridge nel Regno Unito. Qui, appplicando metodi sviluppati appositamente per lo studio di interazioni proteina-proteina, ho cercato risposte a quesiti rimasti a lungo irrisolti. Grazie a queste tecnologie siamo stati in grado di indentificare la prima coppia di proteine indispensabili per la fecondazione, JUNO e IZUMO1, mentre più recentemente ho identificato e caratterizzato il ruolo di un recettore di membrana (ADGRD1) necessario per il trasporto dell’embrione nelle tube di Falloppio. Nel laboratorio di Istologia ed Embriologia continuerò il progetto di studio delle proteine della superficie cellulare coinvolte nella riproduzione di mammifero. Mario Antonio Russo (Professore Associato) Ruolo delle neurotrofine nella spermatogenesi e identificazione di nuovi markers per studiare le cellule germinali primordiali durante la migrazione e il differenziamento fetale e postnatale. Analisi dei danni indotti dall’ischemia nelle cellule epatiche. Collaboratori Esterni Francesca Klinger (Professore Associato, Unicamillus) Il mio gruppo di ricerca si focalizza principalmente sulla biologia della riproduzione e dello sviluppo, sull’istologia e biologia delle cellule staminali e germinali, con maggior interesse in questi ultimi anni sugli effetti dei trattamenti chemioterapici sulla fertilità e la funzione ovarica delle pazienti oncologiche. Le linee di ricerca seguite in laboratorio da tesisti, dottorandi e post-doc sono: 1) Nuovi meccanismi per proteggere il tessuto ovarico dai trattamenti chemioterapici e radioterapici; 2) Valutazione dell’effetto protettivo dell’ormone luteinizzante sui danni indotti nell’ovaio da chemio- e radio- terapia; 3) Uso delle cellule staminali mesenchimali per migliorare e preservare il tessuto ovarico. I miei studi sono supportati da bandi del Ministero dell’Università e della Ricerca e da aziende farmaceutiche per mezzo di bandi competitivi. Sono membro del Consiglio direttivo delle principali società scientifiche italiane interessate alla riproduzione, SIERR e SIFES. Gina La Sala (Primo Tecnologo, CNR) Per oltre un decennio ho svolto attività di ricerca nell’ambito delle Infrastrutture Internazionali di Ricerca European Mouse Mutant Archive (EMMA) e Monterotondo Mouse Clinic (MMC), presso il CNR di Monterotondo, finalizzate alla produzione, analisi fenotipica primaria, crioconservazione e distribuzione di ceppi mutanti murini, considerati modelli innovativi di malattie umane. L’attività di ricerca è stata incentrata sulla caratterizzazione fenotipica di modelli murini mutanti per i recettori orfani accoppiati a proteine G (Gpr37 e Gpr37L1) implicati nello sviluppo del cervelletto e del sistema riproduttivo maschile. Negli anni precedenti ho svolto attività di ricerca presso il laboratorio di Istologia di Tor Vergata del Prof. De Felici, dove ho effettuato studi sull’infertilità causata dall’ esposizione ambientale a xenoestrogeni, focalizzando la mia attenzione sulle cellule germinali primordiali (PGC) e sullo sviluppo della gonade embrionale. Nel laboratorio di Istologia attualmente mi occupo di biologia della riproduzione femminile ed in particolare studio i meccanismi che regolano l’ovogenesi/preservazione della riserva ovarica e le fasi iniziali della interazione embrione-endometrio. Parallelamente a questi studi, mi occupo delle patologie della retina diabetica e del ruolo delle cellule di Müller. Laboratory of Histology and Embryology Research Equipment
Research Activity The main research activities of the Section of Histology and Embryology are directed toward the study of the cellular and molecular mechanisms that regulate human reproduction, alterations in which, both during embryonic development and in adult life, can lead to infertility. In particular, the studies of the different research groups of the Section concern germ line cell specification, oogenesis and preservation of ovarian reserve, follicular maturation and ovulation, fertilization, embryo implantation, and placental development. In parallel, both embryonic and adult stem cells are being studied, with analysis of their phenotypic characteristics, the differentiative processes they undergo, and their regenerative capabilities. Team Members and their research activity Massimo De Felici Currently, I coordinate a line of research focused on the in vitro generation of primordial germ cells (PGCs) and oocytes as well as follicular granulosa cells from murine and human pluripotent stem cells. Once these cell types have been obtained, they will be used to form postnatal ovarian organoids capable of producing fertilizable oocytes. In addition, I collaborate in the research line of Prof. F.G. Klinger, which aims to identify and characterize the cellular and molecular mechanisms of the long-term survival of murine and human ovarian reserve oocytes, their activation in postnatal follicular kinetics and the effects of LH and alkylating chemotherapeutics on them. At the same time, I assist Prof. A. Camaioni in research aimed at the generation of mesenchymal cell lines (MSCs) from various types of adult human tissues to be used as producers of molecules capable of modulating the survival and maturation of the various classes of follicles present in the prepubertal or adult ovary during physiological aging or pathological conditions such as POF and PCOS. Antonella Camaioni My laboratory's main research interests include reproductive biology and stem cells. Studies in the field of reproduction aim to understand the mechanisms of oocyte maturation in the follicle and the fertilization process, with particular attention to important molecules in the extracellular matrix of the cumulus oophorus, such as hyaluronic acid and proteoglycans and in innate immunity, such as pentraxin3. Studies on human adult stem cells are aimed at understanding their ability to regenerate/recover damaged and/or aged tissues either directly, through the injection of stem cells, or indirectly, using their "secretome" or part of it, such as exosomes, for a “cell free” therapy. The in vivo effects of these innovative therapeutic approaches are being analyzed on murine model of ovarian aging and polycystic ovary syndrome. Furthermore, a fruitful collaboration established with Prof. Thomas M. Brown of the Department of Electronic Engineering has allowed interesting studies on optoelectronic characteristics of cells in contact with photosensitive semiconducting polymers also with the prospect of using such materials as functional prostheses for visual recovery in retinal pathologies. These studies are funded by national and international agencies through competitive calls. Luisa Campagnolo My laboratory's research interests focus on embryo implantation and placental development, with particular attention to the early stages of embryo-endometrial interaction and the mechanisms that regulate the subsequent migration of trophoblast cells within maternal tissue to form the maternal-fetal interface, processes that are fundamental to proper embryonic development. Our studies have identified new markers of endometrial receptivity and placentation. In this regard, in recent years, thanks to the work of talented undergraduates, Ph.D. students and postdocs, the laboratory has also developed 2D and 3D models (e.g., organ-on-chip) of implantation and placental barrier in vitro, which have allowed us to identify new molecules involved in the process (e.g., EGFL7), and to study the effects of exposure to potentially harmful substances during the early stages of embryonic development. My studies have been and are supported by funding from the European Community, the Ministry of Health, and several pharmaceutical companies through competitive calls. Donatella Farini My research interests have mainly focused on the study of the mechanisms that control the differentiation of mouse germ cells with particular attention to the proliferation and migration of primordial germ cells, the control of their entry into meiosis and the role in meiosis of the oSTRA8 protein. In the last few years, I have been collaborating with Prof. Claudio Sette (Full Professor of Human Anatomy at the Department of Neuroscience, Faculty of Medicine, Università Cattolica del Sacro Cuore, Rome) on research projects concerning the role of the RNA binding protein Sam68 in spermatogenesis, in some types of tumours and in both normal and pathological neuronal differentiation. Enrica Bianchi My main scientific interest is the role played by cell surface proteins in mammalian reproduction. In 2011 I joined Gavin Wright’s group at the Wellcome Sanger Institute in Cambridge (UK) where I applied technologies specifically developed to investigate protein-protein interactions to address long-standing questions in the field of fertilization. Using this approach, I was able to identify the first binding pair of proteins, JUNO and IZUMO1, which are essential for fertilization, while my latest work led to the identification of a receptor required for embryo transport in the fallopian tubes, the Adhesion G-protein coupled receptor D1 (ADGRD1). I have recently joined the Histology and Embryology lab where I will continue to investigate the interactions of novel binding pairs involved in mammalian reproduction. Mario Antonio Russo Role of neurotrophins in spermatogenesis and identification of novel markers to study primordial germ cells during fetal and postnatal migration and differentiation. Analysis of ischemia-induced damage in liver cells. External Collaborators Francesca Klinger (Associate Professor, Unicamillus) My research group is mainly interested in reproductive and developmental biology, stem and germ cell histology and biology, with more interest in recent years in the effects of chemotherapy treatments on fertility and ovarian function in cancer patients. The research lines followed in the laboratory by undergraduates, PhD students and post-docs are: 1) New mechanisms to protect ovarian tissue from chemotherapy and radiotherapy treatments; 2) Evaluation of the protective effect of luteinizing hormone on chemo- and radiotherapy induced damage in the ovary; 3) Use of mesenchymal stem cells to improve and preserve ovarian tissue. My studies are supported by competitive calls from the Ministry of University and Research and pharmaceutical companies. I am a member of the Board of Directors of the main Italian scientific societies concerned with reproduction, SIERR and SIFES. Gina La Sala (Technologist, CNR) For more than a decade, I have carried out research activities in the framework of the International Research Infrastructures European Mouse Mutant Archive (EMMA) and Monterotondo Mouse Clinic (MMC), at the CNR Monterotondo, aimed at the production, primary phenotypic analysis, cryopreservation, and distribution of mutant mouse strains considered as innovative models of human diseases. The research activity focused on the phenotypic characterization of mutant mouse models of orphan G protein-coupled receptors (Gpr37 and Gpr37L1) involved in the development of the cerebellum and the male reproductive system. In previous years I carried out research in the Histology laboratory of Prof. De Felici at Tor Vergata, where I performed studies on infertility caused by environmental xenoestrogen exposure, focusing on primordial germ cells (PGCs) and embryonic gonad development. Currently, my work in the Histology laboratory focuses on female reproductive biology, in particular the mechanisms regulating oogenesis/ovarian reserve and the early stages of embryo-endometrial interaction. I am also investigating diabetic retinopathy and the role of Müller cells. |
STAFF
Prof. Massimo De Felici Prof. Antonella Camaioni Prof. Luisa Campagnolo Dr. Donatella Farini Dr. Enrica Bianchi Prof. Mario A. Russo Collaboratori Esterni Prof. Francesca Klinger Dr. Gina La Sala |