Ateneo - UPO

Approfondire il ruolo dei biomarcatori metabolici, proteici e genetici nella diagnosi, nella previsione del rischio e nella personalizzazione delle terapie. Comprendere l’applicazione delle tecniche biochimiche e di biologia molecolare in ambito diagnostico, valutando l’impatto della scelta metodologica e delle condizioni di analisi sulla qualità del risultato e sul valore informativo per la pratica clinica. Conoscere il ruolo e l’applicazione dei biomarcatori enzimatici e metabolici nella valutazione della funzionalità d’organo e nella diagnosi dei disordini metabolici. Acquisire una visione integrata della regolazione dei processi metabolici nei diversi organi e tessuti, analizzando come alterazioni nelle vie di segnalazione intracellulare possano compromettere l’omeostasi cellulare e sistemica.

1) Tietz Textbook of Laboratory Medicine 7th Edition - February 3, 2022 Author: Nader Rifai Language: English Hardback ISBN: 9780323775724 2) Trattato di Biochimica Clinica e Medicina di Laboratorio M. Ciaccio EdizioneI/2021 ISBN9788836230440 3) BIOCHIMICA CLINICA E MEDICINA DI LABORATORIO Casa Editrice:EDISES Autori :Ciaccio-Lippi Volume:UNICO Anno Edizione:2020 Numero Edizione:III ISBN:9788836230228 4) Medical Biochemistry, 6th Edition Authors : John W Baynes & Marek H. Dominiczak ISBN Number 9780323834506 Med, FRCPath Publication Date 18-08-2022 5) Medical Biochemistry Authors: Antonio Blanco and Gustavo Blanco Second Edition • 2022 ISBN 978-0-323-91599-1 6) Antonozzi-Gulletta Medicina di Laboratorio Logica e Patologia Clinica, III Edizione, Piccin

Approfondire l'impiego dei biomarcatori metabolici, proteici e genetici nei contesti diagnostico, predittivo e terapeutico. Comprendere l’applicazione delle tecniche biochimiche e di biologia molecolare nella diagnostica, valutando l’impatto della scelta del metodo analitico sulla qualità del risultato e sul suo valore informativo per la pratica clinica. Conoscere il ruolo dei biomarcatori enzimatici e metabolici nella valutazione della funzionalità d’organo e nella diagnosi dei disturbi metabolici. Acquisire una visione integrata della regolazione dei processi metabolici nei diversi organi e tessuti, analizzando come alterazioni nelle vie di segnalazione intracellulare possano compromettere l’omeostasi cellulare e sistemica

Familiarità con le principali vie metaboliche e i meccanismi di regolazione associati. Comprensione dei processi di trasduzione del segnale e dei meccanismi di regolazione dell'espressione genica. Solida conoscenza della biologia cellulare, con particolare attenzione alle interazioni tra organelli, metabolismo cellulare e risposta agli stimoli ambientali.

Lezioni frontali con supporto di diapositive. In aula verranno proposti esercizi, quiz ed esposizioni di casi studio per affrontare problematiche specifiche della diagnostica molecolare e guidare gli studenti nella loro risoluzione. Gli studenti avranno inoltre la possibilità di svolgere esercizi, quiz e casi studio a casa tramite la piattaforma Moodle. Per la preparazione dell'esame, potranno utilizzare il materiale fornito dal docente, che include: Copie in PDF delle diapositive presentate a lezione, Dispense appositamente preparate per il corso, Articoli scientifici selezionati per approfondire gli argomenti trattati. In aggiunta, potranno fare riferimento ai libri di testo consigliati.

Le copie in formato PDF delle diapositive proiettate, il materiale di approfondimento e tutte le informazioni relative al corso e alle modalità d’esame saranno rese disponibili sulla piattaforma Moodle DIR (https://www.dir.uniupo.it/).

L’obiettivo della prova d’esame è valutare il livello di conoscenza e l’approfondimento degli argomenti del corso, nonché la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. L’esame prevede una prova scritta composta da 40 domande riguardanti tutti gli argomenti trattati nel corso, suddivise in: i) quiz a risposta multipla o vero/falso e ii) domande aperte che richiedono la risoluzione di problemi relativi alla valutazione delle proprietà di un test di laboratorio (sensibilità, specificità, valore predittivo) o la breve esposizione di tematiche trattate durante il corso. L’esame permetterà di valutare le conoscenze teoriche, il senso critico, la capacità di comprensione del testo (esercizi in cui si richiede di scegliere tra diverse alternative) e la capacità di applicare le conoscenze acquisite a situazioni pratiche. La valutazione finale sarà espressa in trentesimi (voto minimo 18). Durante la prova scritta non è consentito consultare alcun materiale, mentre l’uso della calcolatrice è permesso. Il programma e le modalità d’esame saranno disponibili sulla piattaforma Moodle DIR

I biomarcatori 1_Finalità e significato dei biomarcatori - Significato biologico e diagnostico dei biomarcatori proteici, metabolici e genetici. Finalità diagnostiche, predittive, prognostiche, di efficacia, di evoluzione dei biomarcatori 2_Biomarcatori proteici e enzimatici Biomarcatori proteici - Le principali proteine del plasma - Markers infiammatori - Markers tumorali - La proteomica in ambito diagnostico Biomarcatori enzimatici - Criteri di scelta per i biomarcatori enzimatici nel laboratorio clinico. Metodi di determinazione delle attività enzimatiche. Fattori generali che condizionano i livelli dei diversi enzimi nel sangue in condizione di salute e di malattia. Fattori che influenzano l’utilità diagnostica di un enzima - Principali enzimi utilizzati nel laboratorio clinico: basi biochimiche della funzione in condizioni di normalità e razionale biologico per il loro utilizzo come marcatori di malattia. Definizione e valore diagnostico degli isoenzimi. Quadri enzimatici d’organo e condizioni morbose con aumenti o diminuzioni di transaminasi, creatina chinasi, lattico deidrogenasi, fosfatasi alcalina, gamma glutammil transferasi, amilasi, lipasi, tripsina, colinesterasi. Caratteristiche biochimiche e funzionali dei marcatori della patologia miocardica: mioglobina e troponine 3_Biomarcatori metabolici: applicazioni cliniche dell’analisi metabolomica Cenni di analisi metabolomica Alterazioni congenite del metabolismo - Classificazione “biochimica” dei markers di laboratorio utilizzati nella diagnosi delle alterazioni congenite del metabolismo - Indagini del metaboloma: significato diagnostico del profilo degli acidi grassi liberi, degli acidi organici e degli aminoacidi. - Indagini del proteoma e dosaggi enzimatici: ambiti di applicazione e limiti. Definizione di screening diagnostico e sue applicazioni. - Esempi di alterazioni congenite del metabolismo indagate o potenzialmente indagabili mediante screening neonatale: fenilchetonuria, tirosinemie, cistinuria, ipotiroidismo congenito, difetto di biotinidasi, sindrome adreno-genitale, galattosemia, acidemie organiche a catena ramificata (Maple Syrup Urine Disease/ MSUD), aciduria isovalerianica, aciduria propionica, aciduria metilmalonica. Alterazioni del ciclo dell’urea, Medium-Chain Acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) deficiency, iperplasia congenita del surrene Cenni di analisi metabolomica nello studio dell’invecchiamento 4_Biomarcatori genomici: applicazioni cliniche della biologia molecolare Introduzione - Classificazione e conseguenze funzionali delle alterazioni genetiche indagate in diagnostica molecolare - Potenzialità e limiti dei test molecolari. La scelta del materiale biologico di partenza, in funzione del tipo di indagine e la finalità del test molecolare che si vuole effettuare. Sensibilità e specificità dei test molecolari - Principali tecniche utilizzate in diagnostica molecolare Biomarcatori molecolari in oncologia - Biomarkers del carcinoma del colon - Biomarkers del carcinoma della mammella Biosegnalazione nello stato di salute e di malattia 1_Signalling - Signalling del calcio 1_Biochimica d’organo - Biochimica del tessuto muscolare scheletrico, muscolare liscio, muscolare cardiaco - Biochimica dei vasi 2_Biochimica della regolazione ormonale Ormoni dell'ipofisi posteriore - Vasopressina e ossitocina: struttura, meccanismo di azione e effetti metabolici periferici Controllo dell’equilibrio idro-salino e pressorio - Sistema renina-angiotensina-aldosterone Ormoni dell’ipofisi anteriore, assi ipotalamico-ipofisari e loro bersagli periferici - Asse CRH/ACTH/ormoni surrenalici corticali, glucorticoidi e mineralcorticoidi: sintesi, struttura, meccanismo di azione e effetti metabolici. Alterazioni patologiche. - Asse GnRH/LH-FSH/ormoni sessuali. Generalità su ormoni gonadotropi. Regolazione, struttura, recettori e funzione. Ormoni sessuali. Progesterone, estrogeni, androgeni (biosintesi da colesterolo e regolazione della sintesi da ormoni ipofisari, struttura e funzione). - Asse TRH/TSH/Ormoni tiroidei: regolazione, sintesi, struttura, meccanismo di azione e effetti metabolici. Ipotiroidismo e ipertiroidismo: conseguenze metaboliche - Asse GHRH/GH/IGF1: meccanismo di azione e effetti metabolici. Alterazioni patologiche. Ormoni dell'ipofisi intermedia - I derivati della pro-opiomelanocortina: melanocortine, endorfine, lipotropine. Struttura, meccanismo di azione e effetti metabolici. Ormoni che regolano il metabolismo del calcio e del fosfato. - Paratormone e calcitriolo (struttura, biosintesi, recettore/trasduzione e funzione nella regolazione del calcio ematico). Vitamina D. Regolazione neuro-ormonale: molecole con attività neuromodulatoria e ormonale - Meccanismi di segnalazione SNS e SNP. - Catecolammine e risposta allo stress: struttura, meccanismo di azione e effetti metabolici periferici - Ammine biogene (dopammina e serotonina): struttura, meccanismo di azione e effetti metabolici periferici. - Ormoni gastrointestinali. Cenni riguardo la funzione dei principali ormoni appartenenti a questa famiglia 2_Regolazione del metabolismo energetico e sue disfunzioni nella sindrome metabolica La regolazione dei processi catabolici e anabolici - Via di segnalazione di PI3K/AKT/mTOR - Via di segnalazione di AMPK - Le sirtuine - La via di segnalazione dell’insulina e effetti metabolici sistemici. Controllo trascrizionale del metabolismo energetico Basi molecolari della sindrome metabolica - Alterazioni nelle vie di segnalazione dell’insulina e nell’omeostasi del metabolismo glicidico e lipidico - Cenni su restrizione calorica, metabolismo energetico e invecchiamento

Essere in grado di valutare in maniera autonoma come le condizioni pre-analitiche e analitiche contribuiscano a determinare la qualità e il valore informativo di un risultato di laboratorio, e scegliere il test molecolare più adeguato in funzione dei principi chimico-fisici sui quali il test si fonda e delle caratteristiche del marker genetico indagato. Conoscere i principali marcatori biochimici (proteici e metabolici) utilizzati nella diagnostica di laboratorio per indagare la funzione d’organo (principalmente rene e fegato) e per la diagnosi delle malattie metaboliche congenite. Conoscere le principali vie di segnalazione coinvolte nella regolazione ormonale del metabolismo energetico e comprendere come diverse condizioni patologiche possano essere caratterizzate da alterazioni del metabolismo energetico, e come tale conoscenza possa essere utilizzata per identificare nuovi target terapeutici. Avere una solida conoscenza della biochimica della segnalazione endocrina, comprendendo i meccanismi molecolari alla base della regolazione ormonale, l'interazione tra ormoni e recettori, e le risposte cellulari che ne derivano, così da poter interpretare le implicazioni fisiologiche e patologiche di tali processi.