B016994 - GENETICA UMANA E MEDICA

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Legge di Hardy-Weinberg e sue applicazioni. Fattori evolutivi in grado di alterare le frequenze alleliche. Linkage disequilibrium e Progetto HapMap. Caratteri quantitativi. Caratteri semi-quantitativi. Metodi di studio dei caratteri complessi. Metodi e problematiche di tipizzazione in ambito forense. Test di paternità e principi di calcolo. Principi e problematiche dell’identikit genetico. Struttura e funzione delle molecole HLA. HLA e trapianti. HLA e malattie. Tipizzazione HLA e ricerca anticorpi anti HLA.

Neri e Genuardi, Genetica Umana e Medica III edizione, EDRA-Masson
Abbas, Immunologia Cellulare e Molecolare VI edizione, Elsevier-Saunders

Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscere i principi e i fattori che regolano la distribuzione dei geni nelle popolazioni.
Conoscere i modelli teorici dell’ereditarietà multifattoriale e gli approcci utilizzati per l’individuazione di geni implicati in patologie comuni.
Conoscere le basi genetiche dell’individualità biologica ed i campi di applicazione della genetica forense.
Conoscere struttura e funzione delle molecole prodotte dal complesso maggiore di istocompatibilità. Conoscere i metodi di tipizzazione tissutale e di identificazione anticorpale in relazione ai diversi campi di applicazione dell’immunogenetica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Utilizzare i concetti della genetica di popolazioni per la ricerca di loci coinvolti nella genesi di caratteri complessi.
Utilizzare i principi della genetica di popolazioni nelle applicazioni forensi.
Interpretare i risultati della tipizzazione HLA, della ricerca di anticorpi HLA e del cross-match per definire il giudizio di compatibilità al trapianto di organi solidi.
Interpretare i risultati della tipizzazione HLA per stabilire il grado di permissività al trapianto di cellule staminali emopoietiche.

Genetica generale, Biologia molecolare.

Lezioni frontali

Lo studente alla fine del corso deve aver acquisito le basi fondamentali della genetica di popolazioni, della genetica dei caratteri complessi, della genetica forense e dell’immunogenetica.

Verifiche in itinere scritte, con credito di programma e/o di
valutazione.

Genetica di popolazioni
• Frequenze fenotipiche, genotipiche, alleliche
• Legge di Hardy-Weinberg
• Calcolo indiretto delle frequenze alleliche basato sulla legge di Hardy-Weinberg
• Fattori evolutivi che alterano le frequenze alleliche
• Mutazione
• Selezione
• Deriva genica
• Migrazione, stratificazione e flusso genico
• Incrocio assortativo ed inincrocio
• Linkage disequilibrium, Progetto HapMap
Eredità multifattoriale
• Caratteri quantitativi
• Valore fenotipico
• Modello dell’allelia multipla
• Modello poligenico
• Influenza dell’ambiente
• Il metodo dei gemelli
• Coefficiente di correlazione
• Ereditabilità
• Caratteri semiquantitativi
• Concordanza
• Modello di Falconer
• Ereditabilità
• Epistasi, penetranza, espressività
• Aggregazione familiare e rischio di ricorrenza
• Strategie per l’identificazione di geni
• Sib-pair analysis
• Ipotesi “common variant, common disease”
• Transmission disequilbrium test
• Studi caso-controllo
• Approccio “cadidate gene”
• Approccio “genome-wide”
Genetica forense
• Estrazione differenziale, quantificazione e determinazione del sesso genetico del DNA dei reperti.
• Metodi e strumenti per la tipizzazione di marcatori polimorfici in ambito forense.
• Problematiche relative alla natura del campione biologico: DNA fortemente degradato e/o in tracce minime; determinazione dei genotipi in campioni misti.
• Problematiche concernenti l’interpretazione del profilo di DNA: stuttering, microvarianti e alleli “off-ladder” nei microsatelliti, alleli nulli, drop-out e drop-in allelico.
• Utilizzazione dei sistemi ad ereditarietà uniparentale in ambito forense.
• Test di parentela e paternità.
• Elementi di calcolo delle probabilità. Potere di esclusione, probabilità di identità, probabilità di match casuale, indice di paternità.
• Inferenza sull’origine geografica e aspetto fenotipico attraverso l’analisi del DNA.
Immunogenetica
• I geni del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC)
• Organizzazione e polimorfismo dei loci HLA.
• Caratteristiche strutturali delle molecole HLA di classe I e II
• Processazione e presentazione dell'antigene tramite molecole HLA di classe I e II
• Associazione tra HLA e malattie
• Controllo genetico della risposta immune: fattori genetico-evoluzionistici alla base della resistenza o della suscettibilità ad agenti patogeni.
• Aspetti farmacogenetici.
• Aspetti genetici di alcune malattie immunomediate.
• HLA e trapianti
• La risposta allogenica
• Istocompatibilità nel trapianto di organo
• Istocompatibilità nel trapianto cellule staminali emopoietiche
• Il Laboratorio di Immunogenetica e di tipizzazione tessutale
• Le liste di attesa trapianti solidi
• Percorso immunogenetico del paziente ematologico
• I registri dei donatori di cellule staminali ematopoietiche e di sangue cordonale
• Tecniche di tipizzazione tessutale HLA
• Citotossicità Complemento dipendente (CDC)
• Tipizzazione molecolare SSP, SSO, Luminex
• Tipizzazione molecolare mediante sequenziamento
• La ricerca degli anticorpi linfocitotossici con tecniche
• CDC
• Luminex

Genetica Medica

Varianti a significato incerto del DNA.
• Definizione.
• Allineamenti proteici
• Analisi in silico delle varianti missenso:
- Grantham score
- Polyphen
- MutationTaster
- Align GVGD
- SIFT
• Analisi in silico delle varianti di splicing (Human Splicing Finder)
• Analisi dell’RNA per la validazione delle variant di splicing
• Analisi della segregazione all’interno delle famiglie.
• Valutazione delle variant a significato incerto in tessuti tumorali.

Diagnosi prenatale invasiva: villocentesi, amniocentesi, cordocentesi.
• Analisi dei villi coriali:
- metodi di coltura
- analisi del cariotipo
- mosaicismo e pseudomosaicismo
- metodi rapidi di screening delle anomalie cromosomiche (FISH, MLPA, QF-PCR)
• Analisi degli amniociti
- metodi di coltura
- analisi del cariotipo
- mosaicismo e pseudomosaicismo
- metodi rapidi di screening delle anomalie cromosomiche (FISH, MLPA, QF-PCR)
• Analisi del sangue fetale
- metodi di coltura
- analisi del cariotipo

Sequenziamento di nuova generazione
• Metodi di sequenziamento (Illumina e Roche)
• Sequenziamento dell’intero genoma, sequenziamento dell'esoma e da ampliconi
• Metodi di bioinformatica per l’analisi dei dati di sequenziamento di nuova generazione
• Applicazione del sequenziamento di nuova generazione alla diagnosi prenatale non invasiva

Principi ed applicazioni della PCR digitale