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    Sandro BANFI

    Insegnamento di Medical genetics

    Corso di laurea magistrale a ciclo unico in MEDICINA E CHIRURGIA

    SSD: MED/03

    CFU: 2,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 20,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    INGLESE

    Contenuti

    Genetica medica: il genoma umano. Le mutazioni e loro significato patologico. Next generation sequencing. Malattie monogeniche autosomiche e legate al cromosoma X. Malattie cromosomiche e malattie complesse. Terapia genica.

    Testi di riferimento

    Tom Strachan, Andrew Read. Human Molecular Genetics, 4th edition. Garland Science
    Thompson and Thompson Genetics in Medicine. Saunders 7th edition.

    Obiettivi formativi

    Il Corso introduce lo studente alla comprensione dei meccanismi e dei fenomeni che sono alla base della genetica medica.

    Prerequisiti

    Lo studente che accede al corso di Patologia, Fisiopatologia Generale e Genetica medica deve aver seguito i Corsi dei primi due anni e aver acquisito le nozioni propedeutiche di Biologia e Biologia Molecolare, Biochimica, Anatomia e Istologia, Fisiologia, Immunologia e Immunopatologia. L'accesso all'esame è regolato dal superamento degli esami propedeutici, secondo quanto stabilito dal Consiglio di Corso di Laurea. Nel biennio precedente lo studente deve aver acquisito anche una buona metodologia di studio e un'adeguata capacità di autovalutazione.

    Metodologie didattiche

    Il Corso sarà svolto mediante lezioni frontali in Lingua Inglese con l'ausilio di 'slides' o altro materiale informatico.

    Metodi di valutazione

    L'esame orale finale sarà sostenuto con 3 Docenti, di cui due di General Pathology and Pathophysiology ed uno di Medical Genetics. Il voto finale (in trentesimi) rappresenta la media dei voti dati da ciascun Docente. Le domande d'esame verteranno su argomenti di Patologia Generale, Fisiopatologia e Genetica medica trattati durante il Corso. L'esame si intende superato solo quando lo Studente raggiunge almeno la sufficienza con i 3 Docenti. La mancata sufficienza con uno solo dei Docenti, comporta il non superamento dell'esame.
    Inoltre, è prevista una prova intercorso, basata su quiz a risposta multipla o su domande che richiedono una risposta breve. Tale prova costituisce solo una verifica dell'apprendimento in aula.

    Altre informazioni

    Il Corso sarà svolto dal prof. Sandro Banfi E' prevista una prova intercorso contenente una specifica sezione dedicata ai suggerimenti da parte degli Studenti.
    La compilazione di tale campo è utile per migliorare l'organizzazione del Corso ed i contenuti delle lezioni.

    Programma del corso

    GENETICA MEDICA
    1. Il genoma
    Il genoma umano: geni ed organizzazione. Cromatidi e cromosomi: telomeri, centromeri, eucromatina ed eterocromatina. Il cromosoma X e la sua inattivazione, regioni PAR. La funzioni degli RNA codificanti e non codificanti. Lo splicing e le sue alterazioni.
    2. I test genetici.
    L'analisi del cariotipo e i bandeggi, la FISH. Array CGH. PCR, sequenziamento, real-time PCR, MLPA. Analisi di linkage, microsatelliti, CNV e SNPs. Next generation sequencing (NGS), WGS, WES, targeted NGS. Noninvasive Prenatal Testing (NIPT)
    3. I meccanismi della genetica umana
    I meccanismi di trasmissione ereditaria dei caratteri mendeliani. Eredità mitocondriale. L’imprinting e la disomia uniparentale. Eterogeneità clinica ed eterogeneità genetica. Penetranza ed espressività, anticipazione. Omozigosità ed eterozigosità composta. Aploinsufficienza.
    4. Le malattie mendeliane
    Classi di mutazioni puntiformi, transizione e trasversione, conservative, missenso, nonsenso, nonstop. Inserzioni, delezioni con frame-shift e non, duplicazioni, conversione genica. Significato patologico delle varie classi di variazioni del DNA: alleli equivalente, amorfo, ipomorfo, ipermorfo, neomorfo e antimorfo. Nomenclatura internazionale delle variazioni genetiche
    5. Malattie mendeliane monoalleliche con mutazioni de novo (es: craniosonostosi, acondroplasia, sindromi rare, ecc).
    6. Malattie mendeliane monoalleliche a trasmissione autosomica dominante (es. neurofibromatosi, s. di Marfan, rene policistico, osteogenesi imperfetta).
    7. Malattie mendeliane monoalleliche legate al cromosoma X (distrofia muscolare di Duchenne e Becker, emofilia, sindrome di Rett).
    8. Malattie mendeliane bialleliche a trasmissione autosomica recessiva (fibrosi cistica, alfa e beta talassemia, amiotrofia spinale, emocromatosi, glicogenosi)
    9. Mutazioni dinamiche
    Mutazioni dinamiche in regioni non codificanti (X-fragile, distrofia miotonica). Mutazioni dinamiche in regioni codificanti (corea di Huntington, atassie spino-cerebellari)
    10. Mutazioni in regioni cromosomiche con imprinting (Prader-Willi, Beckwith Wiedemann, Angelman, Silver-Russel).
    11. Mutazioni del DNA mitocondriale (MERFF, MELAS, LHON, KS, s. di Leigh)
    12. Patologie cromosomiche e subcromosomiche
    La consulenza genetica: rischio riproduttivo dipendente ed indipendente dal partner. Aneuploidie negli aborti e rischio di ricorrenza. Triploidia, tetraploidia. Trisomie autosomiche (21, 18, 13, 16) e dei cromosomi sessuali. Mosaicismo. Le monosomie, la sindrome di Turner. Delezioni cromosomiche, inversioni paracentriche e pericentriche. Traslocazioni sbilanciate e bilanciate, robertsoniane, cromosomi marcatori. Delezioni e duplicazioni submicroscopiche (Williams, diGeorge, Cri du Chat, Smith Magenis, Wolf Hirschhorn)
    13. Caratteri multifattoriali e studi GWAs
    14. Ruolo dei microRNA in malattie genetiche
    15. Principi generali di terapie avanzate per malattie genetiche (terapia genica, sostituzione enzimatica, terapia cellulare, editing genomico).

    English

    Teaching language

    English

    Contents

    Medical genetics:
    The human genome. Point mutations and their pathogenic significance. Next generation sequencing. Monogenic diseases, autosomal and X-linked. Chromosomal diseases. Complex multifactorial diseases. Gene therapy.

    Textbook and course materials

    Tom Strachan, Andrew Read. Human Molecular Genetics, 4th edition. Garland Science
    Thompson and Thompson Genetics in Medicine. Saunders 7th edition.

    Course objectives

    The learning goals of this Course include the knowledge of causes of genetic diseases.

    Prerequisites

    In order to attend the course proficiently, the students will need to have a well-established background in Cell and Molecular Biology, Biochemistry, Anatomy and Histology, Physiology, Immunology and Immunopathology, as specifically indicated by The Council of the Medicine and Surgery School.

    Teaching methods

    Teaching techniques: Lectures supported by presentation of slides in Power Point.
    Key topics will be also supported by presentation, discussion and critical reading of the most recent reviews in the field.

    Evaluation methods

    Oral Examination will be done by 3 Professors, two Professors of General Pathology and Pathophysiology and one Professor of Medical genetics. The final score will represents the mean of the score obtained by each Professor. The oral examination will be focused on three topics: General Pathology, Pathophysiology, Medical Genetics.
    An intercourse test is planned to check the learning of Students in the Classroom.

    Other information

    ORGANIZATION
    Medical Genetics: prof. Banfi.
    An elapsed test containing a 'Suggestion's section' is planned to modify the organization of the Course according to the Student's hints.

    Course Syllabus

    MEDICAL GENETICS
    The human genome: genes and chromosomes. Point mutations: substitutions, insertions, deletions and frameshift. Splicing and its alterations. Pathological significance of DNA variations: equivalent, amorphic, hypomorphic, hypermorphic, neomorphic and antimorphic alleles. Next generation sequencing (NGS). Monogenic diseases: autosomal dominant disorders (neurofibromatosis, Marfan, polycystic kidney disease, osteogenesis imperfecta); monoallelic Mendelian disorders due to de novo mutations (craniosynostosis, achondroplasia); X-Linked disorders (DMD/BMD, hemophilia, XLID); autosomal recessive disorders (cystic fibrosis, alpha and beta thalassemia, spinal muscular atrophy, hemochromatosis, glycogen storage disorders, lysosomal storage disorders). Complications of mendelian inheritance: clinical and genetic heterogeneity, penetrance and expressivity, germline mosaicism. Diseases due to dynamic mutations (Fragile-X, Myotonic dystrophy, Huntington’s disease, spinocerebellar ataxias). Mutations in chromosomal regions with imprinting (Prader-Willi, Angelman, Beckwith-Wiedemann, Silver-Russell syndromes), uniparental disomy. Mutations of mitochondrial DNA (MERFF, MELAS, LHON, KS, Leigh syndrome). Genetic counseling and chromosomal diseases: reproductive risk. Prenatal diagnosis and presymptomatic testing. Karyotype analysis, FISH and array-CGH. Triploidy, tetraploidy. X-inactivation and PARs. Trisomies and monosomies (Turner syndrome). Structural anomalies of chromosomes: deletions, inversions, translocations (balanced, unbalanced and robertsonian), marker chromosomes. Submicroscopic deletions and duplications (Williams., DiGeorge, Smith-Magenis syndromes). Complex diseases: multifactorial traits, GWAS. Epigenetics. Noncoding RNAs. Gene therapy.

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