Ateneo - UPO

Analisi critica dei segni distintivi dell'invecchiamento e dei biomarcatori associati utilizzabili a fini diagnostici, prognostici e terapeutici: 1) le principali vie molecolari coinvolte nella stabilità genomica, nella proteostasi e nello stress ossidativo; 2) il ruolo della senescenza nell'invecchiamento e nelle malattie associate all'età; 3) le vie metaboliche coinvolte nell'omeostasi energetica; 4) i biomarcatori dell'invecchiamento biologico; 5) le principali alterazioni metaboliche associate all'invecchiamento accelerato.

Diapositive proiettate a lezione e altro materiale didattico fornito dal docente, articoli scientifici discussi durante le lezioni, risorse online.

La crescita della popolazione anziana aumenta i tassi di prevalenza delle malattie non trasmissibili e della disabilità della vecchiaia, creando richieste che molti sistemi sanitari non sono attualmente attrezzati per soddisfare. L'obiettivo principale del corso è fornire le conoscenze di base sulle vie molecolari coinvolte nell'invecchiamento per l'identificazione di determinanti molecolari predittivi di invecchiamento sano o non sano e biomarcatori con implicazioni predittive, diagnostiche o terapeutiche per le malattie associate all'età.

Agli studenti è richiesta una conoscenza generale di biochimica, biologia molecolare e genetica e delle principali tecnologie utilizzate nelle indagini genomiche e biochimiche

Diapositive presentate durante il corso, discussione di articoli scientifici interattivi; Copia PDF di articoli scientifici

Tutto il materiale didattico e le informazioni relative al corso saranno disponibili sulla piattaforma Moodle (DIR; https://www.dir. uniupo.it/)

La valutazione consisterà in una prova scritta che prevede domande a scelta multipla e domande aperte che permetteranno di valutare l'apprendimento degli argomenti trattati durante il corso.
Il programma dettagliato del corso e le informazioni relative all'esame finale saranno disponibili sulla Piattaforma Moodle (DIR; https://www.dir.uniupo.it/)

1_Statistiche sull'invecchiamento. Invecchiamento della popolazione nel mondo. La transizione demografica. La velocità dell'invecchiamento della popolazione. Il peso sociale e sanitario delle malattie croniche non trasmissibili. L'approccio del corso di vita alla salute. Determinanti chiave dell'OMS per l'invecchiamento attivo/in buona salute.
2_I segni distintivi dell'invecchiamento. Definizione molecolare di invecchiamento. Definizione di “hallmarks dell'invecchiamento” e loro interconnessioni funzionali. Breve descrizione degli hallmarks dell'invecchiamento: instabilità del DNA genomico e mitocondriale; accorciamento dei telomeri; modificazioni epigenetiche; alterazione del nutrient sensing; senescenza cellulare; esaurimento delle cellule staminali; comunicazione intercellulare alterata, infiammazione; disfunzione mitocondriale
3_Instabilità genomica: Conseguenze della mutazione sui geni e sulle funzioni proteiche. Conseguenze funzionali delle alterazioni genomiche: vantaggio proliferativo, mosaicismo somatico ed espansione clonale aberrante, cancro e malattie neurodegenerative. Alterazioni del DNA mitocondriale.
4_Modifiche epigenetiche. L'orologio epigenetico. Profilo di metilazione del DNA per prevedere la durata della vita e la durata della salute.
5_Senescenza. Tipi di senescenza; cause della senescenza; vie molecolari associate alla senescenza; effetti paracrini ed endocrini del SASP; senolitici e invecchiamento
6_Proteostasi. Definizione di rete di proteostasi. Gli chaperon HSP70, HSP90, chaperonine: principali caratteristiche e funzioni. La risposta dell'HSF1. La degradazione delle proteine da parte del proteosoma e dell'autofagia, l'autofagia mediata dagli chaperon. ER stress e UPR. Gli aggregati proteici e le fibrille amiloidi
7_Stress ossidativo. Il concetto di stress ossidativo, eustress e distress. Il concetto di ormesi nello stress ossidativo. Le principali specie reattive, radicali e non radicali, struttura e caratteristiche: ROS, RNS, specie carboniliche reattive. Il ruolo fondamentale dei sistemi NAD/NADH e NADP/NADPH nell'omeostasi redox. Il ruolo della della nicotinammide-nucleotide transidrogenasi (NNT). Le principali fonti di ROS. La reazione di Haber-Weiss/Fenton. Il sistema di eliminazione dei ROS: sistema perossiredossina/tioredossina, sistema glutatione, SOD, catalasi.
Eustress. Il codice redox. I sistemi tiolo/disolfuro. Ruolo di H2O2 nella segnalazione redox: perossiporine. Le vie ROS/Keap1-NRF2 e NF-kB. La famiglia NOX di ROS che genera NADPH ossidasi. Cenni di segnalazione redox
Alterazioni molecolari e cellulari promosse dallo stress ossidativo. Perossidazione lipidica. Aldeidi reattive: struttura e attività. Danno proteico da stress ossidativo. Danno proteico da stress ossidativo: carbonilazione proteica e ossidazione del gruppo tiolico. Danno al DNA e vie DDR (DNA Damage Repair); struttura dell'ossoguanina; pirimidine ossidate comuni. Suscettibilità dei telomeri al danno ossidativo. Il percorso OGG1-BER. Ruolo di PARP1 nella riparazione del DNA a valle dello stress ossidativo. Gli antiossidanti non enzimatici: vit. C, vit E, vit. A, bioflavonoidi, carotenoidi. Antiossidanti fisiologici.
8_Comunicazione intercellulare alterata: infiammazione. Infiammazione e immunosenescenza, cause di infiammazione; rilevamento dei nutrienti e infiammazione; matainflammation; tessuto adiposo e infiammazione; stress e infiammazione; insulino-resistenza e infiammazione.
9_Rilevamento di nutrienti ed energia. Segnalazione dell'insulina ed effetti metabolici dell'insulina, alterazione della segnalazione dell'insulina, obesità e diabete di tipo 2. Vie AMPK e mTOR nella regolazione dei processi catabolici e anabolici; restrizione calorica e invecchiamento

Al termine del corso gli studenti acquisiranno una più profonda comprensione dei segni distintivi dell'invecchiamento e del loro ruolo nel processo di invecchiamento e nella patogenesi delle più frequenti malattie associate all'invecchiamento, come i disturbi metabolici del cancro. Gli studenti saranno in grado di valutare i percorsi molecolari alla base dell'invecchiamento e identificare potenziali biomarcatori dell'invecchiamento biologico da tradurre in opportunità predittive, diagnostiche o terapeutiche, sia in un contesto di ricerca di base e traslazionale, sia in un contesto assistenziale.
Le conoscenze acquisite potranno anche essere impiegate in ambiti di studi epidemiologici e di prevenzione