Annual Report Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica Università degli Studi Magna Græcia di Catanzaro

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1 Annual Report 2013 Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica Università degli Studi Magna Græcia di Catanzaro

2 Francesco Saverio Costanzo Terzo anno del DMSC, finalmente dotato di un logo, e terzo Annual Report. Lo stile, con qualche piccola modifica, rimane quello degli anni precedenti, con il nucleo centrale dedicato all elenco delle pubblicazioni 2013 dei membri del nostro Dipartimento ed all elenco delle attività seminariali (i DMSC seminars) e congressuali (i DMSC events). Le principali novità: quest anno abbiamo pensato di sostituire i contributi di carattere generale con la presentazione dei servizi di genomica, proteomica e microscopia confocale. Va chiarito che questi servizi non sono di esclusiva pertinenza del nostro Dipartimento; quello di genomica, ad esempio, è organizzato amministrativamente in un Centro Interdipartimentale di Servizi (CIS). Li presentiamo però nel nostro Annual Report, perché, pur essendo al servizio di tutti i ricercatori dell Ateneo sono coordinati e per la massima parte gestiti da ricercatori del DMSC. Le schede dei gruppi di ricerca, ormai presenti sul sito web, sono state sostituite con i parametri della valutazione dell ANVUR del nostro Dipartimento a cura di Giuseppe Viglietto. La valutazione, a mio giudizio lusinghiera, che il nostro Dipartimento ha ricevuto in sede nazionale è ovviamente dovuta all entusiasmo e all impegno costante del nostro personale docente e tecnico amministrativo. Un ultima nota: anche quest anno l Annual Report è a cura di Valter Agosti e Camillo Palmieri, sul frame informatico generato da Carlo Cosentino.

3 Esplorando le potenzialità della proteomica Dalla ricerca biochimica alla clinica Giovanni Cuda Lo scopo principale della proteomica è quello di caratterizzare, sia sotto l aspetto qualitativo che quantitativo, il contenuto proteico di una cellula, tessuto o fluido biologico, di determinare i partners di interazione proteina/proteina e di studiare le modificazioni proteiche post-traduzionali. Paragonata alla prima grande sfida omica globale, il sequenziamento del genoma umano, la proteomica pone sfide diverse e, sotto molti aspetti, ancora più avvincenti, poiché le proteine non sono amplificabili in laboratorio come il DNA. Inoltre, paragonata a quella degli acidi nucleici, la struttura primaria delle proteine è estremamente più complessa ed il loro intervallo di concentrazione in un campione biologico è molto ampio. Ciononostante, poiché le proteine sono di fatto i principali players nella chimica della vita, il loro studio su larga scala promette di essere particolarmente gratificante: la proteomica ha appena iniziato un viaggio durante il quale ci attendiamo numerosi ed importanti contributi alle scienze biomediche. Lo studio su larga scala di proteine in un campione biologico può essere fondamentalmente eseguito attraverso due tecniche complementari. La prima è l elettroforesi bidimensionale su gel (2DE), che separa la miscela proteica sulla base del punto isolelettrico e, nella seconda dimensione, sulla base della massa. Il secondo approccio gelfree è la cosiddetta proteomica bottom-up o shotgun. In questo caso, l analisi proteomica viene effettuata mediante digestione enzimatica della miscela proteica e successiva separazione dei peptidi ottenuti dopo digestione mediante cromatografia multidimensionale interfacciata a spettrometria di massa in tandem (MS/MS), la quale è capace di determinare la sequenza completa di polipetidi di circa aminoacidi.

4 Benchè l approccio bottom-up non sia in grado di fornire informazioni su isoforme proteiche intatte ottenibili invece mediante 2DE questa tecnologia è più veloce, più sensibile in termini di prodotti genici indentificati, e più facilmente automatizzabile. Il laboratorio di Proteomica e Spettrometria di Massa del Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica è stato fondato nel E equipaggiato con tecnologie allo stato dell arte per l analisi proteomica sia mediante l approccio 2DE che quello shotgun. Gli strumenti comprendono un sistema di elettroforesi differenziale su gel (DIGE) per l analisi 2DE, un sistema tradizionale di elettroforesi bidimensionale e due spettrometri di massa Thermo Q- Exactive. Negli ultimi nove anni, ha acquisito un grado notevole di conoscenza e di esperienza in applicazioni quali l analisi proteomica di fluidi biologici, prevalentemente plasma/siero, la caratterizzazione di modificazioni post-traduzionali su proteine separate mediante elettroforesi su gel e lo studio di interazioni proteina/proteina. Oltre a condurre progetti di ricerca indipendenti, ha fornito il proprio contributo a diversi progetti collaborativi con altri gruppi e laboratori, localizzati sia all interno dell Ateneo Magna Graecia che in altre istituzioni di ricerca. Pur avendo sinora avuto come obiettivo la ricerca biomedica di base, il laboratorio si pone attualmente l ambizioso scopo di integrare le tecnologie proteomiche con la ricerca clinica e, possibilmente, con l analisi clinica di routine su specifici ambiti applicativi. Per raggiungere questo obiettivo, siamo in fase di upgrading della nostra tecnologia, al fine di ottenere maggiore sensibilità e processività di analisi. è disponibile a nuove collaborazioni o a fornire un service per partners accademici e industriali. Possiamo offrire: Identificazione di proteine separate mediante elettroforesi su gel; Caratterizzazione di complessi proteici mediante nano LC-MS/MS attraverso l approccio shotgun ; Analisi proteomics di fluidi biologici mediante 2DE.

5 Labotarori di Proteomica

6 Analisi proteomica in pazienti affetti da Malattia di Ménière Giuseppe Chiarella La Malattia di Meniere (MD) è una patologia dell'orecchio interno caratterizzata da un esordio insidioso e da sintomi aspecifici, quali vertigine, ipoacusia e acufene che possono diventare molto invalidanti. L'idrope endolinfatico è la condizione anatomopatologica comune in questi pazienti ma il meccanismo fisiopatologico è ancora poco conosciuto. In questo studio, abbiamo utilizzato un approccio basato sulla proteomica allo scopo di identificare potenziali biomarkers della malattia. A questo scopo è stata estratta la componente plasmatica dal sangue di 16 individui affetti da MD e confrontata con un campione di soggetti normali. E' stata preventivamente effettuata una deplezione delle proteine maggiormente rappresentate (albumina, IgG, transferrina, etc) allo scopo di aumentare l'individuabilità delle meno rappresentate, riducendo inoltre il rumore di fondo. L'elettroforesi bidimensionale, la digestione triptica in gel degli spots selezionati e la successiva analisi LC/MS/MS ha consentito l'identificazione di un set di proteine la cui espressione appare differentemente modulata nei pazienti MD rispetto ai controlli. In particolare, nei soggetti MD, fattore del complemento H e B, catene alfa e gamma del fibrinogeno, beta-actina e fattore pigmentale derivato da epitelio sono iper-espressi; invece i livelli di beta2 glicoproteina-i, proteina legante alla vitamina D ed apolipoproteina 1 sono significativamente ridotti. Nonostante siano dati preliminari e non necessariamente collegati direttamente alla patogenesi molecolare della malattia, i nostri risultati suggeriscono che una "firma" molecolare, rappresentata dal profilo proteico plasmatico appena descritto potrebbe rappresentare un potenziale strumento innovativo per una diagnosi precoce di MD.

7 2D gels dei pazienti affetti e dei controlli. Analisi densitometrica

8 Centro di Servizio Interdipartimentale (CIS) Genomica funzionale e Patologia Molecolare, MOLMED-LAB Giuseppe Viglietto Il Centro di Servizio Interdipartimentale denominato GENOMICA FUNZIONALE E PATOLOGIA MOLECOLARE, MOLMED-LAB (di seguito semplicemente CIS), è stato istituito, ai sensi dell art. 13 dello Statuto di Ateneo, con Decreto Rettorale n 435 del 31/05/2012. Al fine di realizzare le proprie finalità istituzionali, il Centro si avvale delle strutture e attrezzature localizzate in 3 laboratori di 72 mq situati al 5 livello dell Edificio G del Campus Universitario di Germaneto, Università Magna Graecia di Catanzaro. Il Centro sarà, altresì, dotato di attrezzature previste nell ambito del finanziamento MIUR di cui al progetto PONa3_00435 denominato e del finanziamento regionale di cui al progetto per la costituzione del Polo di Innovazione per le Tecnologie della Salute- BioTecnoMed. Il CIS è un istituzione a carattere scientifico e di ricerca avente il compito di assicurare servizi di particolare complessità e d interesse generale per i Dipartimenti, le Scuole, le strutture amministrative, e di gestire e utilizzare strumentazione comune. In particolare, le finalità del CIS sono le seguenti: a) Promuovere lo sviluppo della ricerca e la diffusione dei suoi risultati nel mondo accademico e in Enti di ricerca pubblici e privati; b) Promuovere I integrazione dell'attività di ricerca favorendo la collaborazione tra Dipartimenti dell'ateneo, tra questi e altre Università o Enti di Ricerca pubblici e privati e con il mondo imprenditoriale; c) Fornire specifici servizi a Enti pubblici e privati che ne facciano richiesta secondo modalità stabilite da apposite convenzioni; d) Contribuire alla formazione di personale altamente specializzato nell'uso di particolari attrezzature scientifiche e nell'applicazione di nuove tecnologie; e) Promuovere l'innovazione tecnologica nel settore biomedico. Il CIS può anche svolgere attività per conto di committenti pubblici o privati, aventi natura commerciale verso pagamento di un corrispettivo (per le quali è prevista emissione di fattura), quali ad esempio:

9 - prestazioni di ricerca pura o applicata fatta in base a contratti o convenzioni; - prestazioni di consulenza concernenti studi a carattere monografico, progettazione e realizzazione di prodotti multimediali, formulazione di pareri su problemi tecnici o scientifici e attività progettuali; - prestazioni di didattica concernenti la progettazione, organizzazione ed esecuzione di corsi, seminari, cicli di conferenze, la predisposizione di materiale didattico anche multimediale e ogni altra attività che abbia per oggetto la didattica, non rientrante nei compiti istituzionali dell'università; - analisi, prove e tarature, incluse quelle che prevedono una certificazione ufficiale dei risultati di esperienze e misure effettuate su materiali, apparecchi, manufatti e strutture, anche senza la formulazione di specifici pareri; nonché la realizzazione di apparecchiature; - cessione di risultati di ricerca, quale trasferimento di risultati già acquisiti di uno studio o di una ricerca. Il CIS è organizzato nelle seguenti piattaforme di genomica funzionale ognuna delle quali diretta da un Responsabile di settore che opera d intesa e sotto la guida del Coordinatore: 1. Piattaforma di Next generation Sequencing e genomica funzionale per analisi genomica e trascrittomica, sequenziamento ultramassivo del DNA, analisi dell'espressione genica globale e tipizzazione genetica; 2. Piattaforma di proteomica per identificazione e validazione di biomarcatori da tessuti e fluidi biologici; 3. Piattaforma di patologia molecolare in grado di fornire un'adeguata caratterizzazione morfologica e immunofenotipica di cellule e tessuti; 4. Piattaforrna di citofluorimetria; 5. Centro di calcolo in grado di gestire i dati provenienti dall'analisi genomica e patologica. Piattaforma di Next Generation Sequencing - NGS e Genomica Funzionale La piattaforma di NGS e Genomica Funzionale del CIS applica e sviluppa strategie in ambito genomico per progetti specifici ed è in grado di offrire competenze tecniche e metodologiche per far fronte alle specifiche esigenze dei ricercatori. Le tecnologie disponibili sono in grado quindi di offrire servizi di sequenziamento massivo e parallelo degli acidi nucleici (DNA ed RNA) e servizi di bioinformatica per studi strutturali e funzionali dei genomi sia in ambito accademico che industriale.

10 - prestazioni di ricerca pura o applicata fatta in base a contratti o convenzioni; - prestazioni di consulenza concernenti studi a carattere monografico, progettazione e realizzazione di prodotti multimediali, formulazione di pareri su problemi tecnici o scientifici e attività progettuali; - prestazioni di didattica concernenti la progettazione, organizzazione ed esecuzione di corsi, seminari, cicli di conferenze, la predisposizione di materiale didattico anche multimediale e ogni altra attività che abbia per oggetto la didattica, non rientrante nei compiti istituzionali dell'università; - analisi, prove e tarature, incluse quelle che prevedono una certificazione ufficiale dei risultati di esperienze e misure effettuate su materiali, apparecchi, manufatti e strutture, anche senza la formulazione di specifici pareri; nonché la realizzazione di apparecchiature; - cessione di risultati di ricerca, quale trasferimento di risultati già acquisiti di uno studio o di una ricerca. Il CIS è organizzato nelle seguenti piattaforme di genomica funzionale ognuna delle quali diretta da un Responsabile di settore che opera d intesa e sotto la guida del Coordinatore: 6. Piattaforma di Next generation Sequencing e genomica funzionale per analisi genomica e trascrittomica, sequenziamento ultramassivo del DNA, analisi dell'espressione genica globale e tipizzazione genetica; 7. Piattaforma di proteomica per identificazione e validazione di biomarcatori da tessuti e fluidi biologici; 8. Piattaforma di patologia molecolare in grado di fornire un'adeguata caratterizzazione morfologica e immunofenotipica di cellule e tessuti; 9. Piattaforrna di citofluorimetria; 10. Centro di calcolo in grado di gestire i dati provenienti dall'analisi genomica e patologica. Piattaforma di Next Generation Sequencing - NGS e Genomica Funzionale La piattaforma di NGS e Genomica Funzionale del CIS applica e sviluppa strategie in ambito genomico per progetti specifici ed è in grado di offrire competenze tecniche e metodologiche per far fronte alle specifiche esigenze dei ricercatori. Le tecnologie disponibili sono in grado quindi di offrire servizi di sequenziamento massivo e parallelo degli acidi nucleici (DNA ed RNA) e servizi di bioinformatica per studi strutturali e funzionali dei genomi sia in ambito accademico che industriale.

11 La piattaforma di NGS e genomica funzionale, tramite l utilizzo dei sequenziatori e con un adeguato supporto informatico, è in grado di supportare: Progetti di sequenziamento di DNA: - Human exome sequencing sequenziamento dell esoma umano: preparazione librerie, sequenziamento su Illumina MiSeq, Analisi bioinformatica (chiamata basi, annotazione e predizione funzionale di Sequence Variants quali SNPs e DIPs); - Custom sequencing sequenziamento di regioni mirate: Le librerie possono essere preparate su regioni specifiche di interesse ( pannelli custom ). La tecnologia di arricchimento viene concordata in base alle specifiche di progetto, alla dimensione del pannello ed alla qualità del design ottenuto; - Single cell sequencing - sequenziamento del DNA proveniente da singole cellule recuperate mediante technologie Veridex LLC Johnson & Johnson e DepArray. Progetti di sequenziamento di RNA: - Total RNA sequencing RNA-seq sequenziamento dell RNA totale; - Small RNA sequencing sequenziamento di mirna, lcrna ed altre classi di piccoli RNA.

12 Le nuove tecniche di sequenziamento high-throughput degli acidi nucleici e l enorme quantità di dati prodotta ha reso necessarie conoscenze matematiche, statistiche e computazionali per l analisi, l interpretazione e lo storage dei dati provenienti da esperimenti NGS (Next generation sequencing). Per far fronte a questo, il Centro Interdipartimentale di Servizi, è equipaggiato del CIS con avanzate infrastrutture informatiche e fornisce una serie di servizi specializzati di biologia computazionale per far fronte a complessi problemi di analisi biologiche e dati per le università, aziende biotecnologiche, istituti di ricerca pubblici e privati e cliniche diagnostiche: - Infrastruttura per il calcolo ad alte prestazioni: L'infrastruttura, basata su sistemi BLADE, è in grado di offrire risorse computazionali e di storage insieme a software di virtualizzazione e software di gestione per il calcolo HCP (High Performance Computing), che consentono di ottenere alti livelli di controllo e personalizzazione, e di consolidare le risorse diminuendo i tempi di inattività. Il sistema comprende 3 server HCP con ognuno n 2 processori Intel E core e 16 Threads con memoria RAM da 256 GB, e 3 Server di supporto all HPC composti rispettivamente da n 2 processori Intel E core e 12 Threads, con memoria RAM da 64 GB. La piattaforma, inoltre, consente di poter ospitare dati per un impegno stimato di circa 140TB. L infrastruttura informatica utilizza strumenti software commerciali come Gene Spring NGS e strumenti open source basati su applicazioni BioPerl, BioPyton ed R/Bioconductor. I servizi che quindi la piattaforma di NGS e genomica funzionale è in grado di fornire sono:

13 Assistenza e consulenza per la progettazione di disegni sperimentali Analisi funzionali automatizzate di dati high-throughput (RNA-seq, DNA-seq, Methyl-seq, etc.) Analisi di espressione differenziale di geni e trascritti Analisi di Pathway Regolazione in Trascription Factor Activities e Analisi di Network Integrazione dei dati in database pubblici come TCGA, GEO o Array Express Identificazione di variazioni genomiche strutturali,cnv, SNPs, etc. Identificatione di biomarker attraverso data mining su larga scala e correlazione con dati clinici (survival, stadio, etc.) Piattaforma di Patologia Molecolare La Piattaforma di Patologia Molecolare offre analisi istologiche, immunoistochimiche, FISH e un sistema di patologia digitale. La piattaforma risulta anche attrezzata per effettuare le biopsie liquide tramite tecnologia Veridex LLC (Johnson e Johnson) e DepArray. Tecnologia Veridex LLC Johnson & Johnson La tecnologia Tecnologia Veridex LLC Johnson & Johnson è in grado di identificare ed enumerare le cellule le cellule tumorali circolanti ( CTCs ) e cellule endoteliali da sangueperiferico. Il sistema Veridex ha validazione FDA e certificazione IVD in particolare per utilizzo diagnostico per l enumerazione e l isolamento di CTC da: - Carcinoma della mammella - Carcinoma della prostata - Carcinoma del colon retto 1 2 (1) Veridex LLC Johnson & Johnson Autosampler; (2) Veridex LLC Johnson & Johnson Analyzer.

14 2 Tecnologia DepArray Il sistema DepArray è l unico strumento automatizzato in grado di identificare, quantificare e recuperare singole cellule rare, o gruppi di cellule, partendo da campioni fissati o cellule vive garantendo una purezza del 100%. La tecnologia DepArray permette identificare cellule tumorale circolanti (CTC) e può essere utilizzata in diagnosi prenatale e per indagini immunologiche. Tecnologia DepArray: (1) Stistema DepArray; (2) schema del sistema dielettroforetico con elettrodi controllabili; (3) sezione della scheda a microcrofluidica. Oltre queste tecnologie d avanguardia, i sistemi che corredano e che sono in grado di supportare la ricerca presso la piattaforma di patologia molecolare sono: Sistema integrato di processazione tissutale; Scanner per patologia digitale e Carotatore; Microdissettore laser; Strumentazione per analisi di FISH. Piattaforma di Citometria a flusso (CFM) La Facility è attrezzata per l analisi cellulare mediante l utilizzo del citofluorimetro FACSCanto II(BD), Accuri (BD) ed inoltre si avvale dell utilizzo del FACSAriaIII (BD). Quest ultimo può supportare fino a 6 laser consentendo di misurare fino a 18 colori contemporaneamente. Tale strumento oltre ad essere un raffinato analizzatore permette anche di separare e recuperare qualsiasi tipologia di sottopopolazione cellulare.

15 Le sue principali applicazioni sono: Immunofenotipizzazione e valutazione degli stadi di differenziamento Quantificazione dell apoptosi di tipo mono-parametrico con PI o bi-parametrica con AnnexinV/PI o 7-AAD Analisi del ciclo cellulare mono-parametrica con PI o bi-parametrica con BrdU- FITC/PI Sorting mono- o multi-parametrico.

16 Microscopia Confocale Camillo Palmieri Negli ultimi decenni l evoluzione della microscopia ottica in fluorescenza con l introduzione della Microscopia Confocale a Scansione Laser, ha contribuito notevolmente all incremento delle conoscenze in campo biomedico, riuscendo a conciliare i due approcci antitetici con cui, sin dagli albori della biologia cellulare, i ricercatori cercano di comprendere i processi cellulari: da una parte l approccio riduzionistico dei biochimici, in grado di presentare una descrizione estremamente dettagliata delle singole parti del sistema (proteine, acidi nucleici, e altre biomolecole) in un contesto, tuttavia, diverso dall ambiente cellulare; dall altra, l approccio olistico della microscopia tradizionale, che offre una descrizione qualitativa del comportamento della cellula, ma che è incapace di fornire delle misure quantitative utili a una comprensione più esaustiva dei processi cellulari. La Microscopia Confocale consente di osservare poche componenti, molto spesso proteine rese fluorescenti, mediante una analisi tridimensionale di cellule e tessuti e, contemporaneamente, di poter effettuare misure di parametri chimico-fisici che ne spiegano il loro comportamento. Lo sviluppo tecnologico ha poi portato all estensione numero di dimensioni osservabili, creando dapprima uno spazio quadridimensionale (microscopia 4D: xyzt) attraverso un analisi spaziale ripetuta nel tempo, per poi aggiungere una nuova dimensione attraverso la caratterizzazione spettrale dei segnali luminosi provenienti dai campioni in studio (microscopia 5D: xyztλ). Sin dal 2001, l unità di microscopia confocale rappresenta un punto di riferimento importante per la maggior parte dei gruppi di ricerca che afferiscono ai tre Dipartimenti biomedici del nostro Ateneo. Essa è dotata di un microscopio confocale invertito (Leica SP2), con tre canali a fluorescenza e un canale a luce trasmessa, governato da un software (Leica TCSP2 Software) dotato di tools dedicati ad applicazioni specifiche quali FRAP, FRET. Il sistema è dotato di una camera d incubazione per cellule eucariotiche che permette di eseguire esperimenti di live imaging.

17 Nel corso degli anni molti gruppi di ricerca hanno trovato nella microscopia confocale un valore aggiunto alla qualità della propria ricerca; alcuni gruppi, peraltro, hanno investito risorse e progettualità nella microscopia confocale, dotando il proprio laboratorio di un ampia gamma di reagenti, sonde ricombinanti e vettori di espressioni per proteine di fusione fluorescenti, disponibili alle necessità dei vari gruppi di ricerca. A mio avviso, rimangono ancora poco sfruttate le grandi potenzialità che questa tecnologia è in grado di offrire. Ad esempio, un aspetto biologico estremamente adatto per essere studiato con la microscopia confocale è quello di definire il repertorio di interazioni che una particolare proteina può stabilire all interno della cellula: due proteine sono fisicamente associate all interno della cellula? Quanto è stabile la loro associazione? Subiscono cambiamenti di conformazione? Questi aspetti possono essere indagati mediante misure di fluorescence resonance Energy transfer (FRET) in microscopia confocale. Un altro approccio che è in grado di fornire informazioni sulle proprietà cinetiche delle molecole è quello della FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleanching, ovvero recupero della fluorescenza dopo sbiancamento ). Gli esperimenti FRAP forniscono molte informazioni quantitative, come la frazione di proteine mobili, M f, e la costante di diffusione. Un ultimo aspetto da citare è quello della foto-attivazione: la rapida conversione di una molecola non fluorescente in uno stato fluorescente, realizzata mediante l utilizzo di una radiazione luminosa ad alta intensità. Recentemente è stato sviluppato un mutante foto-attivabile della Green Fluorescent Protein (PA-GFP) che aumenta l emissione di fluorescenza di circa 100 volte in seguito ad un breve stimolo con una radiazione a 400 nm. Dopo aver prodotto una proteina di fusione tra la proteina da studiare e PA-GFP, il ricercatore sarà in grado di accendere una piccola frazione della proteina in una regione della cellula e di registrarne lo spostamento nel tempo. Il punto da sottolineare è che l accensione della proteina non ne disturba la chimica e non altera l equilibrio della cellula. E possibile, quindi, registrare dei movimenti e misurare parametri cinetici all equilibrio.

18 Mappa dell interazione tra FOXO e HMGA1 nel nucleo di cellule eucariotiche in un tipico esperimento di FRET in microscopia confocale.

19 Pubblicazioni dei docenti del DMSC nel lavori pubblicati 17 lavori sottomessi o in revisione 135 articoli con Impact Factor Impact Factor totale = Impact Factor medio = contributi in volume Lavori Pubblicati 1. Accardo A., L. Tirinato, D. Altamura, T. Sibillano, C. Giannini, C. Riekel and Di Fabrizio E., Superhydrophobic surfaces allow probing of exosome self organization using X-ray scattering. Nanoscale 5, Alabastri A., A. Toma, C. Liberale, M. Chirumamilla, A. Giugni, F. De Angelis, Das G., Di Fabrizio E., and R. P. Zaccaria, Interplay between electric and magnetic effect in adiabatic polaritonic systems. Optics express 21, Agnelli L, Tassone P, Neri A. Molecular profiling of multiple myeloma: from gene expression analysis to next-generation sequencing. Expert Opin Biol Ther Jun;13 Suppl 1:S doi: / Epub 2013 Apr Amato F., D. Colacino, Cosentino C., Merola A., Invariant Sets and Guaranteed Cost Control of Nonlinear Quadratic Systems. 21st Mediterranean Conference on Control and Automation, Platanias- Chania, Crete, Greece, June 25-28, Amato F., D. Colacino, Cosentino C., Merola A., Robust Control of Quadratic Systems with Norm Bounded Uncertainties. 21st Mediterranean Conference on Control and Automation, Platanias-Chania, Crete, Greece, June 25-28, Amato F., D. Colacino, Cosentino C., Merola A. Robust and Optimal Tracking Control for Manipulator Arm Driven by Pneumatic Muscle Actuators. IEEE International Conference on Mechatronics, Vicenza (Italy), February 27-March Amato F., Bifulco P., Cesarelli M., Colacino D., Cosentino C., Fratini A., Merola A., and M. Romano. A Lumped Parameter Model for the Analysis of the Motion of the Muscles of the Lower Limbs under Whole- Body Vibration. 13th IEEE International Conference on BioInformatics and BioEngineering 2013, Platanias-Chania, Crete, Greece, November 10-13, 2013.

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30 112. Osaki H., Walf-Vorderwülbecke V., Mangolini M., Zhao L., Horton S.J., Morrone G., Schuringa J.J., De Boer J., Williams O. The AAA+ ATPase RUVBL2 is a critical mediator of MLL-AF9 oncogenesis. Leukemia, 27: Paduano F, Dattilo V, Narciso D, Bilotta A, Gaudio E, Menniti M, Agosti V, Palmieri C, Perrotti N, Fusco A, Trapasso F, Iuliano R. Protein-tyrosine phosphatase PTPRJ is negatively regulated by microrna-328. THE FEBS JOURNAL, vol. 280, p , ISSN: X, doi: /j x 114. Palma G, Barbieri A, Bimonte S, Palla M, Zappavigna S, Caraglia M, Ascierto PA, Ciliberto G., Arra C. Interleukin 18: Friend or foe in cancer. Biochim Biophys Acta Oct 8;1836(2): Palomba S, Oppedisano R, Falbo A, Torella M, Maiorana A, Materazzo C, Tolino A, Mastrantonio P, La Sala GB, Alio L, Colacurci N, Zullo F. Singleincision mini-slings versus retropubic tension free vaginal tapes: a multicenter clinical trial.j Minim Invasive Gynecol Oct 19. doi:pii: S (13) /j.jmig [Epub ahead of print] 116. Palomba S, Russo T, Falbo A, Di Cello A, Tolino A, Tucci L, La Sala GB, Zullo F. Macroscopic and microscopic findings of the placenta in women with polycystic ovary syndrome. Hum Reprod Oct;28(10): doi: /humrep/det250. Epub 2013 Jun 11. PMID: Panaro S., A. Toma, R. Proietti Zaccaria, M. Chirumamilla, A. Saeed, L. Razzari, G. Das, C. Liberale, F. De Angelis and Di Fabrizio E., Design and Top- Down Fabrication of metallic L-shape Gap Nanoantennas supporting Plasmon- Polariton Modes. Microelectronic Engineering 111, 91 (2013) Passamonti L., Salsone M., Toschi N., Cerasa A., Giannelli M., Chiriaco C., Cascini G. L., Francesco Fera, Aldo Quattrone. Dopamine Transporter levels drive striatal responses to Apomorphine in Parkinson s disease. Brain and Behavior May;3(3): Peroni M, Spadea M.F., Riboldi M, Falcone S, Vaccaro C, Sharp GC, Baroni G. Validation of automatic contour propagation for 4D treatment planning using multiple metrics. Technol Cancer Res Treat June 6 Epub ahead of print 120. Perozziello G., Catalano R., Francardi M., Rondanina E., Pardeo F., Angelis F. D., Malara N., Candeloro P., Morrone G. and Di Fabrizio E., A microfluidic device integrating plasmonic nanodevices for Raman spectroscopy analysis on trapped single living cells. Microelectronic Engineering 111, 314 (2013) Perozziello G., Simone G., Malara N., La Rocca R., Tallerico R., Catalano R., F. Pardeo, Candeloro P., Cuda G.., E. Carbone and Di Fabrizio E., Microfluidic biofunctionalisation protocols to form multivalent interactions for cell rolling and phenotype modification investigations. Electrophoresis 34, 1845 (2013).

31 122. Perozziello G., Catalano R., Francardi M., Rondanina E., Pardeo F., Angelis F. D., Malara N., Candeloro P., Morrone G. and Di Fabrizio E., A microfluidic device integrating plasmonic nanodevices for Raman spectroscopy analysis on trapped single living cells. Microelectronic Engineering 111, 314 (2013) Perozziello G., Simone G., Malara N., La Rocca R., Tallerico R., Catalano R., Pardeo F., Candeloro P., Cuda G., Carbone E. and Di Fabrizio E., Microfluidic biofunctionalisation protocols to form multivalent interactions for cell rolling and phenotype modification investigations. Electrophoresis 34, 1845 (2013) Perozziello, G., Catalano, R., Francardi, M., Rondanina, E., Pardeo, F., Angelis, F.D., Malara, N., Candeloro P., Morrone G, Di Fabrizio E. A microfluidic device integrating plasmonic nanodevices for Raman spectroscopy analysis on trapped single living cells. Microelectronic Engineering 111: Pisapia L, Cicatiello V, Barba P, Malanga D, Maffei A, Hamilton RS, Del Pozzo G. Co-regulated expression of alpha and beta mrnas encoding HLA- DR surface heterodimers is mediated by the MHCII RNA operon. Nucleic Acids Res Apr 1;41(6): Rapsomaniki M., Chiarella G., Mascaro I, Ceravolo F, Cassandro E, Strisciuglio P, Concolino D. GAPO syndrome associated with vestibular dysfunction and hearing loss. American Journal Of Medical Genetics. Part A (Online), vol. 161A, p , ISSN: , doi: /ajmg.a Razzari L., A. Toma, M. Clerici, M. Shalaby, Das G., Liberale C., Chirumamilla M., Zaccaria R. P., De Angelis F., Peccianti M., Morandotti R. and Di Fabrizio E., Terahertz Dipole Nanoantenna Arrays: Resonance Characteristics. Plasmonics, 1 (2013) Rechichi M, Daya S, Scorcia V, Meduri A, Scorcia G. Epithelialdisruption collagen crosslinking for keratoconus: one-year results. J Cataract Refract Surg Aug;39(8): Ricci A, Cherubini E, Scozzi D, Pietrangeli V, Tabbì L, Raffa S, Leone L, Visco V, Torrisi MR, Bruno P, Mancini R, Ciliberto G., Terzano C, Mariotta S. Decreased expression of autophagic beclin 1 protein in idiopathic pulmonary fibrosis fibroblasts. J Cell Physiol Jul;228(7): Ricci A, De Vitis C, Noto A, Fattore L, Mariotta S, Cherubini E, Roscilli G, Liguori G, Scognamiglio G, Rocco G, Botti G, Giarnieri E, Giovagnoli MR, De Toma G, Ciliberto G., Mancini R. TrkB is responsible for EMT transition in malignant pleural effusions derived cultures from adenocarcinoma of the lung. Cell Cycle Jun 1;12(11): Ronchetti D, Mosca L, Cutrona G, Tuana G, Gentile M, Fabris S, Agnelli L, Ciceri G, Matis S, Massucco C, Colombo M, Reverberi D, Recchia AG, Bossio S, Negrini M, Tassone P, Morabito F, Ferrarini M, Neri A. Small nucleolar RNAs as new biomarkers in chronic lymphocytic leukemia. BMC Med Genomics Sep 3;6:27. doi: /

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33 143. Seco J, Oumano M, Depauw N, Dias MF, Teixeira RP and Spadea M.F. Characterizing the modulation transfer function (MTF) of proton/carbon radiography using Monte Carlo simulations, Med Phys Sep;40(9): Serra R., Gallelli L., Buffone G., Molinari V, Stillitano D.M., Palmieri C., de Franciscis S. (2013). Doxycycline speeds up healing of chronic venous ulcers. International Wound Journal, ISSN: , doi: /iwj Signorelli F, Gory B, Turjman F. Temporary Solitaire Stent-Assisted Coiling: A Technique for the Treatment of Acutely Ruptured Wide-Necked Intracranial Aneurysms AJNR, American Journal of Neuroradiology R Signorelli F, Mahla K, Turjman F. Endovascular treatment of two concomitant causes of pulsatile tinnitus: sigmoid sinus stenosis and ipsilateral jugular bulb diverticulum. Case report and literature review. Acta Neurochir (Wien) Jan;154(1): doi: /s Signorelli F., Scholtes F., Bojanowski M.W. Very small intracranial aneurysms: Clip or coil. Neurochirurgie Apr-Jun;58(2-3): doi: /j.neuchi *Signorelli F. Functional Brain Mapping and the Endeavor to Understand the Working Brain, book edited by Francesco Signorelli and Domenico Chirchiglia, ISBN , Published: June 19, 2013 under CC BY 3.0 license 149. *Signorelli F. and Francis Turjman. Endovascular Treatment of Spinal Vascular Malformations in «Neurosurgery Tricks of the Trade», Thieme Medical Piblishers December 2013 ISBN: ISBN-13: *Signorelli F. and Bojanowski M. Tentorial meningiomas in «Neurosurgery Tricks of the Trade», Thieme Medical Piblishers December 2013 ISBN: ISBN-13: *Signorelli F., Chirchiglia D., Maduri R., Barbagallo G. and Guyotat J. Surgical Resection of Tumors Infiltrating Left Insula and Perisylvian Opercula in Functional Brain Mapping and the Endeavor to Understand the Working Brain 152. Simone G., Malara N., Trunzo V., Perozziello G., Neuzil P., Francardi M., Roveda L., Renne M., Prati U., Mollace V., Manz A. and Di Fabrizio E., Protein- Carbohydrate Complex Reveals Circulating Metastatic Cells in a Microfluidic Assay. Small 9, 2152 (2013) Spadea M.F., Verburg J., Baroni G., Seco J. Dosimetric assessment of a novel metal artifact reduction method in CT images. J Appl Clin Med Phys Jan 7;14(1) 154. Spina R., Filocamo G., Iaccino E., Scicchitano S., Lupia M., Chiarella E., Mega T., Bernaudo F., Pelaggi D., Mesuraca M., Pazzaglia S., Bar E.E., Bond H.M., Eberhart CG, Steinkuhler C, Morrone G. Critical role of zinc finger protein 521 in the control of growth and tumourigenicity of human medulloblastoma cells. Oncotarget 4: ,

34 155. Squadrito F, Marini H, Bitto A, Altavilla D, Polito F, Adamo EB, D'Anna R, Arcoraci V, Burnett BP, Minutoli L, Di Benedetto A, Di Vieste G, Cucinotta D, de Gregorio C, Russo S, Corrado F, Saitta A, Irace C., Corrao S, Licata G. Genistein in the metabolic syndrome: results of a randomized clinical trial. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, vol. 98, p Staropoli N., Ciliberto D., Botta C., Fiorillo L., Gualtieri S., Salvino A., Tassone P, Tagliaferri P. A retrospective analysis of pegylated liposomal doxorubicin in ovarian cancer: do we still need it? J Ovarian Res Feb 6;6(1): Tallerico R, Todaro M, Di Franco S, Maccalli C, Garofalo C, Sottile R, Palmieri C., Tirinato L, Pangigadde PN, La Rocca R, Mandelboim O, Stassi G, Di Fabrizio E, Parmiani G, Moretta A, Dieli F, Kärre K, Carbone E. Human NK cells selective targeting of colon cancer-initiating cells: a role for natural cytotoxicity receptors and MHC class I molecules. Journal of Immunology, vol. 190, p Todoerti K, Agnelli L, Fabris S, Lionetti M, Tuana G, Mosca L, Lombardi L, Grieco V, Bianchino G, D'Auria F, Statuto T, Mazzoccoli C, De Luca L, Petrucci MT, Morabito F, Offidani M, Di Raimondo F, Falcone A, Omede' P, Tassone P, Boccadoro M, Palumbo A, Neri A, Musto P. Transcriptional characterization of a prospective series of primary plasma cell leukemia revealed signatures associated with tumor progression and poorer outcome. Clin Cancer Res Jun 15;19(12): V. Cuccurullo, Faggiano A., Scialpi M., Cascini G.L., Piunno A., Catalano O., Colao A., Mansi L.. Questions & Answers : What can be said by Diagnostic Imaging in neuroendocrine tumors? Minerva Endocrinol Dec;37(4): van den Boom V, Rozeveld-Geugien M, Bonardi F, Malanga D, van Gosliga D, Heijink AM, Viglietto G., Morrone G, Fusetti F, Vellenga E, Schuringa J.J. Non-redundant and locus-specific gene repression functions of PRC1 paralog family members in human hematopoietic stem/progenitor cells. Blood 121: Venneri E. La ragionevolezza interpretativa della pianificazione sociale: il valore della riflessività, in STUDI DI SOCIOLOGIA, Anno , Milano, Vita e Pensiero Vinciguerra P, Rechichi M, Rosetta P, Romano MR, Mastropasqua L, Scorcia V., Azzolini C, Vinciguerra R. High Fluence Iontophoretic Corneal Collagen Cross-linking: In Vivo OCT Imaging of Riboflavin Penetration. J Refract Surg Jun;29(6): Vizza P., Tradigo G., Messina D., Cascini G.L., Veltri P.. Methodologies for the analysis and classification of PET neuroimages. Network Modeling Analysis in Health Informatics and Bioinformatics June 2013.

35 Lavori sottomessi 1. Chiarella G., Di Domenico M, Petrolo C, Saccomanno M, Rothenberger R, Giordano A, Costanzo F, Cassandro E, Cuda G. A proteomicsdriven assay defines specific plasma protein signatures in different stages of Ménière s disease. Journal of cellular Biochemistry - Submitted 2. Chiarella G., Tognini S, Sieli R, Fattori B, Nacci A, Costante G, Petrolo C, Mancini V, Guzzi PH, Cassandro E, Monzani F, Russo D. Vestibular dysfunction in euthyroid patients with Hashimoto s thyroiditis. Thyroid - submitted 3. Cassandro E., Cavaliere M., Cassandro C., Sequino G., Scarpa A., Chiarella G., Iemma M. Hyaluronan in the treatment of chronic rhinosinusitis with nasal polyposis without sinus surgery. Acta otol italica - Submitted. 4. Di Martino M.T, Gullà A, Gallo Cantafio M.E., Altomare E., Amodio N., Leone E., Morelli E., Lio S.G., Caracciolo D., Rossi M., Frandsen N.M., Tagliaferri P. and Tassone P. In Vitro and In Vivo activity of a Novel Locked Nucleic Acid (LNA)-Inhibitor-miR-221 Against Multiple Myeloma Cells. PlosOne pending revision 5. Di Vito A., Mele M., Piscioneri A., Morelli S., De Bartolo L., Barni T., Facciolo R.M. and Canonaco M. Overstimulation of glutamate signals leads to hippocampal transcriptional plasticity in hamsters. Cellular and Molecular Neurobiology - Submitted. 6. De Marco C., Malanga D., Rinaldo N., Scrima M., De Vita F., Belmonte S., Lovisa S., Fabris L., Baldassarre G., Paciello O., Papparella S., Zito Marino F., Franco R., Fagman H., and Viglietto G.. AKT1-E17K is oncogenic in mouse and human through p27 delocalization. JCI - Submitted 7. Malanga D., De Marco C., Guerriero I., Rinaldo N., Scrima M., De Vitis C., Zoppoli P., Ceccarelli M., Riccardi M., Schicchitano S., Colelli F., Ravo M., Weisz A., Federico A., Franco R., Fusco A., Mancini R., Ventura V., Gulletta E., Ciliberto G. and Viglietto G.. The AKT/IL-6/STAT3 pathway regulates growth of lung tumor initiating cells. JCI Submitted 8. Massimino M, Consoli ML, Mesuraca M., Stagno F, Tirrò E, Stella S, Pennisi MS, Romano C, Buffa P, Bond H.M., Morrone G., Di Raimondo F, Manzella L, Vigneri P IRF5 is a target of BCR-ABL kinase activity and reduces CML proliferation. Carcinogenesis - Submitted 9. Mastroroberto P., Gaudino M, Pragliola C,Massetti M, Chello M, Covino E, Crea F Colchicine For The Prevention Of Postoperative Atrial Fibrillation In Patients Undergoing Coronary Arterial By-Pass Grafting. Submitted 10. Mastroroberto P., Gaudino M, Pragliola C., Massetti M, Chello M, Covino E., Crea F. Transthoracic approach to persistent atrial fibrillation first. the top-af trial: a controlled randomized trial of a staged minimally invasive approach to persistent atrial fibrillation. TRIALS - Submitted

36 11. Misaggi R., Di Sanzo M., Cosentino C., Bond H. M., Scumaci.D., Romeo F., Stellato C., Giurato G., Weisz A., Quaresima B., Barni T., Amato F., Viglietto G., Morrone G., Cuda G.., Faniello M.C., Costanzo F.S. Identification of H ferritindependent and independent genes in K562 differentiating cells by targeted gene silencing and expression profiling. GENE 2013 in press 12. Morelli M., Misaggi R., Di Cello A., Zuccalà V., Costanzo F.S., Zullo F., Quaresima B. No. EJOGRB R1, Tissue expression and serum levels of Periostin (POSTN) during pregnancy: a new biomarker of the embryo-endometrial crosstalk at implantation. Submitted 13. Scognamiglio I., Di Martino M.T., Campani V., Virgilio A., Galeone A., Gullà A., Gallo Cantafio M.E.,Tagliaferri P., Misso G., Castellano M, Tassone P., Caraglia M. and De Rosa G. Transferrin-conjugated SNALPs encapsulating 2 -O-methylated mir-34a for the treatment of multiple myeloma. Accepted pending revision on BioMed Research International Under revision 14. Scrima M., Zito F.M., Quintiero A., Duarte M.O., La Mantia E., Rocco G., De Marco C., Malanga D., Botti G., Franco R. and Viglietto G. Aberrant signaling through the HER2-ERK1/2 pathway is predictive of poor prognosis in early stage of Non-Small Cell Lung Cancer patients. Modern Pathology Submitted 15. Spadea MF, Verburg J, Baroni G, Seco J. The Impact Of Low-Z And High-Z Metal Implants In Imrt: A Monte Carlo Study Of Dose Inaccuracies In Commercial Dose Algorithms. Med Phys in press 16. Talib H.A., Pisanti S., Ciaglia E., Mortarini R., Anichini A., Santinami M., Gulletta E., Ietto C., Galgani M., Garofalo C., Matarese G., Bifulco M., Ferrone S., Colucci F., Moretta A., K.Kärre, Carbone E.. Enrichment of KIR+CD57+ highly cytotoxic NK cells in sentinel lymph nodes of melanoma patients. Nature Medicine - submitted 17. Tuccillo F.M., Palmieri C., Fiume G., de Laurentiis A., Schiavone M., Falcone C., Iaccino E., Galandrini R., Capuano C., Santoni A., D Armiento F., Arra C., Barbieri A., Dal Piaz F., Venzon D., Bonelli P., Buonaguro F.M., Scala I., Mallardo M., Quinto I. and Scala G. Molecular and Cancer therapeutics - Submitted.

37 Tre anni di produzione scientifica del DMSC

38 VQR I Dipartimenti Per la valutazione dei Dipartimenti l ANVUR ha utilizzato 4 indicatori quali-quantitativi per la ricerca e 6 per le attività di terza missione, cioè l'insieme delle attività con le quali le università entrano in interazione diretta con la società. Rispetto ai Dipartimenti delle università italiane con analoghe mission e composizione, l insieme degli indici ci posiziona nel modo seguente: Area Denominazione Area Posizione Totali 5 Scienze Biologiche Scienze Mediche Ingegneria Industriale e dell Informazione 1 43

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41 DMSC Seminar Series 3 ciclo DOCENTE TITOLO DATA F. Trapasso G. Morrone The receptor protein tyrosine phosphatase PTPRJ as a candidate for novel targeted anticancer therapies" 30/01/2013 Zinc finger protein 521: a master of blood, bone and brain?" 27/02/2013 M. Mauro Teaching hospital performance: Toward a community of shared values?" 25/05/2013 M. Mauro Applying the Balanced Score-card approach in teaching hospitals: a literature review and conceptual framework" 19/06/2013 V. Scorcia Analisi morfo-funzionale dell'edema maculare diabetico in trattamento con ranibizumab 02/10/2013 F. Cantiello Sindrome metabolica e distrurbi urinari 11/12/2013

42 DMSC Events:

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