Luca Madaro

Laureato e dottorato alla Sapienza Università di Roma presso il dipartimento SAIMLAL sotto la supervisione della Prof.ssa Marina Bouchè. Ha concluso gli studi grazie ad una borsa studio del Duchenne Parent Project per poi passare un periodo nel laboratorio del Prof. Pier Lorenzo Puri a San Diego. Ha proseguito il postdoc nel laboratorio del Prof. Puri al Santa Lucia di Roma per altri due anni con una borsa dell’AFM Telethon. Ha iniziato la sua ricerca indipendente grazie ad un finanziamento del Ministero della Salute ed è dal 2019 ricercatore alla Sapienza Università di Roma.

” Il muscolo scheletrico è composto da una grande ed eterogenea varietà di popolazioni cellulari che interagiscono tra loro per mantenere l’omeostasi muscolare. Abbiamo recentemente osservato che le cellule residenti nel muscolo sono sensibili alla denervazione muscolare e attivano un programma di espressione genica alternativa. Per affrontare questo aspetto inesplorato della biologia muscolare, useremo la prossima generazione di RNA-sequencing a cella singola, studi in vitro e in vivo. La comprensione degli attori molecolari che guidano il mantenimento dell’innervazione muscolare permetterà l’identificazione di nuovi bersagli terapeutici per contrastare le malattie neurodegenerative.

CELLULAR NETWORKS INVOLVED IN THE MAINTENANCE OF NEUROMUSCULAR JUNCTION in ALS

Skeletal muscle is composed of a large and heterogeneous variety of cell populations that interact with each other to maintain muscle homeostasis and orchestrate regeneration. On the other hand, the participation of those cell populations in the neuron-muscle interaction remains understudied. In neuromuscular disorders, such as Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), a disruption of the neuron-muscle interaction leads to muscle denervation, muscle atrophy and loss of function, with devastating consequences to the patient’s health and often with invariably fatal outcome.

We recently observed that muscle resident cells are sensitive to muscle denervation and activate an alternative gene expression program. Preliminary data reveal a muscle resident cell population characterized by the activation of a potent neurotrophic program in response to loss of innervation. Indeed, few days after denervation expression of neurotrophic genes such as sonic hedgehog (Shh) and Glial Cell Derived Neurotrophic Factor (Gdnf) are strongly induced in those cells. Finally, functional experiment indicate that those cells promote neurite growth and elongation in-vitro.  The aim of this study is to analyse the ability of those cell population in the neuromuscular junction maintenance in physiological and pathological conditions.

To tackle this unexplored facet muscle biology, we will use next generation Single-Cell RNA-sequencing, in-vitro and in-vivo studies. The elucidation of the molecular players that drive muscle innervation maintenance will allow the identification of novel therapeutic targets to counteract neurodegenerative diseases.