Computational Molecular DiagnosticsModulo Analysis of Molecular Biomarkers
Anno accademico 2025/2026 - Docente: MICHELE MASSIMINORisultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente acquisirà conoscenze approfondite sull’analisi dei biomarcatori ottenuti da diversi approcci biotecnologici al fine di individuare, validare nuovi biomarcatori di impiego clinico.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente acquisirà capacità progettuali per condurre autonomamente l’analisi di dati molecolari finalizzati all’identificazione di biomarcatori. Inoltre, acquisirà le conoscenze di base per la validazione di biomarcatori mediante metodiche di biologia molecolare ed interpretare i risultati in un contesto traslazionale, ad esempio oncologico o di medicina di precisione.
Autonomia di giudizio: Lo studente svilupperà la capacità critica sull’ analisi dei biomarcatori, riconoscendo limiti metodologici e di applicazione.
Abilità comunicative: Lo studente acquisirà capacità comunicative, in forma scritta e orale, utilizzando proprietà di linguaggio scientifico più idoneo all’argomento del corso.
Capacità di apprendimento: Lo studente sarà guidato a sviluppare strategie autonome di apprendimento allo scopo di rimanere aggiornato e migliorare le proprie conoscenze.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Le lezioni si terranno in presenza e saranno erogate in modalità frontale. Il docente presenterà i contenuti teorici avvalendosi di slide, lavagna per facilitare la comprensione e dell’uso di specifiche piattaforme online per l’analisi dei biomarcatori inclusi esempi di casi clinici per permettere allo studente di applicare i contenuti presentati. Durante il corso, sarà incentivata la partecipazione attiva degli studenti attraverso domande e momenti di confronto e discussione in aula. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Frequenza lezioni
La frequenza ai corsi non è obbligatoria, tuttavia, p
Contenuti del corso
Il programma affronterà i concetti di base della medicina di precisione, dei biomarcatori e del concetto di terapia mirata, il ruolo dell’analisi molecolare avanzata, nonché l’applicazione delle scienze omiche in mabito clinico e di ricerca traslazionale. Il corso si propone di fornire agli studenti conoscenze teoriche e competenze pratiche sull’analisi di biomarcatori attraverso l’uso di diverse metodiche (es. PCR I, II e III generazione), sequenziamento Sanger e con particolare riferimento ai dati ottenuti dal sequenziamento genico su DNA e dei geni di fusione su RNA attraverso l’uso della piattaforma IonTorrent con tecnologia AmpliSeq. Utilizzo dei principali database per la classificazione delle varianti cliniche e degli strumenti bioinformatici, come l’Integrative Genomics Viewer (IGV), per l’annotazione delle varianti e l’analisi delle letture di sequenziamento attraverso lo studio del BAM file. Consultazione dei database e applicazione di strumenti bioinformatici per l’interpretazione delle varianti cliniche, incluse quelle di significato incerto e la loro riclassificazione attraverso l’uso di algoritmi predittivi in-silico. Inoltre, saranno interrogati database per l’analisi ProteinProtein-network (PPI-network) e dei pathway enrichment. Durante il corso gli studenti saranno guidati nella progettazione e implementazione di workflow basati su metodologie NGS come il disegno di pannelli genici a targets regions e file hotspot per la chiamata delle varianti. In fine durante il corso si farà riferimento alla biopsia liquida con particolare attenzione all’analisi delle Cellule Tumorali Circolanti (CTCs) a livello di cellule singola (single-cell analysis) per l’identificazione di nuovi biomarcatori in oncologia. Il corso prevederà esercitazioni teorico-pratiche su casi clinici reali, organizzate in gruppi per favorire l’applicazione pratica delle competenze acquisite.
Testi di riferimento
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Medicina di precisione, ruolo dei biomarcatori e concetti base di terapia mirata | |
| 2 | L’analisi molecolare avanzata e il suo ruolo nella medicina personalizzata | |
| 3 | PCR I, II, III generazione | |
| 4 | Disegno di primers per PCR e PCR-multiplex | |
| 5 | Analisi dei dati ottenuti dalle reazioni PCR | |
| 6 | Concetto di variante clinica e nomenclatura | |
| 7 | Classificazione delle varianti cliniche patogeniche, benigne, a significato incerto (VUS), conflittuale di patogenicità (CIP) e novel | |
| 8 | Impatto della variante sulla struttura e funzione della proteina | |
| 9 | Consultazione e utilizzo dei principali database per l’interpretazione delle varianti cliniche | |
| 10 | Sequenziamento Sanger | |
| 11 | Scienze omiche, principi teorici e applicazioni | |
| 12 | Approcci omici avanzati: NGS (Next Generation Sequencing) | |
| 13 | Sequenziamento del DNA e RNA su piattaforma IonTorrent con tecnologia Ampliseq | |
| 14 | Uso dell’IGV per la lettura dei file di allineamento (BAM) | |
| 15 | Riclassificazione delle varianti VUS/CIP e novel attraverso l’applicazione in-silico di algoritmi predittivi | |
| 16 | Uso di strumenti in-silico per l’analisi PPI-network e pathway enrichment | |
| 17 | Sviluppo di pannelli genici a target regions con tecnologia AmpliSeq per RNA e DNA | |
| 18 | File hotspot per la chiamata delle varianti | |
| 19 | Cenni di biopsia liquida: DNA libero circolante (cfDNA), cellule tumorali circolanti (CTCs), con focus sulla single-cell analysis per l’individuazione di biomarcatori in oncologia | |
| 20 | Esercitazioni teorico-pratiche in gruppi, incentrate sull’analisi molecolare di casi clinici reali |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prova orale
Tali prove potranno avere luogo per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. La prova orale potrà svolgersi il giorno stesso in cui è stata svolta la prova scritta o a distanza di pochi giorni da esso.
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare in maniera approfondita la preparazione dello studente, la sua capacità di analisi e di ragionamento critico sui temi affrontati durante il corso, oltre alla padronanza e all’appropriatezza nell’uso del linguaggio tecnico
La valutazione finale sarà attribuita secondo i seguenti criteri indicativi:
Non approvato: conoscenze insufficienti dei concetti fondamentali e proprietà di linguaggio e/o esposizione non idonei, incapacità di risoluzione dei quesiti richiesti;
18–23: conoscenza essenziale dei contenuti di base; esposizione e capacità di collegamento limitate; risoluzione parziale dei quesiti richiesti, limitate proprietà di linguaggio tecnico;
24–27: buona padronanza degli argomenti trattati; esposizione chiara e capacità di collegamento adeguate; risoluzione corretta della maggior parte quesiti richiesti, buone proprietà di linguaggio tecnico;
28–30 e lode: completa padronanza dei contenuti; esposizione articolata e consapevole; capacità critica nel collegare i concetti; risoluzione completa dei quesiti richiesti, ottima padronanza e appropriatezza nell’uso del linguaggio tecnico.
Gli studenti con disabilità e/o DSA dovranno contattare con sufficiente anticipo rispetto alla data dell'esame il docente, il referente CInAP del DMI (prof.ssa Daniele) e il CInAP per comunicare che intendono sostenere l'esame fruendo delle opportune misure compensative.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
1. Concetto di Medicina di precisione
2. Ruolo dei biomarcatori nella medicina di precisione
3. Chiamata delle varianti
4. Algoritmo predittivo per la riclassificazione delle varianti cliniche
5. Analisi di un BAM file attraverso l’IGV
6. Disegno di un pannello genico a target regions
7. Algoritmi diagnostici
Si precisa che tali domande hanno carattere puramente indicativo: le domande effettivamente proposte in sede d’esame potranno divergere, anche in modo significativo, da quelle riportate in questa lista.
Nel corso delle lezioni, saranno proposti esercizi analoghi a quelli che gli studenti incontreranno nell’esame finale. Inoltre, saranno messi a disposizione ulteriori esercizi durante lo svolgimento del corso.