CFU Tot.: 7 N. ore ADF: 48 N. ore ADI: 24

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1 CORSO INTEGRTO DI GENETIC UMN E MEDIC Settori Scientifico-Disciplinare: MED/03 BIO/13 Pertinenza crediti per settore scientifico-disciplinare: (Biologia pplicata) BIO/13: 2 ( ) MED/03: 4 ttività Formative Professionalizzanti: 1 CFU Tot.: 7 N. ore DF: 48 N. ore DI: 24 Dip.: Coordinatore: Prof. Brunella Franco. Dipartimento di Scienze mediche Traslazionali, Ed.11, Tel , brunella.franco@unina.it. Segreteria Didattica: DOCENTI Cognome e Nome Ballabio ndrea Cocozza Sergio Franco Brunella Iolascon chille Nitsch Lucio uricchio lberto De Vita Gabriella Surace Enrico Maria Capasso Mario Russo Roberta armine Qualifica P P RC RC RC Disciplin a Biologia pplicata Tel Orario Ricevimento ed Edificio Merc.15:00 18:00 Ed piano Ven. 15:00 18:00 Ed. 19 Ed piano Mer 15:00-17:00 Ed 19/ 2 piano ore 15 martedì e giovedì andrea.ballabio@unina.it cocozza@unina.it brunella.franco@unina.it achille.iolascon@unina.it nitsch@unina.it alberto.auricchio@unina.i t gdevita@unina.it enricomaria.surace@unin a.it mario.capasso@unina.it roberta.russo@unina.it carmine.settembre@unin a.it

2 OBIETTIVI FORMTIVI Questo corso è focalizzato sullo studio delle leggi fondamentali della genetica applicate alle cellule, agli individui, alle famiglie ed alle popolazioni per la comprensione dello sviluppo umano e delle cause delle malattie genetiche umane. Obiettivo del corso è quello di formare un medico che: conosce e sa applicare le leggi generali che regolano la trasmissione dei caratteri ereditari; é in grado di individuare nell'uomo l'ereditarietà dei caratteri normali e patologici, sa determinarne le modalità di trasmissione e valutarne la probabilità di comparsa nella progenie; è capace di comprendere l importanza delle malattie genetiche per l individuo e per la famiglia; è cosciente del fatto che i progressi della genetica molecolare possono avere un impatto immediato sulla vita e sul benessere dei pazienti; sa riconoscere l impatto delle nuove conoscenze in genetica umana e medica sulle responsabilità professionali del medico nei confronti dei pazienti; sa rispettare l individualità del paziente rispetto alle scelte disponibili; sa apprezzare la necessità per un medico di integrare continuamente la conoscenza delle scienze di base con la pratica clinica nell attività di cura del paziente; comprende i problemi etici che riguardano la genetica medica; è conscio della necessità della consulenza genetica e di terapie di supporto per i pazienti che si sottopongono al test genetico. CONTENUTI La trasmissione mendeliana dei caratteri ereditari. lleli e loci. Dominanza e recessività. Omozigosi ed eterozigosi. L analisi degli alberi genealogici. Fattori che influenzano l espressione dei geni (geni modificatori, imprinting, ecc.). Penetranza ed espressività variabili. La trasmissione mitocondriale. nticipazione ed imprinting nelle malattie genetiche. Calcolo del rischio genetico per caratteri mendeliani. Tipologia delle mutazioni a livello strutturale. Tipologia delle mutazioni a livello funzionale. L aploinsufficienza. I polimorfismi del DN. I meccanismi molecolari della ricombinazione genetica. Mappe genetiche ed analisi del linkage. neuploidie autosomiche ed eterocromosomiche. berrazioni cromosomiche. Le sindromi da geni contigui. La natura multifattoriale dei caratteri normali e patologici negli individui. La genetica quantitativa. Epistasi. Il calcolo del rischio empirico per i caratteri multifattoriali. Eredità poligenica. Metodi per lo studio delle malattie multifattoriali. La regolazione dell espressione genica. Regolazione genetica dello sviluppo. La epigenetica e l inattivazione del cromosoma X. Il controllo genetico del ciclo cellulare. I tumori come malattia genetica. Le sindromi tumorali familiari. La perdita di eterozigosi. Mendelismo nelle popolazioni ed equilibrio di Hardy- Weinberg. Fenomeni che influenzano il pool genico di una popolazione: selezione, deriva genetica, effetto founder e vantaggio dell eterozigote. L'impatto del Darwinismo in medicina. pprocci terapeutici alle malattie genetiche La genomica ed il progetto genoma. Uso delle tecniche di NGS in genetica medica. Farmacogenomica e farmacogenetica. La terapia genica e la terapia cellulare. Malformazioni e principali vie di trasduzione del segnale coinvolte nello sviluppo in condizioni fisiologiche e patologiche. Utilizzo di modelli animali. Strumenti diagnostici in genetica medica. La consulenza genetica i test genetici e la diagnosi prenatale. PREREQUISITI Nella trattazione degli argomenti del corso integrato di umana e medica, si terranno presenti le nozioni generali acquisite nei corsi di Biologia Molecolare e Cellulare, Istologia ed Embriologia umana, Biochimica. PROPEDEUTICITÀ Vedi llegato B MODLITÀ DI CCERTMENTO DEL PROFITTO Prova scritta e orale.

3 Settimana CLENDRIO DELL TTIVITÁ DIDTTIC DEL C.I. DI GENETIC UMN E MEDIC Giorno Sett/Ora (8:30-10:00 canale ; canale B) rgomenti delle lezioni Docenti Canale /Canale B marzo marzo marzo marzo Lun 5.3. Mar 6.3. Mer 7.3. Gio 8.3. Ven Introduzione alla genetica medica. Le basi concettuali della ereditarietà. Gli esperimenti di Mendel e le loro implicazioni. Eredità dei fenotipi - Classificazione delle malattie genetiche e relativi modelli di trasmissione. Malattie utosomica Dominante, utosomica Recessiva, Legata al sesso (caratteristiche ed esempi clinici rilevanti, talassemie ed emoglobinopatie, distrofia di Duchenne, etc). Mutazioni Lun Rapporto genotipo fenotipo, geni Mar modificatori - Malattie mitocondriali - Malattie da DN instabile - Cenni Malattie Mer poligeniche e Malattie multifattoriali e Gio Ven complesse - L imprinting: meccanismi molecolari e sue manifestazioni cliniche - Cenni su inattivazione cromosoma X ed implicazioni per le malattie genetiche Lun Mar I test genetici - Test diagnostico, predittivo, di carrier. Cenni sulla metodologia di analisi delle variazioni genetiche a livello molecolare - Metodiche per la diagnosi di malattia genetica - Richiami sul Southern blotting, PCR e separazione elettroforetica, G De Vita / G De Vita Iolascon / Iolascon Ballabio / Ballabio Mer M Capasso / M Capasso PCR e analisi di restrizione - DN chip, Gio EM Surace / EM Sequenza del DN genomico con metodo Surace Sanger e di nuova generazione- - Calcolo del rischio. Linkage e linkage disequilibrium. Ven Lun La variazione genetica nelle popolazioni umane - Diversità genetica - Frequenze genotipiche ed alleliche - L equilibrio di Hardy-Weinberg. del comportamento - uricchio / uricchio M Capasso / Capasso EM Surace / EM Surace Mar EM Surace / EM Surace Mer Gio Festività Ven30.3. Festività aprile Lun 2.4. Festività Mar 3.4. Festività Mer 4.4. Darwin e i caratteri complessi - Darwin ed il concetto di variazione genetica e selezione naturale - Le implicazioni della teoria darwiniana nella genetica umana e medica -

4 6 9/13 aprile aprile aprile 9 30 aprile- 4 maggio maggio maggio Gio 5.4. Ven 6.4. Lun 9.4. Mar Mer Gio Ven Lun Mar Mer Gio Ven del comportamento - Interazioni geni ambiente nel determinismo dei caratteri complessi - Malattie Multifattoriali Meiosi (Gametogenesi femminile e maschile) - La struttura dei cromosomi. Il cariotipo umano - Tecniche di analisi citogenetica standard e molecolare - CGH array. Cromosomopatie - lterazioni quantitative dei cromosomi: Euploidie ed aneuploidie - La trisomia nell'uomo. Cromosomopatie - lterazioni qualitative dei cromosomi: - Riarrangiamenti bilanciati: Inversioni, traslocazioni reciproche - Riarrangiamenti sbilanciati: delezioni, traslocazioni sbilanciate, isocromosomi, cromosomi ad anello L Lun Valutazione in itinere. Il ciclo cellulare, Russo R / Russo R Oncogeni ed oncosoppressomeccanismi di Mar / controllo dell espressione. Epigenetica. Modulazione della Trascrizione. Ruolo dei Mer Festività microrn in genetica. Gio Ven Lun Mar 1.5. Festività Mer 2.5. Gio 3.5. Ven 4.5. Farmaci che agiscono sull espressione genica applicazione - I marker tumorali ed I target terapeutici La Genomica ed il progetto genoma umano - L approccio alla genetica nell epoca post genomica - Struttura e funzione del genoma umano Genomica funzionale- pplicazioni NGS- Banche dati biologiche e loro utilizzo G De Vita / G De Vita M Capasso / M Capasso Ballabio / Ballabio Ballabio / Ballabio Lun 7.5. pproccio alla genetica nell epoca postgenomica (identificazione geni per malattie G De Vita / G De Vita Mar 8.5. Festività / genetiche Sindromi tumorali familiari - Significato clinico dei marcatori molecolari Mer 9.5. del cancro e malattia residua minima, M Capasso / M. recidiva - pplicazioni cliniche in diagnosi, Capasso stima della prognosi e valutazione della Gio / recidiva Farmacogenetica e farmacogenomica Ven Lun Definizione e Classificazione delle malformazioni. - Cenni sulla biologia dello sviluppo e sui geni che regolano lo sviluppo. - Mar /

5 maggio Mer Le principali vie di trasduzione del segnale nello sviluppo - dello sviluppo e malattie umane pprocci genetici alla terapia delle malattie genetiche- uricchio / uricchio Gio uricchio / uricchio Ven Lun uricchio / pprocci terapeutici alle malattie genetiche: uricchio farmacologici, cellulari e proteici. Consulenza Mar / genetica e diagnosi prenatale - Uso dei modelli animali in genetica medica Mer Test Finale Iolascon / Iolascon Gio uricchio / uricchio Ven Russo R / Russo R Festività: dal 29 marzo al 3 aprile, 25 aprile, 1 maggio. Le lezioni (DF) del Canale (Matricole pari) saranno svolte nell aula grande dell Ed1 (ula 1) dalle 8.30 alle Le lezioni (DF) del Canale B (Matricole dispari) saranno svolte nell aula grande dell Ed2 (ula 2) dalle alle TTIVITÀ DIDTTIC INTERTTIV L'attività si baserà principalmente sull' allestimento ed analisi di pedigrees, sullo svolgimento di problemi sul calcolo del rischio genetico e sull'analisi di patologie genetiche esemplari. In particolare sono previsti DI su: - la costruzione ed interpretazione di alberi genealogici - calcolo di rischio di ricorrenza nelle famiglie con l'applicazione del teorema di Bayes - analisi di linkage e sua applicazione all'isolamento dei geni responsabili di malattia - adel nalisi del cariotipo - consultazione di banche dati di interesse per la Umana e Le attivita DI verranno svolte di pomeriggio CORE CURRICULUM -PROGRMM DI ESME del C.I. di GENETIC UMN E MEDIC Organizzato in Unità Didattiche Elementari (UDE) 1 Le basi concettuali della ereditarietà Mendel ed il concetto di gene Gli esperimenti di Mendel e le loro implicazioni sulle conoscenze della genetica Darwin ed il concetto di variazione genetica e selezione naturale Le implicazioni della teoria darwiniana nella genetica umana e medica 2 Le basi molecolari dell'eredità L organizzazione dei geni e del genoma umano. Fattori che influenzano l espressione genetica (imprinting, geni modificatori) 3 Le basi cellulari dell'eredità L'organizzazione del DN nei cromosomi Ciclo cellulare, mitosi Meiosi (Gametogenesi femminile e maschile) Meccanismi molecolari della ricombinazione. Il fenomeno del linkage e le sue applicazioni in medicina 4 dello sviluppo

6 Cenni sulla biologia dello sviluppo Le principali vie di trasduzione nello sviluppo in condizioni fisiologiche e patologiche Espressione dei geni durante lo sviluppo Malattie dello sviluppo, Malformazioni isolate e sindromi malformative 5 La variazione genetica nelle popolazioni umane Diversità genetica Frequenze genotipiche ed alleliche L equilibrio di Hardy-Weinberg ed il linkage disequilibrium Interazioni geni ambiente nel determinismo dei caratteri complessi 6 La Genomica ed il progetto genoma umano L approccio alla genetica nell epoca post genomica Genomica strutturale Genomica Funzionale Banche dati biologiche e loro utilizzo Farmacogenomica 7 Classificazione delle malattie genetiche e relativi modelli di trasmissione: Malattie monogeniche o mendeliane Ereditarietà monogenica o mendeliana: utosomica Dominante e Recessiva Legata al sesso Dominante e Recessiva Rapporto genotipo fenotipo, geni modificatori Malattie mitocondriali Malattie poligeniche Malattie multifattoriali e complesse Malattie dello sviluppo 8 Mutazioni genetiche causa di malattia nell uomo Tipi di mutazioni genetiche e loro classificazione Mutazioni nelle regioni codogeniche Mutazioni nelle regioni regolatrici Mutazioni nei siti di splicing Mutazioni negli introni Eterogeneità allelica e di locus Gain e loss of function L imprinting : meccanismi molecolari e sue manifestazioni cliniche Nomenclatura delle variazioni del DN 9 Cenni sulla metodologia di analisi delle variazioni genetiche a livello molecolare Metodi che per la diagnosi di malattia genetica Richiami sul Southern blotting, PCR e separazione elettroforetica, PCR e analisi di restrizione Oligonucleotide ligation assay (OL), llele specific amplification (S), llele refractory mutation system (RMS), TaqMan, llele specific oligonucleotide hybridisation (SO), Dot Blot, DN chip, Sequenza del DN genomico ed pprocci next generation sequencing in genetica medica 10 del cancro Cenni di biologia del fenomeno canceroso, controllo del ciclo cellulare, Selezione clonale Oncogeni : meccanismi molecolari di attivazione Oncosoppressori e perdita di eterozigosità. Meccanismi molecolari di inattivazione Sindromi tumorali familiari Significato clinico dei marcatori molecolari del cancro e malattia residua minima, recidiva pplicazioni cliniche in diagnosi, stima della prognosi e valutazione della recidiva 11 Cromosomopatie Cenni sul cariotipo normale lterazioni quantitative dei cromosomi: Euploidie e aneuploidie lterazioni qualitative dei cromosomi: Riarrangiamenti bilanciati: Inversioni, traslocazioni reciproche Riarrangiamenti sbilanciati: delezioni, traslocazioni sbilanciate, isocromosomi, cromosomi ad anello

7 12 pprocci terapeutici Terapia genetica Terapia cellulare Farmacogenetica 13 I test genetici Consulenza genetica Calcolo del rischio empirico Test diagnostico, predittivo, di carrier, prematrimoniale, prenatale Test genetici ausiliari TESTI CONSIGLITI - Cummings - Eredità EDISES - Thompson-Thompson - in Medicina - Idelson - Strachan & read, Molecolare Umana, UTET - Neri - Umana e Masson Si consigliano sempre le ultime edizioni disponibili TESTI UTILI PER L CONSULTZIONE - Russell, i, EDISES Disponibili e consultabili in rete presso: sono segnalati i seguenti libri di consultazione: Introduction to Genetic nalysis. Griffiths, nthony J.F.; Miller, Jeffrey H.; Suzuki, David T.; Lewontin, Richard C.; Gelbart, William M. W. H. Freeman & Co.; GeneReviews Pagon, Roberta., Editor-in-chief; Bird, Thomas C.; Dolan, Cynthia R.; Smith, Richard J.H.; Stephens, Karen; ssociate editors. Seattle (W): University of Washington; Genomes Brown, T.. New York and London: Garland Science; c2002 Reviews aggiornate su malattie specifiche possono essere reperite a GeneReviews: OtTI&filename=/profiles/all.html OMIM - Online Mendelian Inheritance in Man