Ricerca SezioniSezione Età EvolutivaNeurologia pediatrica, epilettologia e neurosviluppo

Neurologia pediatrica, epilettologia e neurosviluppo

Personale afferente

• Prof. Renzo Guerrini (Coordinatore) — Prof. Ordinario, MEDS-20/B Neuropsichiatria infantile — Aree di ricerca: Disturbi del Neurosviluppo, Epilessia, Neurogenetica, Neurofisiologia, Neuroimaging, Neurobiologia
• Prof. Carmen Barba — Prof. Associato, MEDS-20/B Neuropsichiatria infantile — Aree di ricerca: Chirurgia dell'epilessia, Epilettologia, Neurofisiologia Infantile
• Prof. Simona Balestrini — Prof. Associato, MEDS-20/B Neuropsichiatria infantile — Aree di ricerca: Epilessie rare e complesse, Genomica, Neurofisiologia, Stimolazione Magnetica Transcranica
• Prof. Simona Fiori — Prof. Associato, MEDS-20/B Neuropsichiatria infantile — Aree di ricerca: Neurologia neonatale e pediatrica, Neuroimaging strutturale e funzionale, Neurologia fetale
• Prof. Amelia Morrone — Prof. Associato, MEDS-20/A Pediatria generale e specialistica — Aree di ricerca: Malattie Neurometaboliche, Genetica
• Dott. Luca Bartolini — Ricercatore Legge 240/10 a tempo determinato, MEDS-20/B Neuropsichiatria infantile — Aree di ricerca: Infiammazione nello stato di male epilettico, Encefalite di Rasmussen

Attività di ricerca del Gruppo

Il Gruppo coordinato dal Prof. Renzo Guerrini, operante presso l'Azienda Ospedaliera Universitaria Meyer IRCCS, svolge attività di ricerca integrata nelle aree dei disturbi del neurosviluppo, delle malformazioni cerebrali, dell'epilessia, e delle malattie neurometaboliche. Nel campo dei disturbi del neurosviluppo, delle malformazioni cerebrali e delle epilessie, l'attività è focalizzata sulla caratterizzazione clinica, neurofisiologica e neuroradiologica dei pazienti, sull'identificazione delle cause genetiche di queste condizioni mediante indagini genomiche avanzate, sulla caratterizzazione degli effetti morfo-funzionali delle varianti genetiche identificate e sulla chirurgia dell'epilessia in pazienti con crisi farmacoresistenti. L'attività di ricerca clinica include inoltre progetti finalizzati alla caratterizzazione della storia naturale di malattie neurologiche rare, attraverso la creazione di registri di malattia, e allo sviluppo di approcci traslazionali orientati alla medicina di precisione, che integrano la caratterizzazione genetica e funzionale con lo sviluppo di strategie terapeutiche mirate. Nel campo delle malattie neurometaboliche, la ricerca è dedicata alla diagnostica avanzata, alle conferme genetiche dello screening neonatale, ai dosaggi biochimici cellulari, agli studi funzionali per la validazione della patogenicità delle varianti geniche e agli studi epigenetici (in particolare sulla malattia epi-cblC). La caratterizzazione dei pazienti sfrutta tecniche quali l'EEG ad alta densità, l'analisi delle oscillazioni ad alta frequenza (HFO), la stimolazione magnetica transcranica combinata con EEG (TMS-EEG), la risonanza magnetica funzionale (fMRI) a riposo, l'imaging con tensore di diffusione (DTI), l'imaging della curtosi diffusionale (DKI) e la risonanza magnetica a campo ultra-alto (7T-MRI). Le analisi genomiche vengono eseguite mediante Novaseq 6000DX, Nextseq 500DX, Bionano Saphyr (optical genome mapping) e Oxford Nanopore P2 (long reads). La caratterizzazione morfo-funzionale degli effetti delle varianti genetiche viene eseguita principalmente mediante riprogrammazione di cellule somatiche di pazienti in cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSC) e loro successivo differenziamento in precursori neurali e neuroni maturi, epatociti e condrociti. Lo studio dei modelli cellulari malattia-specifici viene eseguito attraverso indagini biochimiche, di biologia molecolare, di trascrittomica, e di microscopia confocale a fluorescenza ed elettronica. Per i derivati neurali vengono anche utilizzate indagini di elettrofisiologia su singola cellula (patch clamp) e su network neurale (array multielettrodo – MEA). Queste indagini vengono eseguite prima e dopo il trattamento con molecole specifiche per l'identificazione di nuove terapie personalizzate.

Laboratori

• Neurofisiologia e neuropsicologia clinica (presso AOU Meyer IRCCS)
• Neurogenetica (presso AOU Meyer IRCCS)
• Genetica molecolare delle malattie neurometaboliche (presso AOU Meyer IRCCS)
• Riprogrammazione cellulare e neurofisiologia sperimentale (presso AOU Meyer IRCCS)
• Neurobiologia (presso Dipartimento NEUROFARBA)

Principali progetti finanziati negli ultimi 10 anni

• An integrated approach to unravel the genetic causes and molecular pathogenesis of epileptogenic focal cortical dysplasia — Ministero della Salute e Regione Toscana, bando competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €238.062,32 — 16/06/2016 – 15/06/2020
• Developmental and epileptic encephalopathies: epidemiology, comorbidities, molecular diagnosis, personalized management, and costs analysis (DECODE-EE) — Regione Toscana, bando competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €250.000,00 — 09/07/2020 – 08/01/2025
• Human Brain Optical Mapping: an Interplay between functional and structural connectomics in healthy and diseased brain — Fondi privati – Ente Cassa di Risparmio di Firenze, bando competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €428.500,00 — 01/01/2021 – 31/12/2025
• A Multiscale integrated approach to the study of the Nervous system in health and disease (MNESYS) — Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), NextGenerationEU, bando competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €521.000,00 — 01/11/2022 – 31/10/2025
• Precision medicine in Dravet syndrome: from a national registry to neuronal modelling based on individual genome data — Ministero della Salute, bando competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €475.433,10 — 08/05/2023 – 07/05/2026
• AURORA: Advanced space-time-resolved techniques for functional neuroimaging characterization of structurally abnormal eloquent cortical Areas — Fondazione Pisa per la Ricerca, bando competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €800.000,00 — 20/05/2024 – 19/05/2027
• Approccio terapeutico personalizzato alla sindrome di Dravet guidato da correlazioni genetico molecolari, elettrofisiologiche su modelli cellulari, e cliniche longitudinali — Fondazione CDP, bando competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €100.000,00 — 01/10/2025 – 31/03/2027
• Setting up a laboratory for the development and characterisation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) and their derivatives for the study of the pathophysiological mechanisms underlying rare genetic diseases and personalised therapeutic approaches — Fondi privati – Ente Cassa di Risparmio di Firenze, bando non competitivo — P.I.: Prof. Renzo Guerrini — Finanziamento gruppo: €1.900.000,00
• Development and validation of prediction models for seizure and cognitive outcome after epilepsy surgery in children and adults — Ministero dell'Università e della Ricerca, bando competitivo — P.I.: Prof. Carmen Barba — Finanziamento gruppo: €144.980,00 — 18/10/2023 – 18/10/2025
• GENEPY – Optical Genome Mapping per lo studio dei mosaicismi somatici nei bambini con epilessia farmacoresistente — Università degli Studi di Firenze e Ente Cassa di Risparmio di Firenze, bando competitivo — P.I.: Prof. Carmen Barba — Finanziamento gruppo: €231.892,00
• Use of Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) as a surrogate of Pathophysiology in genetic epilepsies – TMSpath — Regione Toscana, bando competitivo — P.I.: Prof.ssa Simona Balestrini — Finanziamento gruppo: €197.868,00 — 12/04/2023 – 11/04/2027
• Tailored Approaches targeting Pathophysiology in GRIN-related neurodevelopmental disorders – TAP-GRIN — Ministero della Salute, bando competitivo — P.I.: Prof.ssa Simona Balestrini — Finanziamento gruppo: €400.000,00 — 01/03/2025 – 29/02/2028
• LSD a esordio tardivo nella diagnosi differenziale delle malattie neurodegenerative (LysoLate) — Regione Toscana, bando competitivo — P.I.: Prof.ssa Amelia Morrone — Finanziamento gruppo: €256.000,00 — 17/07/2020 – 16/01/2025
• Caratterizzazione della fisiopatologia di tre LSD (Pompe, Morquio, GM1 gangliosidosi) e identificazione di nuovi target terapeutici — Ministero dell'Università e della Ricerca, bando competitivo — P.I.: Prof.ssa Amelia Morrone — Finanziamento gruppo: €102.905,00 — 17/10/2023 – 16/10/2025