OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di focalizzare su alcune patologie come esempi-tipo di alterazioni molecolari che sono alla base delle malattie, con particolare attenzione ai tumori, e su approcci metodologici mirati alla comprensione dei meccanismi patogenetici e all'individuazione di nuovi bersagli terapeutici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di fornire agli studenti informazioni su alcune patologie scelte come esempi-tipo di alterazioni molecolari che sono alla base delle malattie, con particolare attenzione ai tumori, alle immunodeficienze e alla fibrsoi cistica, e su approcci metodologici mirati alla comprensione dei meccanismi patogenetici e all'individuazione di nuove strategie terapeutiche.

Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di conoscere in modo approfondito le basi molecolari delle malattie prese in esame e di comparare le diverse strategie terapeutiche utilizzate nella pratica clinica o in corso di sperimentazione, valutando criticamente i pro e i contro dei diversi approcci in base alla tipologia e ai risultati ottenuti nell'applicazione clinica o sperimentale.

PREREQUISITI

Buon livello di conoscenza di: biologia cellulare e molecolare, oncologia generale, immunologia.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede lezioni frontali mediante presentazioni Powerpoint.

Alla fine del corso, a completamento della preparazione, gli studenti sono invitati a presentare un lavoro scientifico mediante revisione critica e presentazione che viene fatta collegialmente con il docente e gli altri studenti del corso, in modo da esercitarsi ad una interpretazione della letteratura corrente, ed in modo da utilizzare le conoscenze acquisiste durante il corso per motivare/criticare opportunamente le scelte compiute ed i risultati ottenuti dagli autori.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Concetti generali di patologia molecolare

IL CANCRO

La cancerogenesi come processo microevolutivo. Origine clonale dei tumori. Le mutazioni somatiche come causa del tumore. Cambiamenti genetici ed epigenetici per l'inattivazione genica. Instabilità genetica delle cellule cancerose. Modello gerarchico della poplazione tumorale. Il processo di metastatizzazione. Neoangiogenesi tumorale. Fattori ambientali e cancro: i cancerogeni. Iniziatori e promotori. Oncogeni e oncosoppressori: l'esempio di Ras, Rb, Myc, p53. Terapie anticancro e la multidrug resistance.

Le cellule staminali del cancro

IL modello dell'evoluzione clonale per la cancerogenesi. Organizzazione gerarchica del tumore: il concetto di cellula staminale del tumore (CSC). Caratteristiche delle CSC: marcatori fenotipici, capacità funzionali-saggi di xenotrapianto, di formazione di sferoidi-colonie, della side popoulation, dell'attività della ALDH. Le cellule di origine delle CSC. Plasticità del modello delle CSC: il caso del melanoma. Generazione in vitro di CSC. Strategie terapeutiche antitumorali che bersagliano le CSC.

Il microambiente tumorale

Le cellule del microambiente tumorale: fibroblasti associati al tumore (CAF), cellule staminali mesenchimali, macrofagi tumore-associati (TAM) e loro ruolo nel sostegno del tumore e del processo di metastatizzazione. L'espressione di caveolina-1 nei CAF: funzioni della Cav-1 e implicazioni della sua down-regolazione. Il “reverse Warburg effect”. Rilevanza prognostica dell'espressione della Cav-1 nei CAF.

La leucemia mieloide cronica

Patogenesi molecolare della CML: ruolo di Bcr-Abl. Decorso della patologia. Terapie per la CML: la rivoluzione degli inibitori della tirosino chinasi (TKI). Quali sono e come funzionano i TKI. Valutazione della risposta alla terapia: parametro ematologico, citogenetico e molecolare. Resistenza ai TKI: mutazioni in Bcr-Abl e cellule staminali della CML (LSC). Pathways di sopravvivenza nelle LSC come possibili bersagli di nuove terapie. La rimozione cellulare programmata: segnali “eat me”, segnali “non eat me” e meccanismi di evasione delle cellule tumorali.

Lecemie acute e nuove strategie terapeutiche: le cellule NK alloreattive e i linfociti CAR-T

Concetti base del processo emopoietico. Classificazione morfologica e fenotipica delle leucemie acute, mieloidi e linfoidi. La regolazione dell'attività funzionale delle cellule NK: recettori inibitori e attivatori. Espressione dei ligandi per recettori NK sulla superficie delle cellule leucemiche: differenze tra leucemie mieloidi e linfoidi. Il trapianto aploidentico di cellule staminali emopoietiche. Concetti alla base dell'alloreattività NK: il KIR/HLA-class I mismatch. Correlazione tra alloreattività NK e attività anti-leucemica: esperienza in vitro e nella pratica clinica.

Approcci di immunoterapia adottiva con linfociti geneticamente modificati nel trapianto allogenico di cellule staminali emopoietiche

Applicazioni terapeutiche disponibili che impiegano l’utilizzo di linfociti T antitumorali: focus sulle cellule Chimeric Antigen Receptor(CAR)-T. CAR di prima, seconda e terza generazione. Problemi correlati all’utilizzo delle cellule CAR-T e strategie di risoluzione. Utilizzo dei geni suicidi come sistema per bloccare effetti collaterali della terapia basata sulle cellule T.

LE IMMUNODEFICIENZE

Classificazione delle immunodeficienze primarie ( PID)

Alterazioni genetiche e meccanismi patogenetici delle PID: l’esempio del deficit di ADA, della immunodeficienza combinata severa legata all’X, della malattia granulomatosa cronica e della sindrome di Wiskott-Aldrich. I diversi approcci terapeutici nel trattamento delle PID. La terapia genica nelle PID.

FIBROSI CISTICA

Mutazioni a carico del gene di CFTR come meccanismo patogenetico della malattia. Caratteristiche fenotipiche della malattia. Classificazione delle mutazioni di CFTR e loro correlazione con i diversi gradi di fenotipo. Terapie convenzionali e nuovi approcci terapeutici. Studio di composti come possibili farmaci per la cura della fibrosi cistica: concetto di correttore e potenziatore.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi di riferimento/consultazione:

- Alberts et al. “Biologia molecolare della cellula”,  Zanichelli ;

- Mendelsohn et al.  “The molecular basis of cancer”, Elsevier;

- Robbins e Cotran, “Le basi patologiche delle malattie”, Elsevier.

- Giacca M., “Terapia Genica”, Springer-Verlag Italia s.r.l