L’attivita’ scientifica del Dr.Vitaliano Tugnoli e’ documentata da 148 pubblicazioni (di cui 75 in estenso su riviste internazionali con comitato di referee impattate) e puo’ essere suddivisa, nel corso degli anni, in vari indirizzi di ricerca, che in successione temporale hanno consentito di acquisire esperienza e specializzazione nel campo della spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (RMN) e della spettroscopia vibrazionale FT.IR e FT_Raman laser.
In particolare il primo e il secondo indirizzo di ricerca hanno permesso al Dr.Vitaliano Tugnoli di approfondire le conoscenze della RMN multinucleare in vitro, ex vivo e in vivo (1H, 13C, 15N, 17O, 31P e 33S).
Il primo indirizzo di ricerca ha riguardato all’utilizzo della spettroscopia RMN multinucleare (1H, 13C, 15N,17O e 33S) nello studio dell’analisi strutturale e conformazionale di mono- e dimetilderivati di tiolano-1-ossido e tiolano-1,1-diossido, di tiano-1-ossido e tiano-1,1-diossido, di vari solfuri, solfoni e solfossidi ciclici e non, e di derivati pirrolici variamente sostituiti. L’analisi di queste sostanze si è rilevata importante perche’ esse sono costituenti di molti composti di interesse biologico.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
G. Barbarella, P. Dembech and V. Tugnoli
“13C and 17 O chemical shifts and conformational analysis of mono- and dimethylsubstituted thiane 1-oxide and thiane 1,1-dioxide”
Organic Magnetic Resonance, 22 (6), 402-407 (1984)
IF 2018 = 1.731
Citazioni Scopus = 47 - Citazioni WOS 42
Category Scopus: Not Available
Subject Area da Scopus: Chemistry; General Chemistry
G. Barbarella, A. Bongini, S. Rossini and V.Tugnoli
“Force field and multinuclear NMR study of the conformational properties of thiolane-1-oxide and its mono- and dimethyl derivatives”
Tetrahedron, 41 (20), 4691-4701 (1985)
IF 2018 = 2.379
Citazioni Scopus = 20 - Citazioni WOS = 20
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
G. Barbarella, C. Chatgiliaologlu, S. Rossini and V. Tugnoli
“33S and 17 O NMR of compounds containing the SO2 moiety. The chlorine effect”
Journal of Magnetic Resonance, 70, 204-212 (1986)
IF 2018 = 2.689
Citazioni Scopus = Not Available - Citazioni WOS = 18
Category: Not Available
G. Barbarella, A. Bongini, C. Chatgilialoglu, S. Rossini and V. Tugnoli
“Sulfur-33 NMR of cyclic sulfides, sulfoxides and sulfones”
Journal of Organic Chemistry, 52, 3857-3860 (1987)
IF 2018 = 4.745
Citazioni Scopus = 15 - Citazioni WOS = 13
Category Scopus: Chemistry (Organic Chemistry)
G. Barbarella, C. Chatgilialoglu and V. Tugnoli
“33S and 17O NMR of compounds containing the SO2 moiety. A generalization of the “chlorine effect”
Journal of Magnetic Resonance, 88, 277-83 (1990)
IF 2018 = 2.689
Citazioni = 8 - Citazioni WOS = 8
Category Scopus: Not Available
Il secondo indirizzo di ricerca e’ stato rivolto alla individuazione di markers molecolari in prodotti ad azione cancerogena, allo studio delle interazioni fra detti composti con le molecole biologiche e alla definizione del possibile meccanismo di azione cancerogena. In particolare questo tema di ricerca si e’ riferito alle applicazioni della spettroscopia vibrazionale Raman laser e IR e della spettroscopia RMN multinucleare (1H, 13C e 15N in abbondanza naturale) nello studio delle interazioni molecolari degli acidi nucleici (e i loro costituenti nucleosidi e nucleotidi) e oligonucleotidi di sintesi con agenti chimici di varia natura (cancerogeni diretti, cancerogeni indiretti e anticancerogeni). Scopo della ricerca e’ stato quello di portare un contributo molecolare al fenomeno della mutagenesi e della cancerogenesi e a una migliore comprensione del meccanismo di azione di alcuni farmaci antitumorali (cisplatino). A titolo di esempio viene citata la caratterizzazione strutturale, attraverso la 15N-RMN (abbondanza naturale 0.37%), della 7-metilguanosina (Nucleic Acids Research, 1988, riferimento 17 nell’elenco delle pubblicazioni), maggior prodotto di metilazione del potente cangerogeno dimetilsolfato. L’analisi spettroscopica sempre relativa allo stesso nuclide ha poi potuto dimostrare come questo nucleoside, modificato per interazione con il cancerogeno metilante, mostri un accoppiamento preferenziale con la citidina, analogamente alla canonica guanosina. Uno studio successivo ha permesso di ipotizzare che la 7-metilguanosina potrebbe essere tossica perché, anche a valori di pH fisiologici, subisce una reazione di apertura dell’anello imidazolico con formazione di prodotti tossici presenti in varie forme isomere. La spettroscopia RMN multinucleare (1H, 13C e 15N) e la spettroscopia vibrazionale hanno permesso di stabilire la struttura della forma tautomera principale della 5-bromouridina e anche come questo nucleoside modificato sia in grado di dare legami a idrogeno preferenziali con la guanosina. La spettroscopia 13C RMN condotta allo stato solido ha poi confermato la struttura di ione dipolare del nucleotide ciclico cGMP.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
A. Bertoluzza, C. Fagnano, M.R. Tosi, V. Tugnoli, M.A. Morelli and G. Barbarella
"Molecular interactions between nucleic acids and antitumor substances by Raman and NMR
spectroscopy"
Anticancer Research, 6, 1385 (1986)
IF 2018 = 1.935
Citazioni Scopus = 3 Citazioni WOS = 6
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
G. Barbarella, A. Bertoluzza and V. Tugnoli
"Nitrogen-15 NMR characterization of 7-methylguanosine and its base-pair with citidine in
dimethylsulfoxide".
Magnetic Resonance in Chemistry, 25, 864-8 (1987)
IF 2018 = 1.731
Citazioni = 15 Citazioni WOS = Not Available
Category Scopus: Chemistry (General Chemistry)
A. Bertoluzza, C. Fagnano, M.R. Tosi, V. Tugnoli, M.A. Morelli and G. Barbarella
"Carcinogenic and anticarcinogenic substances and nucleic acids constituents: their interaction
mechanism by Raman, IR, and NMR spectroscopy"
Biochemical Pharmacology, 39(9), 1851-1852 (1988)
IF 2018 = 4.825
Citazioni Scopus = 2 - Citazioni WOS = 2
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
G. Barbarella, A. Bertoluzza, M.A. Morelli, M.R. Tosi and V. Tugnoli
"Nucleosides complexing with cis-diammine dichloroplatinum(II): a nitrogen-15 and carbon-13
NMR study of Platinum adducts with guanosine and related nucleosides"
Gazzetta Chimica Italiana, 118, 637-642 (1988)
IF = Not Available
Citazioni Scopus e WOS = Not Available
Category Scopus: Not Available
G. Barbarella, M.L. Capobianco, A. Carcuro, F.P. Colonna, A. Garbesi and V. Tugnoli
“15N and 13C NMR of deoxydinucleotides monophosphates. I. Protonation of Deoxycytidylyl-(3’,5)-guanosine in dimethylsulphoxides”
Canadian Journal of Chemistry, 66, 2492-2497 (1988)
IF 2018 = 1.252
Citazioni Scopus = 7 Citazioni WOS = Not Available
Category Scopus: Chemistry (Organic Chemistry)
G. Barbarella, A. Bertoluzza and V. Tugnoli
"Nitrogen-15 NMR characterization of the neutral form of 7-methylguanosine"
Nucleic Acids Research, 6, 7202 (1988)
IF 2018 = 11.147
Citazioni Scopus = 4 - Citazioni WOS = Not Available
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
G. Barbarella, A. Bertoluzza, M.A. Morelli and V. Tugnoli
“Ring-opening of 7-methylguanosine in water at physiological pH. A 13C magnetic resonance study”
Anticancer Research, 8 (5b) 1115-1116 (1988)
IF 2018 = 1.935 Citazioni
Scopus = Not Available - Citazioni WOS = 0
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
G. Barbarella, M.L. Capobianco, L. Tondelli and V. Tugnoli
“A N-15 and C-13 NMR study of the protonation of the homo dimers deoxycytidylyl-(3’-5’)-deoxycytidine, thymidylyl-(3’.5’)-thymidine and deoxyadenylyl-(3’,5’)-deoxyadenosine in dimethylsulfoxide”
Canadian Journal of Chemistry, 68, 570-579 (1990)
IF 2018 = 1.252
Citazioni Scopus = 3 - Citazioni WOS = Not Available
Category Scopus: Chemistry (Organic Chemistry)
G. Barbarella, V. Tugnoli and M. Zambianchi
“Imidazole ring opening of 7-methylguanosine at physiological pH”
Nucleosides, Nucleotides, 10 (8) 1759-1769 (1991)
IF 2018 = 1.167
Citazioni Scopus = 11 - Citazioni WOS = Not Available
Category: Not Available
Subject Area da Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology: Biochemistry
G. Barbarella, L. Tondelli and V. Tugnoli
“Intermolecular association of deoxycytidylyl-(3’-5’)deoxyguanosine and thymidylil-(3’-5’)-deoxyadenosine in dimethylsulfoxide”
Nucleosides, Nucleotides, 10 (1-3) 593-594 (1991)
IF 2018 = 1.167
Citazioni Scopus e WOS = Not Available
Category: Not Available
Subject Area da Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology: Biochemistry
A. Bertoluzza, G. Fini, M.R. Tosi and V. Tugnoli
“Fourier transform Raman study of acid-base interactions via guanosine N-7 in solid complexes and
in strongly acidic solutions”
Journal of Raman Spectroscopy, 25, 709-712 (1994)
IF 2018 = 2.809
Citazioni = 2 - Citazioni WOS = 3
Category Scopus: Chemistry (Spectroscopy)
A. Bertoluzza, M.A. Morelli, A. Tinti, M.R. Tosi and V. Tugnoli
“A NMR and vibrational study of 5-bromouridine and its base pairing with guanosine and
adenosine”
Biospectroscopy, 3, 241-249 (1997)
IF 2018 = 1.820
Citazioni Scopus e WOS = Not Available
Category: Not Available
Subject area da Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology: General
Biochemistry, Genetics and Molecular Biology
Il terzo indirizzo di ricerca si riferisce alle applicazioni della RMN multinucleare (1H, 13C e 31P) nella caratterizzazione della composizione bio-organica di vari tipi di suoli. Il Dr.Tugnoli ha portato il suo esclusivo contributo in qualita’ di esperto della RMN. Lavori inerenti questa ricerca sono stati accolti dalle più importanti riviste internazionali di biochimica del suolo. Inoltre la metodica RMN si è rilevata utile nel comprendere l’influenza che le componenti organiche hanno sull’espressione genica e sul metabolismo in specie vegetali. Una pubblicazione ha permesso di caratterizzare l’effetto delle sostanze umiche a basso peso molecolare sull’uptake del nitrato e sull’espressione genica coinvolta nel trasporto dello stesso ione nella pianta del mais. La spettroscopia RMN ha poi permesso di ottenere la completa analisi metabolomica in specie vegetali in un precoce stato di rigenerazione.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
O. Francioso, C. Ciavatta, V. Tugnoli, S. Sanchez-Cortes and C. Gessa
“Spectroscopic characterization of pyrophosphate incorporation during extraction of peat humic acids”
Soil Science Society American Journal, 62, 181-187 (1998)
IF 2018 = 1.997
Citazioni Scopus = 33 - Citazioni WOS = 32
CategoryvScopus: Agricultural and Biological Sciences (Soil Science)
O. Francioso, S. Sanchez-Cortes, V. Tugnoli, C. Ciavatta and C. Gessa
“Characterization of peat fulvic acid fractions by means of FT-IR, SERS and 1H, 13C NMR spectroscopy”
Applied Spectroscopy, 52, 270-277 (1998)
IF 2018 = 2.064
Citazioni Scopus = 40 - Citazioni WOS = 41
Category Scopus = Chemistry (Spectroscopy)
O.Francioso, C.Ciavatta, D.Montecchio, V.Tugnoli, S.Sanchez-Cortés and C.Gessa
“Quantitative estimation of peat, brown coal and lignite humic acids using chemical parameters, 1H-NMR and DTA analyses”
Bioresurce Technology, 88, 189-195 (2003)
IF 2018 = 6.669
Citazioni Scopus = 34 - Citazioni WOS = 27
Category Scopus: Environmental Science (Waste Management and Disposal)
S.Quaggiotti, B.Ruperti, O.Francioso, V.Tugnoli and S.Nardi
“Effect of low molecular size humic-like substances on the expression of genes involved in nitrate transport and nitrate reduction in maize”
Journal of Experimental Botany, 55 (398), 1-11 (2004)
IF 2018 = 5.360
Citazioni Scopus = 168 - Citazioni WOS = 146
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Physiology)
A.Muscolo, M.Sidari, E.Attinà, O.Francioso, V.Tugnoli and S.Nardi
”Biological Activity of Humic Sustances Is Related to Their Chemical Structure”
Soil Science Society American Journal, 71, 75-85 (2006)
IF 2018 = 1.997
Citazioni Scopus = 55 - Citazioni WOS = 57
Category Scopus: Agricultural and Biological Sciences (Soil Science)
A.Muscolo, M.Sidari, O.Francioso, V.Tugnoli and S.Nardi
”The Auxin-like Activity of Humic Substances is Related to membrane Interactions in Carrot Cell Cultures”
Journal of Chemical Ecology, 33(1), 115-129 (2007)
IF 2018 = 2.447
Citazioni Scopus = 67 - Citazioni WOS = 59
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
Ertani A, Francioso O, Tugnoli V, Righi V and Nardi S.
“Effect of Commercial Lignosulfonate-Humate on Zea mays L. Metabolism”
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(22), 11940-11948 (2011)
IF 2018 = 3.571
Citazioni Scopus = 60 - Citazioni WOS = 55
Category Scopus: Chemistry (General Chemistry)
Marino G, Righi V, Simoni A, Schenetti L, Mucci A, Tugnoli V, Muzzi E, Francioso O
“Effect of a peat humic acid on morphogenesis in leaf explants of Pyrus communis and Cydonia oblonga . Metabolomic analysis at an early stage of regeneration”. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23627499]
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61, 4979-4987 (2013)
IF 2018 = 3.571
Citazioni Scopus = 6 - Citazioni WOS = 5
Category Scopus: Chemistry (General Chemistry)
Il quarto indirizzo di ricerca si riferisce alle Applicazioni della spettroscopia in vitro, ex vivo e in vivo RMN in campo biomedico:
Neoplasie cerebrali (ancora attuale)
L’analisi degli estratti cellulari o tessutali attraverso la RMN in vitro si è dimostrata utile nella comprensione dei processi biochimici che caratterizzano il metabolismo delle cellule tumorali. La tecnica ha reso possibile il monitoraggio dei metaboliti intracellulari nel confronto fra cellule sane e cellule neoplastiche. Tali possibilita’ sono apparse rilevanti alla luce dell’individuazione di nuove opportunita’ clinico-diagnostiche che siano riconducibili non solo alle caratteristiche morfologiche dei tessuti, ma anche alle loro caratteristiche biochimiche, secondo gli indirizzi di una moderna diagnostica molecolare. A questo riguardo, una dettagliata conoscenza della composizione biochimica dei tessuti umani e’ richiesta per l’uso di metodi diagnostici come la RMN in vivo la cui realizzabilita’ e’ basata sul rilevamento di markers molecolari. Lo studio RMN in vitro dei tessuti costituisce la premessa biochimica necessaria per una migliore e piu’ completa comprensione della RMN in vivo.
In questo contesto scientifico l’attivita’ svolta dal Dr.Tugnoli e’ iniziata nel 1995 in concomitanza con l’Incarico di Ricerca ricevuto dal CNR (Area della Ricerca di Bologna) e ha ricoperto 3 campi di applicazione della RMN in ambito biomedico: la spettroscopia RMN in vivo, eseguita direttamente sul paziente, consistente nella combinazione della Risonanza Magnetica per Immagini (MRI) per la definizione del volume di interesse dell’organo esaminato, con la spettroscopia in vivo per l’identificazione dei metaboliti in esso contenuti; la spettroscopia RMN ex vivo, eseguita su biopsie intatte dei tessuti studiati; la spettroscopia RMN in vitro, eseguita sia sugli estratti acquosi che sulla frazione lipidica totale ottenuta dagli stessi tessuti, rimossi chirurgicamente, che prima erano stati studiati con la RMN in vivo.
La prima parte di questa ricerca si riferisce ai tessuti cerebrali umani sani e neoplastici. L’utilizzo di una tecnica di indagine molecolare quale la RMN ha consentito la descrizione biochimica dei tessuti umani cerebrali nel confronto fra situazioni funzionali e neoplastiche. E’ stato cosi’ possibile identificare con la RMN in vitro markers biochimici del tessuto cerebrale sano e dei tumori di diverso tipo e grado istologico. In particolare i tessuti studiati corrispondevano a: tessuto cerebrale peritumorale sano, tumori gliali (glioblastomi, astrocitomi anaplastici, astrocitomi, oligodendrogliomi anaplastici, oligodendrogliomi), tumori ependimali (ependimomi anaplastici, ependimomi, subependimomi) e tumori non neuroectodermici (meningiomi, cordomi). Il pattern metabolico cosi’ identificato ha ampliato e completato quello ottenuto in vivo, potenziandone le implicazioni clinico-diagnostiche.
Lo studio condotto sul tessuto cerebrale sano ha portato alle seguenti conclusioni:
sia la spettroscopia RMN in vivo che quella in vitro hanno identificato nell’N-acetilaspartato (NAA) un aminoacido marker del corretto funzionamento neuronale; e’ stata rilevata la presenza di composti contenenti colina (ChoCC) e della creatina (Cr) in circa uguale concentrazione relativa; si e’ notata l’assenza di risonanze attribuibili ai lipidi mobili negli spettri in vivo e ex vivo; questo dato è spiegato con il fatto che i fosfolipidi delle membrane cellulari integre non sono dotati di sufficiente mobilità, per cui non sono in grado di fornire segnali RMN rilevabili. Nei tessuti neoplastici abbiamo rilevato: una drastica riduzione o la scomparsa del segnale relativo all’NAA a causa di perdita neuronale nella lesione neoplastica, a conferma che questo aminoacido e’ un marker neuronale; un marcato aumento del rapporto ChoCC/Cr; l’aumento rilevante dei composti contenenti colina, implicati nei processi di sintesi delle membrane cellulari, e’ stato attribuito alla proliferazione cellulare neoplastica ed è stato da noi correlato con un parametro istopatologico come il Ki67, marker morfologico della proliferazione cellulare. Aree neoplastiche diverse di una stessa neoplasia, caratterizzate da piu’ alti valori di Ki67 hanno mostrato piu’ alti valori del rapporto ChoCC/Cr. Questa correlazione appare importante se si considera che il Ki67 è dato che si ottiene su biopsia e quindi in modo invasivo, mentre il rapporto ChoCC/Cr si puo’ misurare non invasivamente in vivo; la presenza, negli spettri in vivo ed ex vivo, di risonanze attribuite a lipidi mobili che si originano in seguito alla disgregazione delle membrane cellulari a causa dei processi necrotici. La rottura delle membrane rende mobili i fosfolipidi, i quali sono così in grado di emettere segnali rilevabili con la RMN. La correlazione lipidi mobili-necrosi permette di identificare direttamente una lesione neoplastica ad alto grado di malignità. La necrosi è infatti uno dei fattori importanti (assieme alla vascolarizzazione) nel determinare il grading di una neoplasia cerebrale. Lipidi mobili rilevati spettroscopicamente in vivo in pazienti affetti da tumore cerebrale assumono quindi un forte significato clinico indicando una prognosi non favorevole; la presenza, rilevata in vivo nei menigiomi di alti livelli di alanina che assume cosi’ valore diagnostico di questa patologia benigna; la RMN in vitro degli estratti acquosi consente la determinazione di un maggior numero di metaboliti a basso peso molecolare e fornisce una descrizione biochimica dei tessuti neoplastici che permette una differenziazione dei vari tumori. Ad esempio, l’oligodendroglioma (grado II) e l’oligodendroglioma anaplastico (grado IV) mostrano un rapporto ChoCC/Cr marcatamente piu’ elevato nel secondo caso in accordo con una piu’ marcata proliferazione cellulare (piu’ elevato Ki67) della lesione a piu’ alto grado di malignità; un altro esempio indica come le neoplasie ependimali siano caratterizzate da quantita’ elevate di inositolo.
La 31P RMN in vitro degli estratti lipidici mostra una piu’ alta concentrazione relativa di fosfatidilcolina nelle neoplasie maligne scarsamente differenziate (glioblastomi e oligodendrogliomi anaplastici) in accordo con una più elevata proliferazione cellulare neoplastica.
La 1H e 13C RMN in vitro degli estratti lipidici evidenzia la presenza di colesterolo non libero ma esterificato nei tumori a piu’ alto grado di malignita’ (glioblastomi e oligodendrogliomi anaplastici); la presenza di esteri del colesterolo, principalmente colesteril oleato, (assenti nel tessuto sano, nelle neoplasie a basso grado e in quelle benigne) e’ stata da noi interpretata con la ricca vascolarizzazione (il sangue contiene colesterolo quasi completamente esterificato) di queste neoplasie e con la proliferazione cellulare neoplastica come riportato in letteratura (Batetta et al. (vedi anche dopo tessuti renali).
La validita’ diagnostica della tecnica RMN e’ stata da noi confermata anche nel caso di una massa intracraniale che alla Risonanza Magnetica per Immagini (MRI) presentava le caratteristiche morfologiche di una neoplasia, mentre l’indagine RMN in vivo e in vitro mostrava l’assenza di processi metabolici evidenti distintivi di una neoplasia cerebrale. In effetti la diagnosi istologica indicava che la massa era costituita da un ematoma organizzato. Inoltre la spettroscopia RMN in vitro ha consentito l’identificazione del contenuto (plasma) di una cisti adiacente ad un meningioma la cui natura non risultava facilmente diagnosticabile alla MRI.
Come la letteratura scientifica riporta, le misure ex vivo HR-MAS NMR (High Resolution Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance, Spettroscopia RMN in alta risoluzione facendo ruotare il campione all’angolo magico) condotte direttamente sui tessuti espiantati chirurgicamente o in seguito a biopsia) sono fondamentali per ampliare le conoscenze metaboliche e quindi le possibilità cliniche della spettroscopia in vivo RMN nella valutazione delle patologie cerebrali. In questo senso i nostri lavori sono relativi all’utilizzo combinato delle spettroscopie in vivo RMN ed ex vivo HR-MAS NMR, rivolte ad una maggiore e più completa conoscenza delle alterazioni metaboliche in neoplasie cerebrali (intra- ed extracerebrali) di diverso tipo e grado istologico, con evidenti implicazioni diagnostiche e/o prognostiche. Con la metodica HR-MAS abbiamo studiato vari tipi di neoplasie cerebrali, neoplasie renali e gastrointestinali.
Un lavoro, di cui si riporta di seguito l’abstract, ha poi dimostrato come la in vivo RMN sia estremamente utile nel determinare le alterazioni metaboliche presenti in aree edematose adiacenti a neoplasie cerebrali di diverso tipo e grado istologico: 2007, 28(7):1287-1291 (Metabolic findings on 3T 1H-MR spectroscopy in peritumoral brain edema). BACKGROUND AND PURPOSE: Little is known about the metabolic properties of brain edema associated with tumors. This work was conducted on the basis of the assumption that, in the presence of intra-axial and extra-axial brain tumors, the white matter involved by the edema is a site of metabolic change that involves the structure of the myelin sheath. MATERIALS AND METHODS: Thirteen patients comprised our cohort affected by intra-axial and extra-axial cerebral tumors with a peritumoral T2-weighted MR signal hyperintensity as a result of edema, where MR spectroscopy showed no increase in choline-containing compounds. Measurements on proton MR spectroscopy (1H-MR spectroscopy) were performed with a 3T whole-body scanner with use of a point-resolved spectroscopy sequence for localization (TR, 2000 ms; TE, 35 ms), and the metabolites were quantified with the SAGE method. Peak intensities of the main metabolites were expressed as ratios of one another and were compared with values obtained in the white matter of the left frontal region in a control group of 16 healthy volunteers. RESULTS: Choline-to-creatine (Cho/Cr) and myo-inositol-to-creatine (mIns/Cr) signal intensity ratios were normal in all patients. N-acetylaspartate-to-creatine (NAA/Cr) and N-acetylaspartate-to-choline (NAA/Cho) ratios decreased in 4 patients. Glutamate plus glutamine-to-creatine (Glx/Cr) was increased in 10 patients. A resonance peak at 3.44 ppm, strongly suggesting the presence of glucose, was detected in all but 1 patient. Lactate was detected in 12 patients and lipids in 5. Moreover, the resonances that pertained to the aliphatic amino acids valine, leucine, and isoleucine were present in 12 patients. CONCLUSIONS: Our findings on MR spectroscopy confirmed the hypothesis that in the edema surrounding brain tumors, an energy-linked metabolic alteration was associated with injury to the myelin sheath.
Uno altro studio ha permesso di discriminare gliomi a basso e alto grado sulla base dell’analisi
delle risonanze dei composti contenenti colina (colina libera, fosforilcolina e glicerofosforilcolina).
NMR in Biomedicine [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19322812] 22(6):629-637 (2009) (1H HR-MAS and genomic analysis of human tumor biopsies discriminate between high and low grade astrocytomas). We investigate the profile of choline metabolites and the expression of the genes of the Kennedy pathway in biopsies of human gliomas (n = 23) using (1)H High Resolution Magic Angle Spinning (HR-MAS, 11.7 Tesla, 277 K, 4000 Hz) and individual genetic assays. (1)H HR-MAS spectra allowed the resolution and relative quantification by the LCModel of the resonances from choline (Cho), phosphocholine (PC) and glycerophosphorylcholine (GPC), the three main components of the combined tCho peak observed in gliomas by in vivo (1)H NMR spectroscopy. All glioma biopsies depicted a prominent tCho peak. However, the relative contributions of Cho, PC, and GPC to tCho were different for low and high grade gliomas. Whereas GPC is the main component in low grade gliomas, the high grade gliomas show a dominant contribution of PC. This circumstance allowed the discrimination of high and low grade gliomas by (1)H HR-MAS, a result that could not be obtained using the tCho/Cr ratio commonly used by in vivo (1)H NMR spectroscopy. The expression of the genes involved in choline metabolism has been investigated in the same biopsies. High grade gliomas depict an upregulation of the beta gene of choline kinase and phospholipase C, as well as a downregulation of the cytidyltransferase B gene, the balance of these being consistent with the accumulation of PC. In the low grade gliomas, phospholipase A(1) and lysophospholipase are upregulated and phospholipase D is downregulated, supporting the accumulation of GPC. The present findings offer a promising procedure that will potentially help to accurately grade glioma tumors using (1)H HR-MAS, providing in addition the genetic background for the alterations of choline metabolism observed in high and low grade gliomas.
Journal of Proteome Research [https://www.scopus.com/sourceid/17625?origin=recordpage] Volume 17, Issue 9, 7 September 2018, Pages 2953-2962 (Spatially Resolved Bioenergetic and Genetic Reprogramming Through the Brain of Rats Bearing Implanted C6 Gliomas As Detected by Multinuclear High-Resolution Magic Angle Spinning and Genomic Analysis). We used 1 H, 13 C HRMAS and genomic analysis to investigate regionally the transition from oxidative to glycolytic phenotype and its relationship with altered gene expression in adjacent biopsies through the brain of rats bearing C6 gliomas. Tumor-bearing animals were anesthetized and infused with a solution of [1- 13 C]-glucose, and small adjacent biopsies were obtained spanning transversally from the contralateral hemisphere (regions I and II), the right and left peritumoral areas (regions III and V, respectively), and the tumor core (region IV). These biopsies were analyzed by 1 H, 13 C HRMAS and by quantitative gene expression techniques. Glycolytic metabolism, as reflected by the [3- 13 C]-lactate content, increased clearly from regions I to IV, recovering partially to physiological levels in region V. In contrast, oxidative metabolism, as reflected by the [4- 13 C]-glutamate labeling, decreased in regions I-IV, recovering partially in region V. This metabolic shift from normal to malignant metabolic phenotype paralleled changes in the expression of HIF1α, HIF2α, HIF3α genes, downstream transporters, and regulatory glycolytic, oxidative, and anaplerotic genes in the same regions. Together, our results indicate that genetic and metabolic alterations occurring in the brain of rats bearing C6 gliomas colocalize in situ and the profile of genetic alterations in every region can be inferred from the metabolomic profiles observed in situ by multinuclear HRMAS.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
V. Tugnoli, M.R. Tosi, G. Barbarella, A. Bertoluzza, R. Ricci and C. Trevisan
“In vivo 1H MRS and in vitro multinuclear MR study of human brain tumors”
Anticancer Research, 16 (5), 2891-2900 (1996)
IF = 1.935
Citazioni Scopus = 20 - Citazioni WOS = 22
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
V. Tugnoli, M.R. Tosi, G. Barbarella, R. Ricci, F. Calbucci and A. Bertoluzza
“In vitro and in vivo MRS study of human glioma metabolites”
International Journal of Oncology, 11, 319-324 (1997)
IF = 3.571
Citazioni Scopus = 9 - Citazioni WOS = 13
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
G. Barbarella, R. Ricci, G. Pirini, V. Tugnoli, M.R. Tosi, A. Bertoluzza, F. Calbucci, M. Leonardi,
C. Trevisan and V. Eusebi
“In vivo single voxel 1H MRS of glial brain tumors: correlation with tissue histology and in vitro MRS”
International Journal of Oncology, 12, 461-468 (1998)
IF = 3.571
Citazioni Scopus = 33 - Citazioni WOS = 33
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
V.Tugnoli, M.R.Tosi, A.Tinti, A.Trinchero, G.Bottura and G.Fini
“Characterization of lipids from human brain tissues by multinuclear magnetic resonance spectroscopy”
Biopolymers, 62, 297-306 (2001)
IF = 1.820
Citazioni Scopus = 46 - Citazioni WOS = 47
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
M.R.Tosi, G.Fini, A.Tinti, A.Reggiani and V.Tugnoli
“Molecular characterization of human healthy and neoplastic cerebral and renal tissues by in vitro 1H NMR spectroscopy (Review)”
International Journal of Molecular Medicine, 9, 299-310 (2002)
IF = 2.928
Citazioni Scopus = 19 - Citazioni WOS = 22
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
M.R.Tosi, G.Bottura, P.Lucchi, A.Reggiani, A.Trinchero and V.Tugnoli
“Cholesteryl esters in human malignant neoplasms”
International Journal of Molecular Medicine, 11, 95-98 (2003)
IF = 2.928
Citazioni Scopus = 23 - Citazioni WOS = 21
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
V.Tugnoli, L.Schenetti, A.Mucci, L.Nocetti, C.Toraci, L.Mavilla, G.Basso, R.Rovati, F.Tavani, E.Zunarelli, V.Righi and M.R.Tosi
“A comparison between in vivo and ex vivo HR-MAS 1H MR spectra of a pediatric posterior fossa lesion”.
International Journal of Molecular Medicine, 16(2), 301-307 (2005)
IF = 2.928
Citazioni Scopus = 21 - Citazioni WOS = 21
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
V.Tugnoli, L.Schenetti, A.Mucci, F.Parenti, R.Cagnoli, V.Righi, A.Trinchero, L.Nocetti, C.Toraci, L.Mavilla, G.Trentini, E.Zunarelli and M.R.Tosi
”Ex vivo HR-MAS MRS of human meningiomas: a comparison with in vivo 1H MR spectra”.
International Journal of Molecular Medicine, 18(5), 859-869 (2006)
IF = 2.928
Citazioni Scopus = 42 - Citazioni WOS = 39
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
Valeria Righi, Adele Mucci, Luisa Schenetti, Antonella Bacci, Raffaele Agati, Marco Leonardi, Riccardo Schiavina, Giuseppina Liguori, Carlo Calabrese, Elisa Boschetti, Sergio Bonora and Vitaliano Tugnoli
“Identification of mobile lipids in human cancer tissues by ex vivo diffusion edited HR-MAS MRS”.
Oncology Reports, 22, 1493-1406 (2009).
IF = 3.041
Citazioni Scopus = 19 - Citazioni WOS = 17
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
Valeria Righi, Jose M.Roda, José Paz, Adele Mucci, Vitaliano Tugnoli, Gemma Rodriguez-Tarduchy, Laura Barrios, Luisa Schenetti, Sebastian Cerdan and Maria L. Garcìa-Martin
”1H HR-MAS and genomic analysis of human tumor biopsies discriminates between high and low grade astrocytomas”
NMR in Biomedicine, 22(6), 629-637 (2009).
IF 2018 = 3.414
Citazioni Scopus = 60 - Citazioni WOS = 57
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Molecular Medicine)
Valeria Righi, Adele Mucci, Luisa Schenetti, Antonella Bacci, Raffaele Agati, Marco Leonardi, Riccardo Schiavina, Giuseppina Liguori, Carlo Calabrese, Elisa Boschetti, Sergio Bonora and Vitaliano Tugnoli
“Identification of mobile lipids in human cancer tissues by ex vivo diffusion edited HR- MAS MRS”.
Oncology Reports, 22, 1493-1406 (2009).
IF 2018 = 3.041
Citazioni Scopus = 19 - Citazioni WOS = 17
Category: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
Valeria Righi, María-Luisa García-Martín, Adele Mucci, Luisa Schenetti, Vitaliano Tugnoli, Pilar Lopez-Larrubia and Sebastián Cerdán
“Spatially resolved bioenergetic and genetic reprogramming through the brain of rats bearing implanted C6 gliomas as detected by multinuclear HRMAS and genomic analysis”
Journal of Proteome Research, 17(9), 2953-2962 (2018)
IF 2018 = 3.780
Citazioni Scopus = 0 - Citazioni WOS = 1
Category Scopus: Biochemistry - Biochemistry, Genetics and Molecular Biology
(Biochemistry)
Neoplasie renali
Le conoscenze acquisite studiando i tessuti cerebrali hanno facilitato l’inizio di un nuovo studio sulle applicazioni della RMN in vitro nella caratterizzazione della composizione biochimica di tessuti renali umani funzionali e neoplastici. Scopo di questa ricerca e’ stato quello di eseguire una mappatura biochimica (sia per quanto riguarda gli estratti acquosi che gli estratti lipidici) del rene sano (nelle sue componenti corticale e midollare) e delle neoplasie renali maligne (nefrocarcinomi a cellule chiare, cromofili, cromofobi e carcinomi papillari) e benigne (oncocitomi) per una migliore comprensione dei meccanismi biochimici che presiedono alla trasformazione neoplastica e per l’individuazione di markers biochimici caratteristici dei tessuti renali sani e/o neoplastici. Anche questo indirizzo di ricerca e’ fortemente finalizzato in campo clinico, in quanto costituisce la premessa biochimica di base necessaria per l’applicazioni eseguite direttamente sul rene umano attraverso la spettroscopia di RMN in vivo.
La RMN da noi condotta sugli estratti dei tessuti renali è stata in grado di descrivere i profili metabolici caratteristici del tessuto renale sano (nelle sue componenti midollare e corticale), di carcinomi renali a cellule chiare, a cellule cromofobe e di carcinomi renali benigni quali gli oncocitomi.
La ricerca che ci ha consentito di sviluppare alcune ipotesi:
il parenchima renale sano e’ particolarmente ricco di metaboliti ad attivita’osmotica, gli osmoliti (betaina, glicerofosforilcolina, fosforilcolina, colina, inositolo , trimetilamina-N-ossido, taurina, acido succinico) i quali sono diversamente distribuiti nelle componenti corticale e midollare. Questi metaboliti mantengono il normale bilancio osmotico all’interno della cellula renale;
tutti questi osmoliti calano drasticamente o scompaiono nei nefrocarcinomi a cellule chiare e possono essere cosi’ considerati markers del corretto funzionamento del rene; e’ importante sottolineare come le risonanze di tutti questi osmoliti siano visibili con la RMN in vivo che potrebbe essere cosi’ applicata per monitorarli;
non e’ senza significato poi il dato da noi rilevato che gli oncocitomi, neoplasie benigne a basso grado, sembrano mostrare un pattern metabolico intermedio fra quello di un tessuto sano e di un nefrocarcinoma maligno a cellule chiare;
analogamente a quanto rilevato nei tumori cerebrali a piu’ alto grado di malignita’, la presenza di esteri del colesterolo negli estratti lipidici dei nefrocarcinomi a cellule chiare, ma non nel parenchima sano e negli oncocitomi benigni, puo’ essere ritenuta marker della proliferazione vascolare nella lesione neoplastica, in accordo con la diagnosi istopatologica. Questa correlazione appare importante se si considera che per un tumore renale altamente vascolarizzato e’ molto più probabile lo sviluppo di metastasi. Inoltre l’elevato contenuto di esteri del colesterolo nei nefrocarcinomi a cellule chiare supporta in modo consistente il loro coinvolgimento nella proliferazione cellulare neoplastica. E’ stato infatti riportato come questa classe di lipidi sia correlata alla velocita’ di crescita cellulare in varie linee cellulari neoplastiche e in vari tumori sperimentali (Batetta et al. Cellular Proliferation, 1999). A questo riguardo appare molto interessante il caso di un nefrocarcinoma cromofobo che, analogamente al tessuto sano e agli oncocitomi, non ha presentato colesterolo esterificato. Questa neoplasia in effetti, pur essendo maligna, non e’ riccamente vascolarizzata e presenta una prognosi di gran lunga piu’ favorevole dei nefrocarcinomi a cellule chiare. L’assenza di colesterolo esterificato in neoplasie renali maligne potrebbe avere il significato di una prognosi favorevole. La presenza poi di colesterolo esterificato in porzioni di tessuto midollare infiltrato da un carcinoma renale a cellule chiare ci ha consentito di ipotizzare che questi componenti lipidici possano essere indicatori molecolari della progressione della neoplasia. I dati ottenuti con la spettroscopia RMN in vitro sono stati confermati con la metodica ex vivo HR-MAS.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
M.R. Tosi, V.Tugnoli, G. Bottura, P.Lucchi, A.Battaglia and P.Giorgianni
“In vitro MRS and HPLC Studies of Human Renal Cell Carcinomas”
Oncology Reports, 7, 1355-1358 (2000)
IF 2018 = 3.041
Citazioni Scopus = 1 - Citazioni WOS = 3
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
M.R.Tosi, V.Tugnoli, G.Bottura and P.Lucchi
“Multinuclear magnetic resonance spectroscopy of human healthy and neoplastic renal tissues”
Applied Spectroscopy, 55 (7), 908-912 (2001)
IF 2018 = 2.064
Citazioni Scopus = 7 - Citazioni WOS = 7
Category Scopus: Chemistry (Spectroscopy)
M.R.Tosi, G.Fini, A.Tinti, A.Reggiani and V.Tugnoli
“Molecular characterization of human healthy and neoplastic cerebral and renal tissues by in vitro 1H NMR spectroscopy (Review)”
International Journal of Molecular Medicine, 9, 299-310 (2002)
IF 2018 = 2.928
Citazioni Scopus = 19 - Citazioni WOS = 22
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
M.R.Tosi, G.Bottura, P.Lucchi, A.Reggiani, A.Trinchero and V.Tugnoli
“Cholesteryl esters in human malignant neoplasms”
International Journal of Molecular Medicine, 11, 95-98 (2003)
IF 2018 = 2.928
Citazioni Scopus = 23 - Citazioni WOS = 21
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
V.Tugnoli, G.Bottura, G.Fini, A.Reggiani, A.Tinti, A.Trinchero and M.R.Tosi
“1H and 13C NMR lipid profiles of human renal tissues”
Biopolymers, 72, 86-95 (2003)
IF 2018 = 1.820
Citazioni Scopus = 30 - Citazioni WOS = 28
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
V.Tugnoli, A.Reggiani, R.Beghelli, V.Tomaselli, A.Trinchero and M.R.Tosi
“Magnetic Resonance Spectroscopy and High Performance Liquid Chromatography of neoplastic human renal tissues”
Anticancer Research, 23, 1541-1548 (2003)
IF 2018 = 1.935
Citazioni Scopus = 5 - Citazioni WOS = 6
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
M.R. Tosi, M.T. Rodriguez-Estrada ,G. Lercker, A. Poerio, A.Trinchero, A. Reggiani and V.Tugnoli
“Magnetic resonance spectroscopy and chromatographic methods identify altered lipid composition in human renal neoplasms”
International Journal of Molecular Medicine, 14, 93-100 (2004)
IF 2018 = 2.928
Citazioni Scopus = 17 - Citazioni WOS = 16
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
V. Tugnoli, A. Poerio and M.R. Tosi
“Phosphatidylcholine and cholesteryl esters identify the infiltrating behaviour of a clear cell renal carcinoma: 1H, 13C and 31P MRS evidence”
Oncology Reports, 12, 353-356 (2004)
IF 2018 = 3.041
Citazioni Scopus = 3 - Citazioni WOS = 5
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
V.Tugnoli and M.R.Tosi
“Cholesteryl esters detection in a human urothelial carcinoma”
Clinica Chimica Acta, 360 (1-2), 218-210 (2005)
IF 2018 = 2.926
Citazioni Scopus = 2 - Citazioni WOS = 3
Category Scopus : Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
V.Tugnoli, M.T.Rodriguez-Estrada, A.Poerio, G.Lercker, A.Trinchero, M.Mandrioli and M.R.Tosi
"Determination of Coenzyme Q10 in Functional and Neoplastic Human Renal Tissues”.
Analytical Biochemistry, 357, 150-152 (2006)
IF 2018 = 2.275
Citazioni Scopus = 9 - Citazioni WOS = 8
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
Valeria Righi, Adele Mucci, Luisa Schenetti, Maria Raffaella Tosi, Walter Franco Grigioni, Barbara Corti, Alessandro Bertaccini, Alessandro Franceschelli, Francesco Sanguedolce, Riccardo Schiavina, Giuseppe Martorana, Vitaliano Tugnoli
”Ex vivo HR-MAS Magnetic Resonance Spectroscopy of normal and malignant human renal tissues”
Anticancer Research, 27, 3195-3204 (2007)
IF 2018 = 1.935
Citazioni Scopus = 29 - Citazioni WOS = 30
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
Valeria Righi, Adele Mucci, Luisa Schenetti, Antonella Bacci, Raffaele Agati, Marco Leonardi, Riccardo Schiavina, Giuseppina Liguori, Carlo Calabrese, Elisa Boschetti, Sergio Bonora and Vitaliano Tugnoli
“Identification of mobile lipids in human cancer tissues by ex vivo diffusion edited HR- MAS MRS”.
Oncology Reports, 22, 1493-1406 (2009)
IF 2018 = 3.041
Citazioni Scopus = 19 - Citazioni WOS = 17
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
Si sottolinea che le ricerche sulla valutazione della presenza di colesterolo esterificato in neoplasie umane maligne, ha indotto l’Editore della rivista Clinica Chimica Acta a invitare il Dr.Tugnoli a scrivere la review “Cholesteryl esters in malignancy” . La review (Clinica Chimica Acta 2005) riporta e analizza i processi molecolari relativi all’omeostasi del colesterolo in condizioni fisiologiche e patologiche, dove il colesterolo esterificato sembra essere sovra-espresso. Il ruolo di differenti meccanismi regolatori dell’omeostasi del colesterolo in situazioni neoplastiche con enfasi al contenuto intracellulare di colesterolo esterificato è stato ampiamente sviluppato. E’ stata inoltre reviewed la letteratura relativa alle più recenti applicazioni spettroscopiche che consentono la valutazione del colesterolo esterificato sia sugli estratti lipidici delle neoplasie, che direttamente con la spettroscopia RMN in vivo. La Review riporta inoltre risultati recenti in cui, con RMN in vitro, abbiamo rilevato la presenza di colesterolo esterificato anche in neoplasie uroteliali e prostatiche maligne.
Riferimento bibliografico pertinente:
M.R.Tosi and V.Tugnoli
“Cholesteryl esters in malignancy”
Clinica Chimica Acta, 359 (1-2), 27-45 (2005)
IF 2018 = 2.926
Citazioni Scopus = 62 - Citazioni WOS = 60
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
Neoplasie gastriche e colo-rettali
Questa linea di ricerca relativa sempre al quarto indirizzo si riferisce alle applicazioni della RMN condotta ex vivo attraverso la metodica HR-MAS RMN su adenocarcinomi umani del tratto gastro-intestinale. Questa tecnica, eseguita direttamente su biopsie e/o pezzi operatori, attraverso l’impiego di probe dedicati che fanno ruotare il campione al così detto “angolo magico”, consente di ottenere spettri ad alta risoluzione studiando un tessuto intatto, senza alcun trattamento. La possibilità poi di utilizzare le tecniche bidimensionali (COSY, TOCSY, J-resolved, etc.) permette di identificare senza ambiguità i metaboliti tessutali, fornendo il metaboloma del campione di tessuto esaminato. E’ stato così possibile descrivere la completa composizione molecolare della mucosa gastrica sana: i dati ottenuti sono stati confrontati con i profili degli adenocarcinomi gastrici e con quei tessuti affetti da patologia infiammatoria cronica, gastrite atrofica, che rappresenta una situazione precancerosa. Al riguardo abbiamo evidenziato come il profilo metabolico di una mucosa affetta da gastrite atrofica sia intermedio fra quello della mucosa sana e di un adenocarcinoma gastrico. Dal confronto fra i profili metabolici dei tessuti gastrici funzionali e neoplastici è stato possibile l’identificazione di indicatori biochimici ai quali poter attribuire un significato diagnostico e/o prognostico. Si riporta al riguardo l’abstract del lavoro: Cancer Epidemiol. Biomarkers & Prev. 2008, 17(6), 1386-1395 (Biochemical Alterations from Normal Mucosa to Gastric Cancer by Ex vivo Magnetic Resonance Spectroscopy). BACKGROUND AND AIMS: The metabolic profile and morphologic aspects of normal and pathologic human gastric mucosa were studied. The aim of the present research was the application of ex vivo high-resolution magic angle spinning magnetic resonance spectroscopy (HR-MAS MRS) to the human gastric tissue to get information on the molecular steps involved in gastric carcinogenesis and the identification of biochemical markers useful for the development of in vivo MRS methodologies to diagnose gastric pathologies in clinical situations. METHODS: Twelve normal subjects, five with autoimmune atrophic gastritis, five with Helicobacter pylori infection, and five with adenocarcinoma were examined. Ten biopsies were taken during endoscopy from each patient. Specimens from carcinoma were also obtained during gastrectomy. Of the 10 biopsies, 4 were used for histologic evaluation, 4 were fixed in glutaraldehyde and processed for transmission and scanning electron microscopy, and 2 were immersed in liquid nitrogen and stored at -85 degrees C for monodimensional and bidimensional ex vivo HR-MAS MRS analysis. RESULTS: Ex vivo HR-MAS MRS identified glycine, alanine, free choline, and triglycerides as possible molecular markers related to the human gastric mucosa differentiation toward preneoplastic and neoplastic conditions. Ultrastructural studies of autoimmune atrophic gastritis and gastric adenocarcinoma revealed lipid accumulations intracellularly and extracellularly associated with a severe prenecrotic hypoxia and mitochondria degeneration. CONCLUSIONS: This is the first report of synergic applications of ex vivo HR-MAS MRS and electron microscopy in studying the human gastric mucosa differentiation. This research provides useful information about some molecular steps involved in gastric carcinogenesis. The biochemical data obtained on gastric pathologic tissue could represent the basis for clinical applications of in vivo MRS.
Il programma di ricerca riguarda inoltre l’identificazione di indicatori biochimici in neoplasie colo-rettali. I dati spettroscopici, elaborati con analisi chemometrica, ottenuti su tessuti colorettali sani e neoplastici, ha consentito l’individuazione di marker molecolari degli adenocarcinomi. L’eleborazione statistica ha inoltre permesso di classificare come non-sani campioni di tessuto ottenuti ai margini della resezione, ad almeno 15 cm dalla lesione tumorale. Si riporta al riguardo l’abstract di un recente lavoro: Journal of Proteome Research 8(4), 1859-1869 (2009) (Discrimination of healthy and neoplastic human colon tissues by ex vivo HR-MAS NMR spectroscopy and chemometric analyses). The metabolic profile of human healthy and neoplastic colorectal tissues was obtained using ex vivo High-Resolution Magic Angle Spinning (HR-MAS) NMR spectroscopy. Principal Components Analysis (PCA) and Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA) were applied to NMR data in order to discriminate and to highlight the biochemical differences between healthy and neoplastic colorectal tissues. The results show that synergic combination of ex vivo HR-MAS NMR spectroscopy with Multivariate Data Analysis offers a useful tool to better understand some molecular aspects of tumour biochemistry, as well as to identify tumoral characteristics: increasing of taurine, carboxilyc acids and lipids, or decreasing of polyols (myo-inositol and scyllo-inositol) and sugars, and discrimination of healthy and tumoral colorectal tissues. Moreover, it has been shown that macroscopically/histologically normal colorectal tissue, collected at least 15 cm from the adenocarcinoma, was characterized by a metabolic pattern quite similar to that typical of the tumoral lesions. The statistical multivariate approach applied to the NMR data, is vital to find metabolic markers of the healthy and neoplastic state of colorectal tissues, and to correctly classify the samples. Ex vivo HR-MAS NMR spectroscopy, performed on intact specimens, may be of great potentiality in the clinical evaluation of human neoplastic colorectal tissues. The biochemical data obtained on colorectal pathological tissues could further represent the molecular basis for an accurate and non invasive clinical applications of in vivo NMR spectroscopy.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
V. Tugnoli, A.Mucci, L.Schenetti, C.Calabrese, G.Di Febo, M.C.Rossi and M.R. Tosi
“Molecular characterization of human gastric mucosa by HR-MAS Magnetic Resonance Spectroscopy”
International Journal of Molecular Medicine, 14, 1065-1071 (2004)
IF 2018 = 2.928
Citazioni Scopus = 21 - Citazioni WOS = 22
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
V.Tugnoli, A.Mucci, L.Schenetti, V.Righi, C.Calabrese, A.Fabbri, G.Di Febo and M.R.Tosi
”Ex vivo HR-MAS MRS of human gastric adenocarcinomas: a comparison with healthy gastric mucosa”.
Oncology Reports, 16(3), 543-553 (2006)
IF 2018 = 3.041
Citazioni Scopus = 19 - Citazioni WOS = 18
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Cancer Research)
L.Schenetti, A.Mucci, F.Parenti, R.Cagnoli, V.Righi, M.R.Tosi and V.Tugnoli
”HR-MAS NMR spectroscopy in the characterization of human tissue: application to healthy gastric mucosa”.
Concepts in Magnetic Resonance, 28A(6), 430-443 (2006)
IF = Not Available
Citazioni Scopus = 24 - Citazioni WOS = 19
Category Scopus= Chemistry (Spectroscopy)
Carlo Calabrese, Annamaria Pisi, Giulio Di Febo, Gianfranco Filippini, Giuseppina Liguori, Maurizio Cervellera, Patrizia Lucchi, Adele Mucci, Valeria Righi, Luisa Schenetti, Valeria Tonini, Maria Raffaella Tosi and Vitaliano Tugnoli
”Biochemical pathway from normal mucosa to gastric cancer by ex vivo Magnetic Resonance Spectroscopy”
Cancer, Epidemiology, Biomarkers and Prevention, 17(6), 1-10 (2008)
IF 2018 = 5.057
Citazioni Scopus = 25 - Citazioni WOS = 22
Category Scopus: Medicine (Oncology)
Righi Valeria, Durante Caterina, Cocchi Marina, Calabrese Carlo, Di Febo Giulio, Lecce Ferdinando, Pisi Annamaria, Tugnoli Vitaliano, Mucci, Adele, Schenetti, Luisa
"Discrimination of healthy and neoplastic human colon tissues by ex vivo HR-MAS NMRmspectroscopy and chemometric analyses"
Journal of Proteome Research, 8(4), 1859-1869 (2009).
IF 2018 = 3.780
Citazioni Scopus = 32 - Citazioni WOS = 36
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
Nell’ambito degli adenocarcinomi gastrici particolare attenzione è stata data alla valutazione dell’attività e dell’espressione della superossidodismutasi manganese e rame-zinco dipendente (MnSOD e CuZnSOD) in adenocarcinomi gastrici. La ricerca nasce dal presupposto che molti tumori umani sembrano mostrare significative variazioni nell’attività e nell’espressione di questo enzima ossido-riduttivo, a causa anche del coinvolgimento delle specie reattive dell’ossigeno (ROS) nella patogenesi dei processi tumorali. Il test della attività e della espressione della SOD potrebbe fornire un metodo specifico e sensibile di analisi che consenta la differenziazione di tessuti umani funzionali e neoplastici.
Riferimento bibliografico pertinente:
M.Monari, A.Trinchero, C.Calabrese, O.Cattani, G.P.Serrazanetti, J.Foschi, A.Fabbri, D.Zahlane, G.Di Febo, V.Tonini, M.Cervellera, M.R.Tosi and V.Tugnoli
”Superoxide dismutase in gastric adenocarcinoma: is it a clinical biomarker in the development of cancer?”
Biomarkers, 11(6), 574-584 (2006)
IF 2018 = 1.730
Citazioni Scopus = 28 - Citazioni WOS = 26
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
Il quinto indirizzo di ricerca si riferisce: 1) agli effetti della supplementazione con acidi grassi polinsaturi sulla composizione lipidica (colesterolo e trigliceridi in particolare) di cardiomiociti di ratto. Lipids 46(7):627-636 (2011). (EPA or DHA supplementation increases triacylglycerol, but not phospholipid, levels isolated rat cardiomyocytes). It is well recognized that a high dietary intake of long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) has profound benefits on health and prevention of chronic diseases. In particular, in recent years there has been a dramatic surge of interest in the health effects of n-3 LC-PUFA derived from fish, eicosapentaenoic (EPA) and docosahexaenoic (DHA) acids. Notwithstanding, the metabolic fate and the effects of these fatty acids once inside the cell has seldom been comprehensively investigated. Using cultured neonatal rat cardiomyocytes as model system we have investigated for the first time, by means of high-resolution magic-angle spinning nuclear magnetic resonance (HR-MAS NMR) spectroscopy in combination with gas chromatography (GC), the modification occurring in the cell lipid environment after EPA and DHA supplementation. The most important difference between control and n-3 LC-PUFA-supplemented cardiomyocytes highlighted by HR-MAS NMR spectroscopy is the increase of signals from mobile lipids, identified as triacylglycerols (TAG). The observed increase of mobile TAG is a metabolic response to n-3 LC-PUFA supplementation, which leads to an increased lipid storage. The sequestration of mobile lipids in lipid bodies provides a deposit of stored energy that can be accessed in a regulated fashion according to metabolic need. Interestingly, while n-3 LC-PUFA supplementation to neonatal rat cardiomyocytes causes a huge variation in the cell lipid environment, it does not induce detectable modifications in water-soluble metabolites, suggesting negligible interference with normal metabolic processes; 2) all’influenza del genotipo sulla modulazione dell’espressione genica e proteica in ratti da parte di n-3 LC-PUFA: Genes and Nutrition, 8(6), 589-600 (2013). (Influence of genotype on the modulation of gene and protein expression by n-3 LC-PUFA in rats). Abstract: It is becoming increasingly apparent that responsiveness to dietary fat composition is heterogeneous and dependent on the genetic make-up of the individual. The aim of this study was to evidence a genotype-related differential effect of n-3 long-chain polyunsaturated fatty acids (n-3 LC-PUFA) on the modulation of hepatic genes involved in cholesterol metabolism. Fourteen spontaneously hypertensive (SH) rats, which present a naturally occurring variation in the gene encoding for sterol responsive element binding protein 1 (SREBP-1), contributing to their inherited variation in lipid metabolism, and 14 Wistar-Kyoto (WK) rats were fed a control diet or an n-3 LC-PUFA enriched diet for 90 days. Plasma lipid profile, total lipid fatty acid composition in plasma and liver, and the expression of SREBP-1 and 2, 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase, low-density lipoprotein receptor, and acyl-CoA:cholesterol acyltransferase 2 encoding genes and proteins were determined. The positive effect of the enriched diet on the serum lipid profile, particularly on total cholesterol and triglyceride level, was clearly evidenced in both WK and SH rats, but n-3 LCPUFA acted through a different modulation of gene and protein expression that appeared related to the genetic background. Our study evidences a different transcriptional effect of specific nutrients related to genetic variants.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
Valeria Righi, Mattia Di Nunzio, Francesca Danesi, Luisa Schenetti, Adele Mucci, Elisa Boschetti, Pierluigi Biagi, Sergio Bonora, Vitaliano Tugnoli and Alessandra Bordoni
“EPA or DHA supplementation incresase triacylglycerols, but not phospholipids, in isolated rat cardiomyocytes”
Lipids, 46(7), 627-636 (2011)
IF 2018 = 2.144
Citazioni Scopus = 12 - Citazioni WOS = 12
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Biochemistry)
Elisa Boschetti, Mattia Di Nunzio, Francesca Danesi, Vitaliano Tugnoli and Alessandra Bordoni
“Influence of genotype on the modulation of gene and protein expression by n-3 LC-PUFA in rats”
Genes and Nutrition, 8(6), 589-600 (2013)
IF 2018 = 2.883
Citazioni Scopus = 7 - Citazioni WOS = 4
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Genetics)
Temi di ricerca allo studio nei quali il Dr.Vitaliano Tugnoli
porta il suo contributo biochimico-molecolare
nella valutazione clinica di patologie gastrointestinali
Valutazione della Timidina Fosforilasi epatica come alternativa terapeutica efficace ad arrestare il decorso
dell’encefalopatia neurogastrointestinale mitocondriale (MNGIE)
L’encefalomiopatia mitocondriale neurogastrointestinale (MNGIE) è un raro disordine autosomico recessivo a prognosi infausta, causato dalla mutazione del gene nucleare TYMP, che codifica per l’enzima timidina fosforilasi (TP). La forte riduzione o l’assenza di attività della TP mutata non permette la conversione dei nucleosidi timidina e desossiuridina a timina e uracile. Ciò determina uno sbilanciamento del pool nucleotidico necessario per il corretto turnover del DNA mitocondriale che va incontro a mutazioni e delezioni multiple. A oggi, non esiste alcuna terapia specifica per la MNGIE. Recentemente il trapianto allogenico di cellule staminali ematopoietiche (AHSCT) ha dato ottimi risultati biochimici riuscendo a ristabilire l’attività della TP e a riportare i livelli circolanti di nucleosidi tossici nel range di normalità. Tuttavia i pazienti sottoposti a trapianto sono soggetti a un tasso di mortalità del ~70% dei casi. Per questo motivo lo sviluppo di altre strategie terapeutiche è al momento d’importanza cruciale. Poiché il fegato è un organo adibito alla sintesi e all’esportazione di proteine e il trapianto ha un successo nell’80% dei casi, lo scopo di questa ricerca è stato quello di valutare tale organo come nuova fonte tissutale di TP. 11 campioni di tessuto epatico non MNGIE (7 M; 35-55 anni) sono stati processati per identificare, quantificare e localizzare la TP mediante Western blot (WB), ELISA e IHC rispettivamente. L’espressione in situ del gene è stata valutata con qPCR. Il midollo osseo e la mucosa intestinale sono stati inclusi come controllo positivo, mentre il muscolo scheletrico e diversi tessuti di pazienti MNGIE come controllo negativo. Con il WB si è identificata la TP in tutti i tessuti epatici non MNGIE con una media densitometrica del rapporto TP/Gapdh di 0.9±0.5 A.U. La quantificazione ELISA della TP nel fegato è stata di 0.5±0.07 ng/g proteine totali. La marcatura IHC della TP localizza l'enzima nel nucleo e nel citoplasma degli epatociti e nelle cellule di kupffer. La qPCR ha evidenziato nel fegato espressione in situ di TYMP. I risultati di questo studio qualificano il fegato come organo eleggibile al trapianto come fonte cellulare di TP alternativa all’AHSCT con un auspicabile miglior out come trapiantologico. Questo argomento di ricerca ha prodotto una prima pubblicazione il cui abstract viene di seguito riportato. PLoS One. 2014 May 6;9(5):e96692. doi: 10.1371. (Liver as a Source for Thymidine Phosphorylase Replacement in Mitochondrial Neurogastrointestinal Encephalomyopathy). Abstract: Mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy (MNGIE) is a rare autosomal recessive mitochondrial disease associated with mutations in the nuclear TYMP gene. As a result, the thymidine phosphorylase (TP) enzyme activity ismarkedly reduced leading to toxic accumulation of thymidine and therefore altered mitochondrial DNA. MNGIE is characterized by severe gastrointestinal dysmotility, neurological impairment, reduced life expectancy and poor quality of life. There are limited therapeutic options for MNGIE. In the attempt to restore TP activity, allogenic hematopoietic stem cell transplantation has been used as cellular source of TP. The results of this approach on ,20 MNGIE patients showed gastrointestinal and neurological improvement, although the 5-year mortality rate is about 70%. In this study we tested whether the liver may serve as an alternative source of TP. We investigated 11 patients (7M; 35–55 years) who underwent hepatic resection for focal disorders. Margins of normal liver tissue were processed to identify, quantify and localize the TP protein by Western Blot, ELISA, and immunohistochemistry, and to evaluate TYMP mRNA expression by qPCR. Western Blot identified TP in liver with a TP/GAPDH ratio of 0.960.5. ELISA estimated TP content as 0.560.07 ng/mg of total protein. TP was identified in both nuclei and cytoplasm of hepatocytes and sinusoidal lining cells. Finally, TYMP mRNA was expressed inthe liver. Overall, our study demonstrates that the liver is an important souce of TP. Orthotopic liver transplantation may be considered as a therapeutic alternative for MNGIE patients.
Questo studio ha permesso di proporre con successo il primo trapianto di fegato in un paziente affetto da MNGIE, con risultati clinici apprezzabili e con la normalizzazione della timidina fosforilasi. Ann Neurol. 2016 Sep;80(3):448-55. doi: 10.1002/ana.24724. Epub 2016 Aug 4. (Liver transplantation for mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy). Mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy (MNGIE) is a fatal, recessive disease caused by mutations in the gene encoding thymidine phosphorylase, leading to reduced enzymatic activity, toxic nucleoside accumulation, and secondary mitochondrial DNA damage. Thymidine phosphorylase replacement has been achieved by allogeneic hematopoietic stem cell transplantation, a procedure hampered by high mortality. Based on high thymidine phosphorylase expression in the liver, a 25-year-old severely affected patient underwent liver transplantation. Serum levels of toxic nucleosides rapidly normalized. At 400 days of follow-up, the patient's clinical conditions are stable. We propose liver transplantation as a new therapy for MNGIE. Ann Neurol 2016;80:448-455.
Nel frattempo un secondo trapianto di fegato su di una paziente affetta da MNGIE e le prime valutazioni biochimico-cliniche appaiono promettenti.
Riferimenti bibliografici pertinenti:
Boschetti E, D'Alessandro R, Bianco F, Carelli V, Cenacchi G, Pinna AD, Del Gaudio M, Rinaldi R, Stanghellini V, Pironi L, Rhoden K, Tugnoli V, Casali C and De Giorgio R.
“Liver as a source for thymidine phosphorylase replacement in mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy”
PLoS One 2014 May 6;9(5):e96692. doi: 10.1371/journal.pone.0096692. eCollection 2014.
IF 2018 = 2.766
Citazioni Scopus = 15 - Citazioni WOS = 20
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (General Biochemistry,
Genetics and Molecular Biology)
De Giorgio R, Pironi L, Rinaldi R, Boschetti E, Caporali L, Capristo M, Casali C, Cenacchi G, Contin M, D’Angelo R, D’Errico A, Gramegna LL, Lodi R, Maresca A, Mohamed S, Morelli MC, Papa V, Tonon C, Tugnoli V, Carelli V, D’Alessandro R and Pinna AD
“Liver transplantation for mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy”
Annals of Neurology, 80(3), 448-455 (2016)
IF 2018 = 9.496
Citazioni Scopus = 31 - Citazioni WOS = 31
Category Scopus: Neuroscience (Neurology)
Neuroprotezione mediata da meccanismi serotoninergici
Il sistema nervoso enterico (SNE) media la motilità gastro intestinale (GI) in modo indipendente dal sintema nervoso centrale. La segnalazione trans-epiteliale promossa dal chimo, mediante il rilascio di mediatori come la serotonina (5-HT), attiva i riflessi secreto-motori fondamentali per la fisiologia del GI. Il recupero del 5-HT rilasciato avviene in enterociti e neuroni tramite il trasportatore della serotonina; mentre le azioni biologiche sono mediate da recettori espressi nel SNE. Tra i diversi recettori 5-HT che esercitano effetti sulla funzione senso-motoria i 5-HT4 compaiono precocemente nella vita fetale e la loro attivazione aumenta nei neuroni enterici l’espressione dei geni correlati ad acetilcolina e calcitonina. Questa cascata di eventi induce un effetto procinetico che migliora la motilità GI, pertanto gli agonisti del 5-HT4 sono sfruttati a scopo terapeutico e risultano efficaci nel trattamento dei disturbi intestinali funzionali con ritardato transito. Tra questi, la prucalopride (agonista completo del 5-HT4) migliora i sintomi e la qualità della vita dei pazienti con stipsi severa. Recenti evidenze indicano che gli agonisti dei recettori della serotonina, in particolare di tipo 5-HT4, evocano effetti anti-degenerativi: in colture murine promuovono la sopravvivenza, riducono l'apoptosi e favoriscono l'estensione di neuriti del sistema nervoso enterico (SNE), sia fetale sia adulto. Questi effetti sono specifici poiché bloccati dagli antagonisti del 5-HT4. Per meglio delineare questo ruolo svolto dai recettori del 5-HT4, il progetto di ricerca in corso è mirato allo studio degli effetti neuroprotettivi della prucalopride, agonista completo dei recettori del 5-HT4, in sistemi neuronali in vitro e nel SNE nell’uomo.
Ideazione di un metodo quantitativo (basato sul riconoscimento biochimico/immunoistochimico delle cellule neuronali) per la conta di neuroni enterici e delle distanze inter-ganglioniche applicato a tessuti a tutto spessore di pazienti con severa dismotilità gastrointestinale
La dismotilità intestinale severa (SD) è una condizione clinica con marcata compromissione della propulsione intestinale ed è dovuta all’alterazione delle cellule che regolano la propulsione gastrointestinale (GI) i.e. i neuroni enterici, le cellule gliali, le cellule interstiziali di Cajal (ICC) e le cellule muscolari. I pazienti con SD manifestano sintomi gravi (es. nausea cronica, vomito, distensione addominale e costipazione/diarrea) responsabili della perdita di peso corporeo tanto che spesso richiedono un supporto nutrizionale endovenoso. I metodi attualmente utilizzati per dimostrare le neuropatie enteriche si basano principalmente sulla classica valutazione istopatologica / immunoistochimica qualitativa. Il metodo qualitativo è chiaramente influenzato dalla percezione soggettiva del patologo e non produce esiti paragonabili tra operatori diversi. Questo studio è stato pertanto ideato per identificare un metodo morfometrico oggettivo e quantitativo di conta neuronale. Sebbene il gold-standard per le misure morfometriche sia l’utilizzo di preparati whole-mount, queste preparazioni sono molto lunghe da ottenere e sono pochi gli esperti del settore in grado di farle. Nell’ottica che il metodo possa essere applicato da tutte le anatomie patologiche su tessuti preparati di routine, abbiamo voluto standardizzare un metodo di conta dei corpi neuronali (immunoreattivi per il marcatore pan-neuronale NSE) e un metodo di valutazione della distanza tra i gangli mienterici su campioni di tessuto inclusi in paraffina. Le analisi sono state condotte su biopsie a tutto spessore di digiuno prelevate da 32 pazienti con severa dismotilità (22 F; 16-77 anni) e da 8 controlli (4 F, 47-73 anni). Tutti pazienti e i controlli hanno risposto ad un questionario sintomatologico prima dell'intervento chirurgico. La distanza tra i gangli mienterici è stata calcolata per soggetto a partire dal primo ganglio rilevabile presente su un'estremità di una data sezione verso il lato opposto. Il limite delle conte su preparati paraffinati (bidimensionali) è dovuto al fatto che i margini effettivi di ciascun ganglio (lobulato) non possono essere definiti con certezza (manca la terza dimensione). L’innovazione del nostro metodo è stata quella di considerare i cluster di corpi cellulari neuronali che si trovavano ad una distanza inferiore ad un dato cut-off (300 micron), come singola unità gangliare arbitraria. (Sono stati testati 4 cut-off ottenendo risultati paragonabili con l’identificazione dei campioni patologici rispetto ai controlli). I corpi cellulari neuronali NSE immunoreattivi sono stati contati per ganglio. Ogni operatore ha effettuato la conta in cieco su tutta la sezione in almeno tre sezioni per paziente. I risultati dello studio hanno mostrato che nella SD c’è un decremento del 50% della componente neuronale mienterica (P<0.00001). La concordanza dei risultati delle conte tra i tre operatori è stata del 80%. Tutti gli operatori hanno identificato il 100% dei campioni patologici. La conta dei neuroni per ganglio è un processo accurato ma piuttosto lento. La valutazione della distanza tra i gangli invece è una procedura molto più veloce. Il nostro metodo quantitativo ha messo in luce che i campioni provenienti da pazienti con SD hanno un allontanamento dei gangli (P=0.0005). Basandosi solo sul calcolo delle sole distanze è possibile identificare il 70% dei campioni patologici. Applicando perciò la conta dei singoli neuroni per ganglio ai soli campioni che hanno valori di distanza inter-ganglionica simili a quelli dei controlli, è possibile accelerare notevolmente il processo di diagnosi, utilizzando un modo quantitativo. Con questo metodo è inoltre possibile identificare i pazienti che con il metodo qualitativo venivano “persi” e definiti “apparentemente ad architettura normale”. Infine il decremento dei corpi neuronali e l’allontanamento dei gangli correlano con una maggiore severità della patologia (i.e. con un numero maggiore degli episodi sub-occlusivi, con maggior distensione addominale e con l’aumento del dolore addominale).
Neurogastroenterology and Motility [https://www.scopus.com/sourceid/25337?origin=recordpage] Volume 31, Issue 8, August 2019, Pages 1-11. (Gut epithelial and vascular barrier abnormalities in patients with chronic intestinal pseudo-obstruction). Background: Chronic intestinal pseudo-obstruction (CIPO) is a rare condition due to severe impairment of gut motility responsible for recurrent subocclusive episodes. Although neuromuscular-glial-ICC abnormalities represent the main pathogenetic mechanism, the pathophysiology of CIPO remains poorly understood. Intestinal epithelial and vascular endothelial barrier (IEVB) abnormalities can contribute to neuroepithelial changes by allowing passage of harmful substances. Methods: To test retrospectively whether IEVB defects occur in patients with CIPO, we measured the jejunal protein expression of the major tight junction (TJ) components. CIPO patients were subdivided according to gut neuromuscular histopathology: apparently normal (AN); with inflammation (INF); or with degenerative alterations (DEG). The presence of occludin/claudin oligomers (index of TJ assembly), the amount of occludin, claudin-4, and zonula occludens-1 (ZO-1), and the expression of vasoactive intestinal polypeptide (VIP) and glial fibrillary acidic protein (GFAP) immunoreactivities were evaluated on jejunal full-thickness biopsies using Western blot. Key Results: Oligomers were absent in the 73% of CIPO. Total occludin decreased in CIPO with AN and INF changes. Claudin-4 was upregulated in CIPO with INF and DEG features. ZO-1 and VIP expression decreased selectively in DEG group. GFAP increased in CIPO regardless the histopathological phenotype. Conclusions & Inferences: The absence of oligomers demonstrated in our study suggests that IEBV is altered in CIPO. The mechanism leading to oligomerization is occludin-dependent in AN and INF, whereas is ZO-1-dependent in DEG. Our study provides support to IEVB abnormalities contributing to CIPO clinical and histopathological features.
Riferimento bibliografico pertinente:
E Boschetti, C Malagelada, A Accarino, JR Malagelada, RF Cogliandro,A Gori, E Bonora, F Giancola, F Bianco, V Tugnoli, P Clavenzani, F Azpiroz, V Stanghellini, C Sternini and R De Giorgio
“Enteric neuron density correlates with clinical features of severe gut dysmotility”
American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology, 317, G793-G801 (2019)
IF 2018 = 3.729
Citazioni Scopus = 0 - Citazioni WOS = 0
Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Physiology)
Caratterizzazione biochimica delle alterazioni della barriera epiteliale intestinale e della barriera endoteliale vascolare nella pseudo-ostruzione intestinale cronica (CIPO)
La pseudo-ostruzione intestinale cronica (CIPO) è una condizione rara caratterizzata da una grave compromissione della motilità intestinale tanto da mimare episodi subocclusivi ricorrenti senza una reale occlusione meccanica. Sebbene le alterazioni neuromuscolari gliali o delle cellule di Cajal rappresentino il principale meccanismo patogenetico, la fisiopatologia della CIPO rimane poco chiara. La nostra ipotesi è che alterazioni della barriera epiteliale intestinale e della barriera endoteliale vascolare (IEVB) possano contribuire ai cambiamenti neuro-epiteliali permettendo il passaggio di sostanze nocive che possono contribuire alle ben note manifestazioni gastrointestinali (GI). Per testare retrospettivamente se i difetti a carico della IEVB si verificano in pazienti con CIPO, abbiamo misurato l'espressione proteica delle principali proteine che costituiscono le tight junction (TJ). I pazienti CIPO sono stati suddivisi secondo le caratteristiche istopatologiche del tratto neuromuscolare intestinale in: 1) apparentemente normale (AN), coloro che hanno una architettura del tratto apparentemente integra; 2) con alterazioni neuromuscolari e con infiammazione (INF); o 3) con alterazioni degenerative del tratto GI e senza infiammazione (DEG). Su tutti i gruppi in oggetto di studio sono state valutate la presenza di oligomeri di occludina/claudina (indice dell’assemblaggio delle TJ) e la quantità di :occludina, claudina-4 e zonula occludens-1 (ZO-1) per capire lo stato delle TJ. È inoltre stata valutata l’espressione del polipeptide intestinale vasoattivo (VIP) e della proteina fibrillare acida gliale (GFAP) per chiarire se nel meccanismo biochimico alla base di possibili alterazioni potessero avere un ruolo rispettivamente i neuroni o le cellule gliali. Tutti gli esperimenti di espressione proteica sono stati condotti su biopsie a tutto spessore del digiuno utilizzando Western Blot. Gli oligomeri sono risultati assenti nel 73% delle CIPO. L'occludina totale è diminuita nelle CIPO dei gruppi AN e INF. La Claudin-4 è risultata up regolata nelle CIPO dei gruppi INF e DEG. ZO-1 e VIP hanno mostrato un calo di espressione proteica selettivamente nel gruppo DEG. GFAP invece aumenta in tutti i casi di CIPO a prescindere dal fenotipo istopatologico. L'assenza di oligomeri dimostrata nel nostro studio suggerisce che la IEBV sia alterata nella CIPO. Il meccanismo che porta all'oligomerizzazione è occludino-dipendente nei gruppi AN e INF, mentre è ZO-1-dipendente nel gruppo DEG. I neuroni sembrano avere un ruolo nella alterazione della IEBV di tipo degenerativo, mentre la glia è attivata in tutti i casi di CIPO.
Riferimento bibliografico pertinente:
Elisa Boschetti, Anna Accarino, Carolina Malagelada, Juan R. Malagelada, Rosanna F.Cogliandro, Alessandra Gori, Vitaliano Tugnoli, Fiorella Giancola, Francesca Bianco, Elena Bonora, Umberto Volta, Giacomo Caio, Catia Sternini, Vincenzo Stanghellini, Fernando Azpiroz and Roberto De Giorgio
“Gut epithelial and vascular barrier abnormalities in patients with chronic intestinal pseudo- obstruction”
Neurogastroenterology and Motility, 2019 Aug;31(8):1-11. doi: 10.1111/nmo.13652.
IF 2018 = 3.842
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Category Scopus: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (Physiology)
3) Attività organizzativa
Fondi di ricerca dell’Università di Bologna
e’ stato titolare del finanziamento “PROGETTO GIOVANI RICERCATORI” (Fondi Ministeriali E.F.2000/2001), quale responsabile del progetto di ricerca dal titolo “Studio biochimico di tessuti renali umani funzionali e neoplastici mediante Risonanza Magnetica Multinucleare in vitro”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%,
COMITATO SCIENTIFICO 06 - E.F. 2002), quale responsabile del progetto di ricerca dal titolo
“Alterazioni metaboliche nelle neoplasie renali umane studiate attraverso la Risonanza Magnetica
Nucleare in vitro”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%,
COMITATO SCIENTIFICO 06 - E.F. 2003), quale responsabile del progetto di ricerca dal titolo
“Alterazioni metaboliche nelle neoplasie renali umane studiate attraverso la Risonanza Magnetica
Nucleare in vitro”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 06 - E.F. 2004), quale responsabile del progetto di ricerca dal titolo “Individuazione di indicatori biochimico-clinici in neoplasie umane della mucosa gastro-intestinale”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 06 - E.F. 2005), quale responsabile del progetto di ricerca dal titolo “Individuazione di indicatori biochimico-clinici in neoplasie umane della mucosa gastro-intestinale”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 06 - E.F. 2006), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 06 - E.F. 2007), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2008), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”;
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2009), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2010), quale responsabile della linea di ricerca: “Effetti della supplementazione con acidi grassi polinsaturi sulla composizione lipidica (colesterolo e trigliceridi in particolare) di cardiomiociti di ratto”.
e’ titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2011), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2012), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2013), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2014), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2015), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ stato titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2016), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2017), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
e’ titolare del finanziamento “RICERCA FONDAMENTALE ORIENTATA” (EX 60%, COMITATO SCIENTIFICO 05 - E.F. 2018), quale responsabile delle linee di ricerca: “Aspetti molecolari e correlazioni cliniche in neoplasie gastrointestinali studiate mediante tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Individuazione di markers molecolari in neoplasie renali da misure di Risonanza Magnetica Nucleare”; “Impiego di metodiche RMN ex vivo e in vivo combinate per la messa a punto di nuovi protocolli per la diagnosi e il trattamento di neoplasie cerebrali ”.
Inoltre il Dr.Tugnoli ha portato, come ricercatore della ex Sezione di Chimica e Propedeutica Biochimica del Dipartimento di Biochimica “G.Moruzzi”, per la parte di propria competenza, il suo esclusivo contributo alla realizzazione dei Progetti Pluriennali E.F. 2002 (Specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto nella fisiopatologia cellulare e tessutale) ed E.F. 2004 (Aspetti biochimici e fisiopatologici delle specie radicaliche dell’ossigeno e dell’azoto in rapporto all’ambiente redox cellulare.
In particolare il Dr.Tugnoli ha partecipato con il proprio contributo specifico relativo alle Alterazioni della componente lipidica e stress ossidativi in neoplasie umane renali e gastrointestinali studiate attraverso la Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare e i metodi cromatografici ), che hanno visto come beneficiario il Dipartimento di Biochimica “G.Moruzzi”. La partecipazione a questi progetti è documentata dalla presenza, nel resoconto scientifico di ogni progetto stilata dal Coordinatore (Prof.Giorgio Lenaz), della relazione svolta dal Dr.Tugnoli e dall’elenco delle pubblicazioni prodotte.
Book
A coronamento di una produzione scientifica proiettata verso problematiche di interesse biomedico, si segnala che il Dr.Tugnoli è Editor e ha curato la realizzazione del libro “Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy in the Study of Neoplastic Tissues”, Nova Science Publisher, New York. (2005). Per una migliore descrizione del libro se ne riportano alcuni passi presenti nella introduzione: “This volume reports the “state-of-the-art” of the more recent applications of different MRS techniques in the biomedical field with particular attention to the biochemical-clinical evaluations as regards diagnosis, treatment and prognosis of human neoplasms. The chapters, written by researchers and clinicians well known in the international scientific world, deal with tissues, organs and their neoplasms either concerning those already currently undergoing clinical investigations, or regarding those for which the MRS applications are in their “infancy” but already show great potential in this phase”.
Si ritiene opportune sottolineare come il Dr.Tugnoli abbia, per la realizzazione del libro, individuato, coinvolto e coordinato un gruppo di famosi scienziati leaders nel campo delle applicazioni cliniche della Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare nella valutazione di neoplasie umane. Il Dr.Tugnoli è poi anche coautore di un capitolo dello stesso libro.
Inviti
A riconoscimento della qualificazione scientifica raggiunta nel campo delle applicazioni di metodiche spettroscopiche RMN in campo biomedico, si ritiene opportuno segnalare che il Dr.Tugnoli, in relazione alla propria documentata esperienza, è stato invitato:
dal Consiglio delle Nazionale delle Ricerche (Area della Ricerca di Bologna) a tenere, nell’ambito del famoso ciclo di conferenze Campus Colloquia, una relazione dal titolo “La Risonanza Magnetica Nucleare: dall’analisi chimica alla diagnostica clinica molecolare” che si è tenuta il 17/06/2005.
Il profilo scientifico-organizzativo del Dr.Tugnoli viene completato
dai seguenti aspetti:
e’ Socio della Societa’ Italiana di Biochimica e Biologia Molecolare, avendo optato per i gruppi Neurochimica e Biochimica Cellulare;
e’ stato membro, per tre trienni (2004/2011), della Commissione Ricerca del Dipartimento di Biochimica “G.Moruzzi”;
è stato responsabile del Laboratorio di Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare situato presso la Sezione di Chimica e Propedeutica Biochimica del Dipartimento di Biochimica “G.Moruzzi”.
4) Attività didattica
Curatela
Il Dr.Tugnoli, assieme ad alcuni colleghi, si è occupato della realizzazione della edizione italiana, curando la traduzione e la revisione, del libro General, Organic, and Biochemistry (Chimica Generale, Chimica Organica e Propedeutica Biochimica) di Katherine J.Denniston, Joseph J.Topping e Robert L.Caret, edito da McGraw-Hill.
Attività didattica precedente all’acquisizione della qualifica
di ricercatore universitario
Parte dell’attivita’ didattica iniziale del Dr.Tugnoli è riferita, in qualita’ di esperto, a lezioni ed esercitazioni teorico-pratiche tenute in varie occasioni sulle applicazioni della spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare in vitro, ex vivo e in vivo.
In particolare ha contribuito:
alla realizzazione, per gli A.A. 1994/95 e 1995/96, nell’ambito dei corsi ufficiali di “Biochimica Applicata” (Corso di Laurea in Medicina Veterinaria dell’Universita’ di Bologna) di esercitazioni teorico-pratiche aventi per oggetto “Teoria ed utilizzo della Risonanza Magnetica Nucleare nel laboratorio di analisi biochimiche e biochimico-cliniche” (Prof.Emilio Carpenè);
alla partecipazione nell’A.A. 1996/97, nell’ambito dei corsi ufficiali della Scuola di Specializzazione in Anatomia Patologica (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Universita’ di Bologna), in qualita’ di relatore, al corso “Scienze di base applicabili alla Patologia” contribuendo con una serie di lezioni avente per oggetto la “Risonanza Magnetica Nucleare in vivo, ex vivo e in vitro delle patologie cerebrali (Prof.Vincenzo Eusebi);
alla realizzazione nell’A.A. 1996/97, nell’ambito dei corsi ufficiali del Dottorato di Ricerca in Biochimica dell’Universita’ di Bologna, di un seminario dal titolo “Indagine NMR in vivo e in vitro di tessuti cerebrali neoplastici”;
alla realizzazione , per l’A.A. 1997/98, nell’ambito dei corsi ufficiali di “Biochimica veterinaria sistematica e comparata” (Corso di Laurea in Biotecnologie), di esercitazioni teorico-pratiche aventi per oggetto “Teoria ed utilizzo della Risonanza Magnetica Nucleare nel laboratorio di analisi biochimiche e biochimico-cliniche” (Prof.Emilio Carpenè).
L’attivita’ didattica precedente all’inquadramento come ricercatore universitario ha inoltre riguardato la partecipazione attiva, in qualità di cultore della materia, a commissioni d’esame di materie inerenti quasi esclusivamente il settore scientifico disciplinare Biochimica BIO/10.
In particolare il Dr.Tugnoli:
ha partecipato alle commissioni degli esami dell’insegnamento di “Stechiometria Chimica” (Corsi di Laurea in Farmacia e Chimica e Tecnologie Farmaceutiche della Facolta’ di Farmacia dell’Universita’ di Bologna) dall’A.A. 1984/85 fino a esaurimento del Corso (titolare del corso la Prof.ssa Maria Antonia Morelli);
ha partecipato alle commissioni degli esami dell’insegnamento di “Chimica” (Corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentarie della Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Universita’ di Bologna) dall’A.A. 1992/93 fino a esaurimento del Corso (titolare del corso il Prof.Giancarlo Fini);
ha svolto la funzione di “tutore” per gli A.A. 1994/95, 1995/96 e 1996/97 per gli studenti del Corso di “Chimica” (Corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentarie dell’Universita’ di Bologna);
ha partecipato alle commissioni degli esami dell’insegnamento di “Chimica e Propedeutica Biochimica” (Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia”, Vecchio Ordinamento) per gli A.A. 1984/85, 1986/87 e 1994/95 (titolare del corso il Prof.Alessandro Bertoluzza);
ha partecipato alle commissioni degli esami dell’insegnamento di “Chimica e Propedeutica Biochimica” (Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia”, Nuovo Ordinamento) per gli A.A.1992/93, 1993/94; 1994/95, 1995/95 e 1996/97 (titolare del corso il Prof.Alessandro Bertoluzza).
Attivita’ didattica frontale acquisita nel ruolo di ricercatore universitario
Si segnala che l’attività didattica è dall’anno accademico 2020/2021 rivolta a una popolazione studentesca annua di circa 800 unità e che il Dr.Vitaliano Tugnoli ha ricevuto e riceve giudizi altamente positivi dagli studenti (Rilevazione della qualità della didattica dalle opinioni degli studenti).
Si segnala che l’elevata qualità della didattica offerta dal Dr.Tugnoli è stata oggetto delle congratulazioni del Magnifico Rettore (in allegato: Lettera Magnifico Rettore).
L’attività didattica si riferisce alla partecipazione a vari corsi di insegnamento di materie inerenti il Settore Scientifico Disciplinare BIO/10 (Biochimica), impartiti presso vari Corsi di Laurea della Facolta’ di Medicina e Chirurgia (ora Scuola di Medicina e Chirurgia) dell’Universita’ degli Studi di Bologna.
In particolare il Dr.Tugnoli:
ha per l’A.A. 2019/2020, l’affidamento del modulo di insegnamento di Propedeutica Biochimica (Modulo B) (2CFU)(Corso integrato di Chimica e Biochimica Generale) per il Corso di Laurea di Medicina e Chirurgia (Scuola di Medicina e Chirurgia di Bologna);
ha per l’A.A. 2019/2020 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha per l’A.A. 2019/2020 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche”, nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha per l’A.A. 2019/2020 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Scuola Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2018/2019, l’affidamento del modulo di insegnamento di Propedeutica Biochimica (Modulo B) (2CFU)(Corso integrato di Chimica e Biochimica Generale) per il Corso di Laurea di Medicina e Chirurgia (Scuola di Medicina e Chirurgia di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2018/2019 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2018/2019 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche”, nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2017/2018, l’affidamento del modulo di insegnamento di Propedeutica Biochimica (Modulo B) (2CFU)(Corso integrato di Chimica e Biochimica Generale) per il Corso di Laurea di Medicina e Chirurgia (Scuola di Medicina e Chirurgia di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2017/2018 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2017/2018 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche”, nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2017/2018 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Scuola Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2016/2017, l’affidamento del modulo di insegnamento di Propedeutica Biochimica (Modulo B) (2CFU)(Corso integrato di Chimica e Biochimica Generale) per il Corso di Laurea di Medicina e Chirurgia (Scuola di Medicina e Chirurgia di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2016/2017 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2016/2017 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche”, nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2016/2017 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Scuola Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2016/2017 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (2CFU) (Corso Integrato di “Biochimica, Biologia e Genetica” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2015/2016 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2015/2016 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche”, nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2015/2016 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Scuola Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2015/2016 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (2CFU) (Corso Integrato di “Biochimica, Biologia e Genetica” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Scuola di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2014/2015, l’affidamento del modulo di insegnamento di Propedeutica Biochimica (Modulo B) (2CFU)(Corso integrato di Chimica e Biochimica Generale) per il Corso di Laurea di Medicina e Chirurgia (Scuola di Medicina e Chirurgia di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2014/2015 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2014/2015 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2014/2015 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2014/2015 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (2CFU) (Corso Integrato di “Biochimica, Biologia e Genetica” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2013/2014 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2013/2014 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2013/2014 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2013/2014 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (2CFU) (Corso Integrato di “Biochimica, Biologia e Genetica” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2012/2013 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2012/2013 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2012/2013 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2012/2013 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (2CFU) (Corso Integrato di “Biochimica, Biologia e Genetica” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2011/2012 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Facolta’ (ora Scuola) di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2011/2012 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (2CFU) (Corso Integrato di “Biochimica, Biologia e Genetica” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Facolta’ (ora Scuola) di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2011/2012 l’affidamento dell’insegnamento di “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ (ora Scuola) di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2011/2012 l’affidamento del modulo di insegnamento di “Biochimica” (Modulo 1) (2CFU) (Corso Integrato di “Scienze Biologiche” nuovo ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Facolta’ (ora Scuola) di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2010/2011 l’affidamento degli insegnamenti di “Chimica Propedeutica Biochimica” e “Biochimica” (4CFU) (Corso Integrato di “Biochimica” vecchio ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2010/2011 l’affidamento degli insegnamenti di “Propedeutica Biochimica” e “Chimica Biologica” (4CFU) (Corso Integrato di “Biochimica” vecchio ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2010/2011 l’affidamento degli insegnamenti di “Chimica Medica” e “Biochimica” (3CFU) (Corso Integrato di “Chimica Medica e Biochimica” vecchio ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per gli A.A. 2009/2010 e 2010/2011 l’affidamento dell’insegnamento di “Chimica e Biochimica” (1CFU) (Corso Integrato di “Biologia Applicata e Biochimica Generale” vecchio ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Ostetricia - Sede di Rimini (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2009/2010 l’affidamento degli insegnamenti “Chimica e Propedeutica Biochimica” e “Biochimica” (4CFU) (Corso Integrato di “Biochimica” vecchio ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto per l’A.A. 2009/2010 l’affidamento dell’insegnamento “Propedeutica Biochimica” (1CFU) (Corso Integrato di “Biochimica” vecchio ordinamento) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
per gli A.A. 2008/2009 e 2009/2010 ha svolto attività didattica nel corso Laboratorio di Biochimica (C1H) rivolto agli studenti del I anno del Corso di Laurea Medicina e Chirurgia (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna).
ha avuto ininterrottamente dall’A.A. 2000/2001 fino all’A.A. 2008/2009, l’affidamento dell’insegnamento di “Chimica e Propedeutica Biochimica” (1CFU)(Corso Integrato di “Biochimica”) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Rimini (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto ininterrottamente dall’A.A. 2001/2002 fino all’A.A. 2008/2009, l’affidamento dell’insegnamento di “Chimica e Propedeutica Biochimica” (2CFU) (Corso Integrato di “Chimica, Biochimica e Biologia”) per il Corso di Laurea triennale in Ortottista ed Assistente in Oftalmologia (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto ininterrottamente dall’A.A. 2001/2002 fino all’A.A. 2008/2009, l’affidamento dell’insegnamento di “Propedeutica Biochimica” (1CFU) (Corso Integrato di “Biochimica”) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Bologna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto ininterrottamente dall’A.A. 2001/2002 fino all’A.A. 2008/2009 l’affidamento dell’insegnamento di “Propedeutica Biochimica” (1CFU) (Corso Integrato di “Biochimica”) per il Corso di Laurea triennale in Infermieristica - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna);
ha avuto ininterrottamente dall’A.A. 2003/2004 all’A.A. 2009/2010 l’affidamento dell’insegnamento di “Chimica Medica” (1CFU)(Corso Integrato “Chimica Medica e Biochimica” per il Corso di Laurea triennale in Logopedia - Sede di Ravenna (Facolta’ di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna).
Attivita’ didattica innovativa (E-learning)
Si sottolinea che il Dr.Tugnoli, dall’A.A. 2007/2008 fino all’AA 2009/2010, nell’ambito dell’introduzione di nuove metodologie didattiche nella Facoltà di Medicina e Chirurgia, ha partecipato a una sperimentazione di blended E-learning riguardante il Corso Integrato di Biochimica (Propedeutica Biochimica, Chimica Biologica e Biochimica Sistematica Umana), del Corso di Laurea triennale in Infermieristica – sede di Ravenna (I anno, I semestre) e il Corso Integrato di Biochimica (Propedeutica Biochimica e Chimica biologica) del Corso di Laurea triennale in Infermieristica – sede di Rimini (I anno, I semestre).
Professore Aggregato
Per il periodo 21/11/2005 – 31/11/2020, in relazione all’affidamento di attività didattica di Propedeutica Biochimica e Biochimica in favori di vari corsi di laurea della Facoltà di Medicina e Chirurgia (ora Scuola di Medicina e Chirurgia), al Dr.Vitaliano Tugnoli è stato attribuito dall’Università degli Studi di Bologna il titolo di Professore Aggregato (ex art.1, comma 11 della Legge 230/2005). Il Dr.Tugnoli autocertifica il possesso di questo titolo che è valido e può essere rilasciato solo se, anno per anno, avendone i requisiti, il ricercatore ne fa richiesta all’Ufficio Didattico della Scuola di Medicina e Chirurgia.
Attività didattica nel Dottorato di Ricerca in Biochimica
Dall’A.A. 2002 fino al 2011 il Dr.Tugnoli e’ stato membro effettivo e Segretario del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in Biochimica (Università di Bologna) e ha svolto con continuità attività didattica nell’ambito dei corsi ufficiali del Dottorato stesso. In questo ambito istituzionale il Dr.Tugnoli ha curato, in qualità di Tutore, la formazione scientifica di vari dottorandi i quali, per la prima volta nell’ambito del Dottorato, hanno conseguito il titolo di Doctor Europaeus.
Si sottolinea che la Dr.ssa Righi Valeria, in seguito al lavoro scientifico svolto nell’ambito del Dottorato, ha vinto il 25 maggio 2009 il Premio “L’Oreal per le Donne e la Scienza. Tra centinaia di candidature pervenute da tutta Italia, la giuria ha individuato le cinque piu' meritevoli. Fra esse la dottoressa Valeria Righi, dottore di ricerca europeo in Biochimica, titolo conseguito sotto la guida del Dr. Vitaliano Tugnoli, nell’ambito dell’attività di ricerca compresa nel Dottorato di Ricerca in Biochimica.
Nell’anno 2011 il Dottorato di Biochimica, in seguito alle modificazioni della Legge Gelmini, si è accorpato con il Dottorato di Biotecnologie diventando Dottorato in Scienze Biochimiche e Biotecnologiche. Il Dr.Tugnoli fa quindi parte del Collegio dei Docenti del nuovo Dottorato.
Il Dr.Tugnoli è anche membro effettivo del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca in Scienze Biomediche e Neuromotorie.
5) Attività istituzionali, organizzative e di servizio all’Ateneo
Il Dr.Tugnoli:
