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Guidance of axonal pathfinding via nano-switches

Descrizione del progetto

Ingegneria della rigenerazione degli assoni

I circuiti neurali del cervello vengono costruiti durante la fase di sviluppo dagli assoni che si muovono seguendo precisi segnali chimici e fisici. In seguito a lesione, questi segnali vengono persi, lasciando gli assoni in fase di rigenerazione senza direzione e impedendo la reinnervazione funzionale nel sistema nervoso centrale; superare questa limitazione è una sfida di primaria importanza nel campo della neuroscienza rigenerativa. Il progetto GAP, finanziato dal CER, esplorerà un nuovo modo per guidare attivamente gli assoni neuronali durante la rigenerazione. Gli scienziati progetteranno neuroni in grado di innescare allungamenti o retrazioni e di controllarne pertanto con precisione la navigazione, consentendo in tal modo di orientare gli assoni nelle direzioni desiderate e di favorire la riconnessione nelle reti danneggiate. I risultati del progetto apriranno la strada allo sviluppo di nuove terapie per la paralisi derivata da lesione del midollo spinale.

Obiettivo

Axon navigation is guided by spatial patterns of chemical and physical cues in the developing brain. After a damage, the pattern is lost. Axons do not have instructions to reach their target. Axon regeneration, if stimulated, occurs by chance. Unfortunately, current technologies do not allow us to control axon navigation decisions, and guided re-innervation is not possible in the central nervous system (CNS). The GAP project aims to fill this knowledge gap by modulating neuron mechanotransduction, in order to program axon pathfinding and to differentiate axon navigation decisions. Cells will be engineered to express magnetic nano-switches that can generate forces in specific nano/micro domains of specific neurons. Depending on the domain, the force triggers a different mechanotransduction pathway, resulting in axon elongation or axon retraction. The integration of the different outputs from different neurons can be used to re-shape the network.
GAP will demonstrate the ability: i) to change navigation decisions (e.g. to guide axon elongation in the direction of a repelling cue or to disengage axon outgrowth mediated by an attracting cue); ii) to differentiate between different navigation decisions in a mixed neuronal population (e.g. excitatory versus inhibitory neurons); iii) to control axon navigation decisions in a living organism (e.g. promoting reinnervation of excitatory neurons in models of spinal cord injury). GAP would demonstrate the ability to control neural network remodeling which remains an unmet challenge for science.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-ADG

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Istituzione ospitante

UNIVERSITA DI PISA
Contributo netto dell'UE
€ 2 440 000,00
Indirizzo
LUNGARNO PACINOTTI 43/44
56126 Pisa
Italia
Regione
Centro (IT) Toscana Pisa
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (1)