Maristella Gussoni Posizione attuale Ricercatore Confermato in

Maristella Gussoni
Posizione attuale
Ricercatore Confermato in Fisiologia (SSD BIO09) presso l’Università degli Studi di Milano, Facoltà di Medicina e
Chirurgia, Dipartimento di Fisiopatologia Medico-Chirurgica e dei Trapianti.
Sede: Lita Segrate, Via F.lli Cervi 93 -20090 Segrate (Milano), Italy
e-mail: [email protected]
Profilo
1950 nata a Milano.
1973-74 Laurea in Fisica (pieni voti e lode) presso l’Università degli Studi di Milano.
1975-1984 Assegnista Ministeriale presso l’Istituto di Fisiologia Umana (III Cattedra, Direttore Prof. P. Cerretelli) della
Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’Università degli Studi di Milano.
1984-oggi Ricercatore Confermato (SSD BIO09) presso il Dipartimento di Fisiopatologia Medico-Chirurgica e dei
Trapianti (ex Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche) della Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’ Università
degli Studi di Milano.
1992-oggi incarico di ricerca gratuito presso il Laboratorio NMR dell'Istituto di Chimica per lo Studio delle Macromolecole
(ISMAC) del C.N.R. di Milano
Attività di Ricerca
L’attività di ricerca, sviluppata in modo autonomo e personale (è primo e/o corresponding author della maggior parte
delle pubblicazioni via via più recenti) nel campo della fisiologia del lavoro muscolare, sempre adottando le tecnologie
più innovative e d’avanguardia nel settore.
Quanto qui di seguito esposto vuole semplicemente documentare un’unità nella ricerca svolta negli anni, sempre
concentrata sulla fisiologia del lavoro muscolare, pur tuttavia esplicatasi attraverso lo sviluppo di poliedrici aspetti,
spesso sfociati in analisi di carattere biofisico e/o su modelli. Attraverso la complessità dell’approccio e l’esperienza
maturata, la candidata ha raggiunto una notevole competenza nello sviluppo di tematiche e non solo da un punto di
vista applicativo e strumentale: le 12 pubblicazioni da rendere visibili sono state appositamente scelte in modo da
risultare disseminate lungo l’intero arco di tempo in cui si è sviluppata la ricerca, per cercare di evidenziarne il sottile filo
conduttore.
In sintesi, le tematiche svolte si articolano nei seguenti punti:
A)
Biomeccanica della locomozione, studiata con tecniche di: cinematografia, telemetria, analisi computerizzata,
anche attraverso ‘pattern recognition analysis’. Ha infatti collaborato con il Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico
di Milano al progetto che ha portato alla nascita del ‘sistema Elite’ per l’analisi computerizzata del movimento, ancor oggi
ampiamente utilizzato per analisi biomeccanica del movimento, sia in campo clinico, che di ricerca;
B)
Bioenergetica muscolare e metabolismo cellulare, soprattutto studiato con Risonanza Magnetica Nucleare
(NMR), sia con tecnica Spettroscopica, che di Immagine. Questo assai vasto tema di ricerca può, a sua volta, articolarsi
nei seguenti punti:
i)
Fin dal 1991, fu acquisito dal C.N.R. di Milano (Istituto di Chimica per lo Studio delle Macromolecole ISMAC-
Laboratorio NMR, dove a tutt’ oggi la candidata detiene un incarico di ricerca gratuito), prototipo per l’Italia, uno
spettrometro NMR, per esperimenti di Microimmagine, congiuntamente a Spettroscopia. Da allora, la candidata ha
sviluppato, a livello pressoché pioneristico in Italia, l’uso dei gradienti di campo, per esperimenti sia di spettroscopia
NMR, che di immagine. La tecnica implementata è stata applicata ‘ In vivo’ su campioni di muscolo intatto per l’analisi
quantitativa di metaboliti, ottenendo in tal modo un quadro quantitativo completo del metabolismo anaerobico (lattacido
e alattacido, tra l’altro attraverso la determinazione sperimentale del ~P/La ratio. L’interesse si è quindi rivolto al
metabolismo aerobico, implementando un metodo per la misura della PO2 in vivo su animale intero. Allo stesso tempo,
ha potuto sperimentare come l’NMR sia tecnica di elezione per lo studio del metabolismo cellulare, attraverso l’analisi
dello stato dell’acqua e della sua compartimentazione. La realizzazione di tali informazioni di carattere essenzialmente
biofisico si è sviluppata necessariamente attraverso l’identificazione e lo studio di modelli ‘fluid and solid like’ in grado di
mimare il comportamento citoplasmatico e di membrana: piccoli campioni biologici intatti (es: ovocita, oliva), ma anche di
natura inorganica si sono rivelati rispondenti alle specifiche richieste. Allo stesso tempo la candidata ha collaborato allo
studio per la realizzazione di molecole innovative per applicazioni in campo biomedico (es: agenti di contrasto per
identificazione selettiva di tessuto tumorale).
ii)
Studio NMR di proteine, in particolare la Mioglobina:
a)
quale marker endogeno per la misura del grado di ossigenazione-in vivo su sistema modello e in muscolo
scheletrico- per una misura del metabolismo aerobico (vedi punto precedente)
b)
nella sua veste acquisita di recente quale ‘molecola scavenger’ dell’ ossido nitrico (NO) e, più in generale di
Radicali liberi (ROS).
iii)
Quest’ultimo punto ha portato alla recente e del tutto originale implementazione di un metodo per la misura
diretta dello stress ossidativo in vivo nell’uomo in diverse condizioni fisio-patologiche (lavoro muscolare, ipossia)
e in vitro mediante Spettroscopia a Risonanza Paramagnetica Elettronica (EPR). Confrontato con i tradizionali
metodi enzimatici di valutazione del danno ossidativo, il metodo si è rivelato estremamente innovativo, sia per la
sua non invasività e facilità di applicazione anche in campo clinico, sia per il carattere del tutto innovativo, o per
meglio dire pionieristico, dell’ informazione.
C)
Sviluppo mediante NMR di temi appartenenti, in senso stretto, al settore agro-alimentare, sotto il profilo
metabolico (identificazione di componenti molecolari e compartimentazione) anche in relazione al valore nutraceutico,
volti a comprendere i meccanismi biomolecolari sottesi, fino al possibile impatto sulla salute dell’uomo (es frode, indice
glicemico)
Ha svolto inoltre attività come referee di riviste internazionali, quali NMR in Biomedicine, Polymer, Macromolecules, J.
Food Science and J. of Food Engineering. Ha presentato ‘invited lectures’ in Congressi, Seminari, Workshop, Scuole di
Perfezionamento e Master. E’ stata membro di Commissioni per l’entrata in ruolo di Ricercatori (SSD BIO09), borse postDOC e personale tecnico, nonché commissioni di collaudo di apparecchiature NMR ed MRI sia per uso scientifico, che
clinico.
Grants (ultimi 10 anni)
!
Progetti Nazionali e locali cui ha preso parte come responsabile scientifico
2002-2004 Progetto ASI ”Deterioration of human skeletal muscle in microgravity: structural, contractile, energetic and
proteomic features”-Contratto codice: I/R/295/02
2002- FIRST (FONDO INTERNO RICERCA SCIENTIFICA E TECNOLOGICA-EX 60%):”Spettroscopia MRS ed
immagine MRI a Risonanza Magnetica Nucleare applicata allo studio del metabolismo ossidativo tissutale’
2003- FIRST Determinazione del pH intra ed extra cellulare con tecnica di spettroscopia (MRS) ed immagine (MRI) a
Risonanza Magnetica Nucleare”
2004-FIRST: ”Valutazione quantitativa della ossigenazione muscolare mediante tecnica di Spettroscopia a Risonanza
Magnetica Nucleare”
1
2005- FIRST: ”Il segnale H NMR della mioglobina in vivo: un indicatore del livello di ossigenazione tissutale”
2006- FIRST: ” Rapporto struttura molecolare e funzione delle isoforme della mioglobina nel muscolo umano”
2006-2008 Coordinatore nazionale del progetto PRIN: ‘The role of myoglobin in human muscle: relationship between
molecular structure and function of the different isoforms’.
2007- FIRST: ”Ruolo della mioglobina umana quale scavenger dell’ossido nitrico (NO)”
2008- PUR: (Programma dell’Università per la Ricerca) ”Il problema della quantificazione dello stress ossidativo: studio
dell’interazione dell’ossido nitrico con le principali globine”
2012- ‘Progetto pilota sulla misurazione della produzione di radicali liberi nel sangue misurati con tecnica quantitativa
EPR (Risonanza Paramagnetica Elettronica) in pazienti affetti da diabete mellito e neuropatia periferica e della possibile
efficacia dell’acido R-Tioctico nel ridurre i radicali liberi e nel migliorare la sintomatologia neuropatica periferica’ In
collaborazione con Istituto Auxologico Italiana IRCCS S. Luca (Milano).
!
Progetti cui ha preso parte quale membro di unità operativa
2002-2003 Progetto coordinato - Agenzia 2001 “Caratterizzazione chimica, fisica, nutrizionale e sicurezza alimentare di
uova di pesci di specie diverse”
2004-2006 PRIN : “Il ruolo della mioglobina del muscolo scheletrico in ipossia cronica”
2009-11 Cariplo: “KEBAB - KEratin-BAsed-composite-Bioplastics”
!
Progetti nell’ambito del CNR:
2005-2008: CNR-ISMAC Milano: “Strutturistica NMR e modellistica molecolare di proteine legate a processi patologici”
(commessa PM.P06.004, Capocommessa Dr. Lucia Zetta)
2008-oggi CNR ISMAC Milano: PM. P01.026: Strutturistica NMR e modellistica molecolare di proteine legate a processi
patologici (Capocommessa Dr. L. Ragona ISMAC-CNR-Milano).
2011- oggi CNR-ISMAC-Milano: PM. P06.018: Metabolomica agroalimentare e nella salute umana mediante NMR
(Capocommessa Dr. R. Consonni ISMAC-CNR-Milano).
2011-oggi Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare (IBFM) CNR Milano: ME.P01.002: Fattori cardiovascolari e
muscolari limitanti l’attività fisica, Modulo 007, (Capocommessa Dr. A. Vezzoli)
•
Membro di Società Scientifiche
1993-oggi: E’ stata tra i Soci Fondatori dell’Associazione Antonio de Marco, riconosciuta come Fondazione dalla
Regione Lombardia nel 1998. Da allora la candidata è membro del CdA della Fondazione, la cui principale attività è la
formazione di giovani ricercatori nell’ambito della discipline correlate alla Risonanza magnetica Nucleare. Nell’ambito di
tale attività, la candidata
collabora all’assegnazione di borse di studio per giovani laureati, all’organizzazione di
Seminari, Corsi di Formazione e Workshop.
2001-oggi Membro GIDRM: Gruppo Italiano Discussione Risonanze Magnetiche.
•
Partecipazione ad Organi di Governo dell’Università di Milano
E’ membro del Consiglio di:
"
Scuola di Dottorato in Medicina Molecolare (Direttore Prof. M. Clerici)
"
Scuola di Specializzazione in
Medicina dello Sport (Direttore Prof. M. Pagani)
Scienza dell’Alimentazione (Direttore Prof.ssa Giuliana Cighetti)
"
Corso di Laurea Specialistica in Biotecnologie Mediche e Medicina Molecolare
"
Corsi di Laurea Triennale in:
Fisioterapia
Infermieristica
Tecniche di Neurofisiopatologia
Tecniche Ortopediche
Tecniche di Riabilitazione Psichiatrica
•
Membro del Consiglio di Facoltà del Politecnico di Milano
•
Attività editoriale
E’ co-autore di monografie ad uso didattico e scientifico, tra cui libri di Fisiologia, principalmente rivolti a studenti dei
corsi di Laurea Triennale della Facoltà di Medicina, di altre Facoltà del settore Biomedico (Farmacia, Biotecnologie) e di
Bioingegneria, oltre ad una monografia specificamente dedicata alla Fisiologia Sensoriale. In questo ambito ha inoltre
significativamente contribuito all’affermarsi dell’approccio fisiologico all’Ergonomia fin dalla nascita di questo filone di
interesse che ha portato all’istituzione della Facoltà del Design (indirizzo Ergonomico) presso la Facoltà di Architettura
del Politecnico di Milano (a.a. 2002-2003) dove è stata docente di Fisiologia fino all’ a.a. 2007-2008. Il crescente
interesse nel campo ha infatti portato nel 2008 ad una nuova ed ampliata edizione del volume Ergonomia ed Ambiente
(2003).
Attività Didattica (ultimi 10 anni)
•
Fin dal 1975 è stata sempre coinvolta in attività didattiche presso l’Univerisità di Milano e, più recentemente, presso il
Politecnico di Milano, tenendo lezioni ed Esercitazioni di Fisiologia Umana, nonché partecipando a esami, sessioni di
Laurea per Corsi di Laurea Magistrale, Lauree Triennali e Master. Ha costantemente assistito studenti nella
preparazione di Tesi Di Laurea, sia della Facoltà di Medicina che del Politecnico. E’ stata inoltre Tutor di Specializzandi,
Supervisore di Dottorandi e di Tirocinanti Biologi per iscrizione all’albo professionale.
•
Attività Didattica in Fisiologia Umana (SSD BIO09) presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’Università di
Milano
Per alcuni dei corsi qui sotto elencati, che sono quelli assegnati per il corrente a. a., risulta titolare fin dalla costituzione
del Corso di Laurea (Tecniche di Neurofisopatologia, Tecniche Ortopediche), ovvero, come affidamento di modulo
didattico, in periodi antecedenti.
•
Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Mediche e Medicina Molecolare
2009-oggi C.I Fisiopatologia: dalla cellula alla Clinica: Fisiologia: (CFU 1.6).
•
Lauree Triennali
2004-oggi Fisioterapia (4 poli didattici)
C.I. Fisiologia e Patologia (CFU: 8) Fisiologia (CFU: 4)
2001-oggi Tecniche di neurofisopatologia
C.I Discipline Precliniche (CFU:8): Fisiologia Umana: (CFU:4)
2006-oggi Infermieristica
C.I.Anatomia e Fisiologia (CFU: 8), Fisiologia: (CFU 4)
2009-oggi Tecniche Ortopediche
C.I. Fisiologia Umana e Psicologia (CFU 5): Fisiologia (CFU: 3)
2010-oggi Tecniche di Riabilitazione Psichiatrica
C.I. Scienze Biomediche 1 (CFU 4): Fisiologia(CFU 1.6)
•
Scuole di Specializzazione
2001-oggi Scienza dell’Alimentazione
2004-oggi Medicina dello Sport
2005-oggi Audiologia e Foniatria
•
2008-oggi Scuola di Dottorato in Medicina Molecolare
Attività Didattica (SSD BIO09) presso il Politecnico di Milano
2008-oggi Incarico di Insegnamento per il Corso di Biologia e Fisiologia (CFU: 10) del Corso di Laurea in Bioingegneria
2002-2008 Incarico per attività integrative nell’ambito dello stesso corso
2003-2007 Incarico di insegnamento per il Corso di Fisiologia del Design presso la Facoltà del Design (Indirizzo
Ergonomico), Facoltà di Architettura, Politecnico di Milano.
Incarichi didattici antecedenti
1980-93 - Corsi di Fisiologia muscolare e Fisica per il Diploma di Fisioterapista.
1989-93 - corso di Fisiologia, Scuola di Specializzazione in Scienze dell'Alimentazione, Facoltà Medicina, Università di
Milano.
1994-98 -Corso di Fisiologia, Diploma Infermiere, Università di Milano.
1992-2000- Modulo Didattico dal titolo Biologia Cellulare, Corso di Fisiologia, Facoltà Medicina,Università Milano.
1998 - 2001 Corso di Fisiologia, Diploma Tecnico Neurofisiopatologia, Università di Milano
1998 - 2001 -Corso di Biofisica, Diploma Audiometristi-Audioprotesisti , Università di Milano.
1997- 2008 Corso di Fisiologia, Facoltà di Biotecnologie, Università di Milano.
2005-2008 Corso di Fisiologia, Tecniche di Radiologia Medica, Università di Milano
1980-2004 Corso di Fisiologia, Scuola di Specializzazione in Ortopedia e Traumatologia, Università di Milano
E’ stata inoltre titolare delle seguenti Attività Elettive per il Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia dell’Università di
Milano:
•
Laboratorio Virtuale di Fisiologia Muscolare
•
Bioenergetica Muscolare
•
RMN per farmaci e tessuti
Pubblicazioni
Mrakic-Sposta S., Gussoni M., Montorsi M., Porcelli S., Vezzoli A. A Quantitative Method to Monitor Reactive Oxygen
Species Production by Electron Paramagnetic Resonance in Physiological and Pathological Conditions. Oxidative
Medicine and Cellular Longevity
Volume 2014, Article ID 306179, 10 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2014/306179 (IF. 2.841)
Scorciapino M. A., Spiga E., Vezzoli A., Mrakic-Sposta S., Russo R., Fink B., Casu M., Gussoni M.*, Ceccarelli M.*
Structure-Function Paradigm in Human Myoglobin: How a Single-Residue Substitution Affects NO Reactivity at Low
pO2 J. Am. Chem. Soc., 2013, 135 (20), pp 7534–7544 DOI: 10.1021/ja400213t (IF: 10.677)
Mrakic-Sposta S., Gussoni M., M. Montorsi, S. Porcelli, A. Vezzoli Assessment of a standardized ROS production profile
in humans by Electron Paramagnetic Resonance (EPR) Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 973927.1-973927.10, 2012
Accession Number: WOS:000308185300001 (IF: 2.841)
Gussoni M., M.A. Scorciapino, A. Vezzoli, R. Anedda, F. Greco, M. Ceccarelli, M. Casu
1
129
“Structural characterization of recombinant human mioglobina isoforms by H and
Xe NMR and molecular dynamics
simulation” Biochimica et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics 1814, 1919-1929, 2011.
Accession Number: WOS:000298363200037 (IF: 3.733)
Gussoni M., M.A. Cremonini, A. Vezzoli, F. Greco and L. Zetta “A quantitative method to assess muscle tissue
oxygenation ‘in vivo’ by monitoring 1H-NMR myoglobin resonances” Analytical Biochemistry, 400, 33-45, 2010.
Accession Number: WOS:000275840400005 (IF: 3.236)
Gussoni M., F. Greco, P. Ferruti, E. Ranucci, A. Ponti and L. Zetta “Poly(amidoamine)s carrying TEMPO residues for
NMR imaging applications” New Journal of Chemistry, 32, 323-332, 2008.
Accession Number: WOS:000253014300017 (IF: 2.605)
Gussoni M., F. Greco, A. Vezzoli, M.A. Paleari, V.M. Moretti, B. Lanza and L. Zetta
“Osmotic and aging effects in caviar in oocytes throughout water and lipid changes assessed by 1H NMR T1 and T2
relaxation and MRI” Magn. Reson. Imag., 25, 117-128, 2007.
Accession Number: WOS:000243834000013
Gussoni M., F. Greco, A. Vezzoli, M.A. Paleari, V.M. Moretti, G. Beretta, F. Carpino, B. Lanza and L. Zetta “Monitoring
the effects of storage in caviar from farmed Acipenser transmontanus using Chemical, SEM and NMR methods” J.
of Agric. and Food Chem., 54, 6725-6732, 2006.
Accession Number: WOS:000240129700034
1
Gussoni M., F. Greco, F. Bonazzi, A. Vezzoli, D. Botta, G. Dotelli, I. Natali Sora, R. Pelosato, L. Zetta, " H NMR spinspin relaxation and imaging in porous systems: an application to the morphological study of white Portland cement
during hydration in the presence of organics" Magn. Reson. Imaging., 22/6, 877-889, 2004.
Accession Number: WOS:000222493200016
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1
HMRS in anaerobic frog muscle. Biochim. Biophys. Acta, Bioenergetics, 1608, 163-170, 2004.
Accession Number: WOS:000220012300010
31
P and
Vezzoli A., Gussoni M., F. Greco, L. Zetta “Effects of temperature and extracellular pH on metabolites: kinetics of
31
1
anaerobic metabolism in resting muscle by P and H NMR Spectroscopy” J. Exper. Biol., 206, 3043-3052, 2003.
Accession Number: WOS:000187393100022
Gussoni M., F. Greco, M. Mapelli, A. Vezzoli, E. Ranucci, P. Ferretti, L. Zetta “ Elastomeric polymers. 1. Application of
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Accession Number: WOS:000174036600036
Gussoni M., F. Greco, M. Mapelli, A. Vezzoli, E. Ranucci, P. Ferretti, L. Zetta “Elastomeric polymers. 2. NMR and NMR
imaging characterization of cross-linked PDMS.” Macromolecules 35(5), 1722-1729, 2002.
Accession Number: WOS:000174036600037
Gussoni M., F. Greco, A. Vezzoli, T. Osuga, L. Zetta “ Magnetic resonance imaging of molecular transport in living
morning glory stems”. Magn. Reson. Imaging, 19, 1311-1322, 2001.
Accession Number: WOS:000173435100009
Vezzoli A., Gussoni M., F. Greco, L. Zetta and P. Cerretelli “Quantitative analysis of anaerobic metabolism in resting
31
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anoxic muscle by P and H NMR”. Biochim. Biophys. Acta, Bioenergetics 1322, 195-207, 1997.
Accession Number: WOS:000071402800011
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Gussoni M., A. Veicsteinas, A.W. Sloan. Breath by breath O2 uptake with computer analysis Boll.Soc.It.Biol.Sper.
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Gussoni M. Breath by breath O2 uptake with computer analysis. Boll. Soc. It. Biol. Sper. vol.LVIII:1275-1281, 1982.
Veicsteinas and Gussoni M. A simple method for measuring oxygen uptake on a single breath basis. Europ. J. Appl.
Physiol. 45:19-24,1980.
Attività Editoriale
G. D'Arcangelo, T.M. Florio, GUSSONI M., U. Laforenza, C. Maioli, D. Mutolo, P. Pagliaro, V. Tancredi, L.A.M. Zocchi.
Principi di Fisiologia (a cura di L. Zocchi), Edises Napoli, 2012 (capitoli in volume)
P. Ambrogini and A. Caretta and R. Cuppini and GUSSONI M. and P. Marciani and M.A. Mariggiò and L. Martinoli and A.
Minelli and G. Monticelli and C. Mucignat and S. Vassanelli and A. Vezzoli. Fisiologia (a cura di G. Monticelli) Casa
Editrice Ambrosiana, Milano, 2009 (capitoli in volume). Ristampa Zanichelli 2014.
GUSSONI M., O. Parlangeli, F. Tosi Ergonomia e progetto della qualità sensoriale F. Angeli, Milano, 2008.
GUSSONI M., G. Monticelli, A. Vezzoli Dallo stimolo alla sensazione: Fisiologia degli organi di senso, Casa Editrice
Ambrosiana, Milano, 2006 (Volume)
Beccali M., GUSSONI M., F. Tosi. Ergonomia e ambiente. Progettare con i cinque sensi. Ed: Il Sole 24 Ore, Milano,
2003.

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