Ateneo - UPO

Il corso fornisce una panoramica sull’applicazione delle tecnologie Omiche in diversi ambiti della medicina traslazionale, tra cui nefrologia, ematologia e oncologia. Particolare attenzione sarà dedicata alla genomica, alla scoperta di biomarcatori, agli approcci di biopsia liquida e all’analisi di campioni biologici quali urine, sangue e materiale derivato dal tumore. Il corso introdurrà inoltre tecniche avanzate di analisi multiparametrica e single-cell, tra cui citometria a flusso, scRNA-seq e mass imaging, con particolare riferimento al loro impiego nello studio delle neoplasie ematologiche e solide, dell’eterogeneità tumorale, del profilo immunologico e della risposta ai trattamenti. Esercitazioni pratiche, attività di autovalutazione e presentazioni di gruppo supporteranno l’apprendimento delle principali applicazioni metodologiche e professionali rilevanti per le Biotecnologie Mediche.

Le slide presentate durante le lezioni saranno rese disponibili sulla piattaforma dedicata dell’Università. Ulteriori articoli scientifici e materiali di approfondimento saranno forniti durante il corso.
Testo consigliato per la consultazione per il modulo di ematologia:
Williams Hematology, 9th Edition
Kenneth Kaushansky, Marshall A. Lichtman, Josef T. Prchal, Marcel M. Levi, Oliver W. Press, Linda J. Burns, Michael Caligiuri.
Disponibile tramite la UPO Off-Campus Library sulla piattaforma AccessMedicine.

Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti una conoscenza integrata delle principali applicazioni delle tecnologie Omiche e delle metodiche avanzate di analisi cellulare nell’ambito della medicina traslazionale, con particolare riferimento a nefrologia, ematologia e oncologia. Gli studenti acquisiranno competenze di base sull’impiego di genomica, biopsia liquida, citometria multiparametrica, scRNA-seq e tecniche di imaging per lo studio dei meccanismi di malattia, l’identificazione di biomarcatori e la caratterizzazione dell’eterogeneità biologica e immunologica.
Particolare attenzione sarà dedicata alle applicazioni in oncologia, incluse la caratterizzazione molecolare dei tumori, il profiling immunologico, lo studio della risposta ai trattamenti e dei meccanismi di resistenza. Il corso mira inoltre a sviluppare la capacità di interpretare criticamente dati sperimentali e letteratura scientifica, collegando le tecnologie disponibili alle loro potenziali applicazioni diagnostiche, prognostiche e predittive.

Biologia molecolare e biochimica

Lezioni frontali con slide, discussioni interattive di casi clinici, lavori di gruppo con presentazioni di paper scientifici

NA

Prova scritta con tre domande aperte per ciascun modulo

Oncologia

Principi di carcinogenesi, inclusi la two-hit hypothesis e la endosymbiosis disruption hypothesis

Biologia della progressione tumorale e della disseminazione metastatica

Principi di farmacologia dei principali trattamenti oncologici, inclusi chemioterapia, terapie a bersaglio molecolare, immunoterapia e anticorpi farmaco-coniugati

Meccanismi molecolari di resistenza primaria e acquisita ai trattamenti oncologici

Sindromi ereditarie di predisposizione al cancro e loro basi molecolari

Integrazione dei biomarcatori molecolari e genomici nelle decisioni cliniche e negli studi clinici

Biopsia liquida e biomarcatori circolanti in oncologia

Test genomici prognostici e predittivi

Principi di disegno e metodologia statistica degli studi clinici di fase III

Ruolo delle tecnologie Omiche nell’oncologia di precisione, nella scoperta di biomarcatori, nella stratificazione dei pazienti e nella selezione terapeutica

Nefrologia

Le tecnologie Omiche saranno affrontate nei principali ambiti nefrologici, con particolare attenzione alla scoperta di biomarcatori mediante biopsia liquida e alla caratterizzazione molecolare dei tessuti danneggiati.

Malattie glomerulari: applicazione delle tecnologie Omiche alle glomerulonefriti primitive, incluse nefropatia da IgA e nefropatia membranosa, e alle glomerulonefriti secondarie, incluse vasculiti ANCA-associate e nefrite lupica

Malattie renali genetiche e rare: approcci Omici nelle patologie glomerulari ereditarie associate a sindrome nefrosica e nelle malattie tubulo-cistiche

Danno renale acuto (AKI): meccanismi molecolari del danno endoteliale ed epiteliale tubulare, disfunzione di organi a distanza e progressione da AKI a malattia renale cronica attraverso lo sviluppo di fibrosi tissutale

Malattia renale cronica (CKD): applicazione delle tecnologie Omiche allo studio delle alterazioni sistemiche associate alla CKD, incluse quelle cardiovascolari, neurologiche e immunologiche

Trapianto renale: biomarcatori tissutali e circolanti della delayed graft function correlata al danno da ischemia-riperfusione, del rigetto T-mediato e del rigetto anticorpo-mediato

Polimorfismi genetici associati al rigetto del trapianto e alle principali complicanze post-trapianto, incluse diabete, malattie cardiovascolari, infezioni e neoplasie

Vescicole extracellulari (EV): applicazione delle tecnologie Omiche allo studio delle EV isolate da differenti fluidi biologici, con particolare attenzione alle urine

Isolamento delle EV mediante ultracentrifugazione

Caratterizzazione fenotipica delle EV, inclusa la valutazione di dimensioni e concentrazione mediante nanoparticle tracking analysis

Analisi proteomica, trascrittomica e dei microRNA delle vescicole extracellulari

Ematologia

Omiche cliniche nella leucemia linfatica cronica: implicazioni per diagnosi, stratificazione prognostica e medicina di precisione

Omiche cliniche nel linfoma diffuso a grandi cellule B: implicazioni per prognosi, classificazione molecolare e terapie a bersaglio

Omiche cliniche nella leucemia linfoblastica acuta: applicazioni nella diagnosi, stratificazione del rischio e medicina di precisione

Omiche cliniche nella leucemia mieloide acuta: implicazioni per classificazione della malattia, prognosi e terapie a bersaglio

Omiche cliniche nelle neoplasie mieloproliferative

Omiche cliniche nel mieloma multiplo

Integrazione dei biomarcatori genomici e molecolari nel disegno e nella conduzione degli studi clinici nelle neoplasie ematologiche

Ruolo delle tecnologie Omiche nella classificazione della malattia, nella selezione terapeutica, nella valutazione della risposta e nello studio della malattia residua misurabile

Citomica

Principi di base della citometria a flusso e principali applicazioni biomediche

Citometria multiparametrica e caratterizzazione cellulare ad alta dimensionalità

Principi di base e applicazioni del single-cell RNA sequencing (scRNA-seq)

Principi di base e applicazioni della imaging mass cytometry

Approcci computazionali per l’analisi di dati single-cell

Tecniche di riduzione della dimensionalità

Algoritmi di clustering non supervisionato

Approcci di classificazione e apprendimento supervisionato

Integrazione e visualizzazione di dataset single-cell ad alta dimensionalità

Introduzione alla pipeline Seurat per preprocessing, analisi, clustering e visualizzazione dei dati scRNA-seq

Obiettivi formativi

Al termine del corso, lo studente dovrebbe essere in grado di:

- Descrivere i principi e le principali applicazioni delle tecnologie Omiche nella medicina traslazionale.
- Spiegare come approcci genomici, trascrittomici, proteomici e single-cell possano essere applicati allo studio delle malattie umane.
- Comprendere le basi molecolari di alcune delle principali patologie oncologiche, ematologiche e nefrologiche.
- Spiegare il ruolo dei biomarcatori molecolari nella diagnosi, nella prognosi, nella stratificazione dei pazienti, nella selezione terapeutica e nella valutazione della risposta.
- Comprendere i principi e le applicazioni cliniche della biopsia liquida e di altri approcci minimamente invasivi basati sui biomarcatori.
- Descrivere le principali applicazioni della medicina di precisione in oncologia, ematologia, nefrologia e trapiantologia.
- Comprendere i principi di base della citometria a flusso, dello scRNA-seq, della imaging mass cytometry e dell’analisi computazionale single-cell.
- Interpretare i principali concetti dell’analisi di dati ad alta dimensionalità e single-cell, incluse riduzione della dimensionalità, clustering e classificazione.
- Comprendere le modalità di integrazione dei biomarcatori molecolari negli studi clinici e i principi fondamentali del disegno e dell’analisi statistica degli studi di fase III.
- Valutare criticamente dati sperimentali e letteratura scientifica relativi alle tecnologie Omiche e alla loro possibile traslazione nella pratica clinica.
- Integrare informazioni biologiche, tecnologiche e cliniche nella discussione di quesiti di ricerca in medicina traslazionale.