Farmacogenomica e terapia genica (2011/2012)

Obiettivi formativi

Farmacogenomica
1) Concetto generali di farmacogenomica e farmacogenetica
2) Conoscenza delle principali classi di farmaci e dei relativi bersagli molecolari
3) Basi genetiche della variabilità inter-individuale nella risposta ai farmaci
4) Polimorfismi genetici nei geni codificanti per enzimi di fase I e II
5) Modelli genetici per lo sviluppo di nuovi farmaci

Terapia genica:
1) Elementi di base sul concetto di terapia genica e cellulare
2) Scopi e limiti della disciplina
3) Strumenti utilizzati in terapia genica
4) Applicazioni
5) Concetto di stem cells e loro uso in campo terapeutico

1. Introduzione alla Farmacogenomica
• Definizione
• Origine e cenni storici
• “Trial and error” vs medicina personalizzata
• Effetti avversi ai farmaci
• Farmacocinetica e farmacodinamica
• Farmacogenetica e farmacogenomica
• Obiettivi e impatto
• Stadi di sviluppo farmaci/vaccini e trial clinici

2. Genoma umano
• Progetto genoma umano
• Tecniche di sequenziamento tradizionali
• Nuove tecniche di sequenziamento
• Organizzazione del genoma umano
• Sequenziamento del genoma: Shotgun e Contig
• Gene prediction
•
3. Polimorfismi
• Variazione genica
• Tipi di polimorfismi
• SNPs
• Geni che influenzano la risposta al farmaco
• Mappa aplotipi

4. Diversa risposta individuale
• Genomics technologies
• Microarray
• Intervallo terapeutico
• Interazioni farmaco-enzima
• Biotrasformazione
• Variabilità di risposta
• Metabolismo acido folico
• Metabolismo etanolo

5. Citocromo P450 (1(2)
• Generalità, reazioni, nomenclatura
• Polimorfismi
• CYP2C19
• Inibitori pompa protonica
• CYP2C9
• Anticoagulanti (Warfarin, Ibuprofen, Phenytoin, Carbamazepine)
6. Citocromo P450 (2/2)
• CYP2D6
• Oppiacei, Codeina
• CYP34A e 35A
• Statine

7. Malattie neurodegenerative e farmaci antitumorali
• Alzheimer: inibitori colinesterasi
• Tamoxiflen e inibitori aromatasi
• Inibitori della TK: Glivec
• EGFR: Gefitinib e Erlotinib
• Anticorpi monoclonali anti-cancro
• ALK: crizotinib
• MDR-1 e NAT

8. TPMT, asma
• TPMT: tiopurine
• Polimorfismi TPMT
• Asma
• Geni coinvolti
• Recettore beta2 adrenergico
• 5-Lipoxygenase
• Recettore glucocorticoidi

9. Terapia anti-HIV
• HIV e AIDS
• Genoma dell’ospite e genoma virale
• Trattamento anti-HIV
• Resistenza virale al trattamento
• Variabilità HIV
• HAART
• Eventi avversi
• Resistenza naturale all’infezione
• Ipersensibilità all’Abacavir
• MDR1 e HIV

10. Prospettive future
• Strategia farmacogenomica
• Determinanti poligenici
• Difficoltà nel campo della farmacogenomica
• Risorse di rete
• Farmacogenomica e industria farmaceutica
• Sviluppo di farmaci
• Farmacogenomica nella letteratura scientifica
• Applicazioni correnti e future della farmacogenomica
• Considerazioni, ostacoli, formazione

11. Medicina di genere, etnica, considerazioni etiche
• Medicina di genere
• Differenze di genere
• Sperimentazione
• Effetti collaterali legati al genere
• Differenze etniche
• Slavery Hypertension Hypothesis
• Problemi etici
• Test genetici
• Brevetti
• Anonimato
• Considerazioni
• Implicazioni etiche, legali e sociali

12. Introduzione alla terapia genica
• Definizione e scopi
• Clinical trials
• Applicazioni
• Tipo di vettori
• Gene therapy in vivo e ex vivo
• Esempio: ADA
• Tipo di transgeni
• Cellule germinali e somatiche
• Difficoltà tecniche
• Prospettive future
• Considerazioni etiche

13. Colture cellulari, regolazione, vettori
• Colture cellulari
• Sterilità
• Condizioni fisico-chimiche
• Colture primarie e linee cellulari
• Tecniche di coltura
• Crio-preservazione
• Micoplasmi
• Banche cellulari
• Controllo dell’espressione genica
• Tipi di promotori
• Vettori per terapia genica

14. Vettori non virali e siRNA
• Vettori non-virali
• Plasmidi
• Elettroporazione
• Liposomi
• Amine
• Anti-sense therapy
• RNA interference
• Vettori virali: introduzione e generalità

15. Vettori adenovirali e adeno-associati
• Adenovirus
• Vettori adenovirali
• Vettori adenovirali di prima e seconda generazione
• Virus helper
• Tossicità
• PEGhilazione
• Virus adeno-associati
• AAV ricombinanti

16. Terapia genica di malattie metaboliche
• Malattie metaboliche
• Fenilchetonuria
• Difetti del ciclo dell’urea
• Crigler-Najjar
• Glycogen storage disease

17. Vettori retrovirali e lentivirali
• Altri vettori virali: herpesvirus e poxvirus
• Retrovirus
• Genoma e proteine virali
• Ciclo infettivo
• Vettori retrovirali
• Helper
• Costruzione di vettori retrovirali
• Lentivirus
• HIV, regolazione
• Vettori lentivirali di prima, seconda e terza generazione
• Geni multipli
• Integrazione
• Vettori lentivirali e terapia
• HIV per combattere HIV

18. Terapia genica di malattie infettive ed ematopoietiche e fibrosi cistica
• Terapia genica HIV
• GT malattie ematopoietiche
• β-talassemia
• Trial in modelli animali
• Clinical trial fase I
• Fibrosi cistica
• Manifestazioni cliniche FC
• Modelli animali FC
• Gene therapy FC

19. Malattie neuromuscolari e cardiocircolatorie
• Distrofie
• Distrofia muscolare di Duchenne/Becker
• Il gene DMD
• Isoforme distrofina
• Modelli animali di DMD
• Terapia farmacologica
• Utrofina
• Terapia cellulare DMD
• Terapia genica DMD
• Malattie cardiovascolari
• Aterosclerosi
• Modelli animali di aterosclerosi
• Terapia genica

20. Cellule staminali
• Origine cellule staminali
• Cellule staminali: definizione
• Staminali embrionali
• Cellule iPS (staminali pluripotenti indotte)
• Differenziamento
• Applicazioni terapeutiche
• Staminali adulte
• Nicchia di cellule staminali
• Ingegneria dei tessuti

21. Terapia cellulare e medicina rigenerativa
• Medicina rigenerativa
• Cellule staminali ematopoietiche
• Cellule staminali mesenchimali
• iPS e riprogrammazione
• Rigenerazione epidermide
• Rigenerazione cornea
• Rigenerazione tessuto cardiaco
• Rigenerazione tessuto pancreatico
• Rigenerazione tessuto osseo

22. Terapia genica dei tumori solidi
• Cellule staminali e cancro
• Wnt signaling
• Proliferazione e progressione
• Terapie sperimentali
• Antisenso
• Chemioprevenzione
• Potenziamento immunità
• Gene “suicida”
• Oncosoppressori
• P53

23. Clonaggio terapeutico
• Clonaggio di organismi
• Somatic cell nuclear transfer (SCNT)
• Tipi di clonaggio
• Clonaggio riproduttivo
• Clonaggio terapeutico
• Specie clonate
• Applicazioni, problemi
• Clonazione: considerazioni etiche
• Prospettive future

24. Applicazioni sperimentali
• Vettori retrovirali e lentivirali: applicazioni sperimentali
• Vaccinazione antitumorale e terapi

Colloquio orale: approfondimento di un argomento trattato nel corso, domande generali su altri aspetti del programma trattato.