OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il Corso si propone di fornire conoscenze su basi genetiche e meccanismi molecolari di sviluppo delle malattie ereditarie attraverso lo studio della trasmissione dei caratteri e l’analisi di mutazioni geniche e cromosomiche. Argomenti principali del corso sono l’analisi dei modelli di ereditarietà di caratteri mendeliani e complessi, i metodi per l’identificazione di geni e mutazioni patologiche e l’utilizzo di modelli murini per lo studio dei meccanismi patogenetici. Durante il Corso vengono discusse le metodiche attualmente in uso presso i laboratori di genetica medica per l’analisi cromosomica e lo screening di mutazioni, oltre ai metodi per il calcolo del rischio di ricorrenza per le malattie genetiche

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali

PROGRAMMA/CONTENUTO

LO STUDIO DEI CROMOSOMI UMANI

Struttura e funzione dei cromosomi. Anomalie cromosomiche e indagini molecolari: FISH ed arrayCGH.

EREDITARIETA’ DEI CARATTERI MENDELIANI

Principali modelli di ereditarietà e loro complicazioni: eterogeneità genetica, penetranza incompleta, espressività variabile, insorgenza tardiva, anticipazione, mosaicismo somatico e germinale; eredità mitocondriale.

IL MAPPAGGIO GENETICO DEI CARATTERI MENDELIANI

Segregazione degli alleli, crossing-over e ricombinazione. Marcatori genetici nell’uomo. Analisi di linkage, mappaggio a due punti: il valore teta ed il calcolo del lod score, calcolo Bayesiano della soglia di linkage, distanza genetica e distanza fisica.

LA LEGGE DI HARDY-WEINBERG E LE FREQUENZE ALLELICHE E GENOTIPICHE

Calcolo delle frequenze alleliche e genotipiche, verifica dell’equilibrio di Hardy-Weinberg.

IL MAPPAGGIO GENETICO DEI CARATTERI COMPLESSI

Malattie complesse e  analisi di linkage parametrica e non parametrica. Analisi delle coppie di fratelli. Studi di associazione. Test di disequilibrio della trasmissione (TDT).

IDENTIFICAZIONE DI GENI E MUTAZIONI PATOGENETICHE NELL’UOMO

Il positional cloning. e Identificazione dei geni associati a: sindrome di Sotos, distrofia muscolare di Duchenne, fibrosi cistica e malattia di Hirschsprung. Identificazione di geni e varianti geniche associate a patologie multifattoriali. Lo studio della celiachia.

BASI MOLECOLARI DELLE MALATTIE EREDITARIE

Tipi diversi di mutazione. Mutazioni missenso, nonsenso. Errori di splicing. Delezioni brevi ed estese. Inserzioni. Duplicazioni. Mutazioni dinamiche. microRNA e malattie genetiche.

Approccio sperimentale all’analisi delle mutazioni molecolari (ASO, RFLP, Sanger sequencing, Target sequencing - NGS). Diagnosi pre-natale non invasiva (NIPT) su DNA libero circolante di derivazione fetale (cffDNA).

IMPIEGO DELL’ANALISI DELL’ESOMA MEDIANTE NGS (Next Generation Sequencing)

Ricerca ed identificazione di geni e mutazioni nuove: esempio Sindrome di Meckel-Gruber.

Analisi dell’esoma: classificazione delle varianti identificate (patogeniche, VUS etc.). “Incidental Findings”: linee guida internazionali.

APPROCCIO ALLA CONSULENZA GENETICA

Consulenza genetica nelle patologie mendeliane, multifattoriali, cromosomiche. Calcolo del rischio di ricorrenza.

GENOMICA FUNZIONALE

Modelli murini di patologie umane: mutanti spontanei, indotti, e transgenici.

TERAPIE PER MALATTIE GENETICHE

Introduzione generale alla terapia genica, cellulare e farmacologica. Esempio della fibrosi cistica: dal clonaggio del gene alla terapia.

GENETICA MEDICA “ON-LINE”

Consultazione dei database di informazione per le malattie genetiche.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Libri di testo:

T. STRACHAN, A. P. READ, Genetica molecolare umana, ZANICHELLI 2012

NERI G., GENUARDI M., Genetica Umana e Medica, terza edizione, Edra Masson, 2014

Articoli scientifici:

• Puliti, Caridi, Ravazzolo and Ghiggeri. Teaching molecular genetics: chapter4-Positional

cloning of genetic disorders. Pediatric Nephrology, 2007. Review

• Pan and Li. Advances in Molecular Genetics of Hirschsprung’s Disease. The Anatomical

Record 295:1628–1638 (2012). Review

• Pignatti e Mastella: Fibrosi Cistica. In Malattie Genetiche, Molecole e Geni, Diagnosi,

Prevenzione e Terapia di Cao, Dallapiccola, Notarangelo, 2004, PICCIN.

• Meola, Gennarino and Banfi: microRNA and genetic diseases. PathoGenetics 2009, 2:7.

Review

• Kumar et al., From genome-wide association studies to disease mechanisms: celiac

disease as a model for autoimmune diseases, Semin Immunopathol 34:567–580, 2012.

• Sollid, Coeliac disease: dissecting a complex inflammatory disorder, Nat Review 2002.

Metzker, Sequencing technologies — the next generation, Nature Reviews 2010

• Biesecker and Green, Diagnostic Clinical Genome and Exome Sequencing, N Engl J Med

370;25, 2014.

• Dorschner et al., Actionable, Pathogenic Incidental Findings in 1,000 Participants’

Exomes, The American Society of Human Genetics, 93, 631–640, 2013.

• Shaheen et al., Genomic analysis of Meckel–Gruber syndrome in Arabs reveals marked

genetic heterogeneity and novel candidate genes, European Journal of Human Genetics

21, 762–768, 2013.

• Aida et al., Translating human genetics into mouse: The impact of ultra-rapid in vivo

genome editing, Develop. Growth Differ., 56, 34–45, 2014.

• Sander and Joung, CRISPR-Cas systems for genome editing, regulation and targeting

Nat Biotechnol. 32(4): 347–355, 2014.

A disposizione (scaricabili da Aula WEB) testo e svolgimento degli esercizi visti a lezione.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ALDAMARIA PULITI (Presidente)

RENATA BOCCIARDI

SERENA CAPPATO

ROBERTO RAVAZZOLO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

A partire dal 10 Ottobre 2016 (I Semestre)

Orari delle lezioni

GENETICA MEDICA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Orale

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La valutazione finale del percorso formativo è effettuata tramite verifica orale e con esercizi contestualmente proposti. La valutazione tiene conto del livello di conoscenza dei contenuti nonché delle capacità espositive e di ragionamento dimostrate nella discussione condotta sugli argomenti richiesti. L'esame orale è sempre condotto da una Commissione costituita da almeno due docenti ed ha una durata di circa 30 minuti.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

la frequenza è consigliata