IV GIORNATA SCIENTIFICA DEL DIPARTIMENTO
di BIOMEDICINA E PREVENZIONE
Studio dell’espressione genica nelle
patologie complesse
Francesca Amati
[email protected]
• Nome Cognome:
• SSD di afferenza:
Francesca Amati
MED 03 (Genetica Medica)
• Patologie di maggior interesse:
• Altre Patologie di interesse:
Aterosclerosi e malattie cardiovascolari
Cardiopatie congenite, sindromi genomiche,
Abortività spontanea ricorrente
• Argomenti generali di interesse:
Genetica Umana, Genetica Medica,Trascrittomica,
Studio degli splicing alternativi , Antisense
oligonucleotide therapy, Biomarcatori Molecolari
• Metodiche di laboratorio:
Biologia molecolare, PCR, RT-PCR, quantitative RT-PCR,
Sequenziamento, Next generation sequencing,
Microarray
• Collaborazioni (ambito):
- UNIMI Prof. A. Catapano/Dott. G.D. Norata
- Università Tor Vergata Prof. E. Piccione/Prof.ssa
Pietropolli
- Università Tor Vergata Prof. F. Romeo/Dott. R. Mango
- ICREA/Centre de Regulació Genòmica (SPAGNA) Prof.
Juan Valcárcel Juárez
Aterosclerosi e malattie
cardiovascolari
Il principale recettore endoteliale per le ox-LDL, LOX-1
(Lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor1), codificato dal gene OLR1, svolge un ruolo chiave
nell’aterogenesi; più recentemente, è stata dimostrata
anche un’associazione tra l’aumentata attività di LOX-1
e la tumorigenesi.
Amati et al., Mol. Ther Nucleic Acids, 2012
Studio dell’espressione genica
L’identificazione delle basi genetiche delle
patologie umane è una delle principali aree di
ricerca medica
Quali geni sono espressi in un tessuto ed in un dato momento dello sviluppo?
Quanto ciascuno di essi e’ attivo dal punto di vista trascrizionale? C’è
differenza, dal punto di vista trascrizionale, tra tessuto “malato” e non?
Profilo d’espressione del genoma
(TRASCRITTOMA)
Microarrays
Agilent SureScan Dx Microarray Scanner
Applicazioni della tecnologia dei
microarrays
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Differenze nei livelli di espressione genica (mRNA)
Differenze nei livelli di espressione di microRNA (miRNA)
Differenze nei livelli di espressione delle varie forme di splicing degli mRNAs
Determinare l’aumento o la delezione di copie di geni in uno specifico DNA (Comparative
genomic hybridization, array-CGH). Spesso si accompagna alla genotipizzazione di SNPs (single
nucleotide polymorphisms)
Determinare differenze nei livelli di espressione proteica (protein microarrays o protein chip)
Identificare fattori di trascrizione attivi in un determinato tessuto o cellula (Ds-DNA
microarrays)
Identificazione di biomarcatori molecolari utilizzabili per:
diagnosi di malattia
classificazione e stratificazione dei pazienti
risposta ai farmaci
identificazione di nuovi target terapeutici
Da tenere presente prima di iniziare……
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Gli studi di trascrittomica forniscono un importante “fotografia” della
quantità di mRNA presente in un dato momento in un sistema vivente
Tenere in massima considerazione la “fonte” di mRNA.
Altro elemento da tenere in massima considerazione è il gruppo di
controllo (o il sistema con cui la nostra popolazione di studio deve essere
confrontata)
E’ sempre opportuno, una volta applicata la tecnica, effettuare degli
esperimenti di validazione dei risultati utilizzando altre tecniche (RT-PCR,
in situ hybridization, immunoblots and immunohistochemistry).
A causa dell’etereogenità delle patologie complesse, è fondamentale per il
ricercatore seguire delle linee guida comuni per la selezione e collezione
dei campioni biologici
In questo ambito, abbiamo collaborato a diversi progetti sia interni che esterni:
 Minella D, et al. SOS1 over-expression in genital skin fibroblasts from hirsute women: a putative role of the
SOS1/RAS pathway in the pathogenesis of hirsutism. J Biol Regul Homeost Agents. 2011
 Giganti MG, et al. A pilot study on the transcriptional response of androgen-and insulin-related genes in
peripheral blood mononuclear cells induced by testosterone administration in hypogonadal men. J Biol
Regul Homeost Agents. 2011
 Amati F, et al., Hif1α down-regulation is associated with transposition of great arteries in mice treated with
a retinoic acid antagonist. BMC Genomics. 2010
 Nisticò S, et al., Effects of TNF-α and IL-1 β on the activation of genes related to inflammatory, immune
responses and cell death in immortalized human HaCat keratinocytes. Int J Immunopathol Pharmacol. 2010
 Minella D, et al., Androgen- and insulin-related gene signature using a specific low density oligoarray
AndroChip 2 in peripheral blood mononuclear cells in agonists, recreational athletes and sedentary subjects.
J Biol Regul Homeost Agents. 2010.
 Menghini R, et al., MicroRNA217 modulates endothelial cell senescence via silent information regulator 1.
Circulation. 2009
 Botta A, et al., Gene expression analysis in myotonic dystrophy: indications for a common molecular
pathogenic pathway in DM1 and DM2. Gene Expr. 2007
 Valentini A, et al. Valproic acid induces neuroendocrine differentiation and UGT2B7 up-regulation in human
prostate carcinoma cell line. Drug Metab Dispos. 2007
 Amati F, et al., Dynamic changes in gene expression profiles of 22q11 and related orthologous genes during
mouse development. Gene. 2007
 Bucci B, et al. Fractionated ionizing radiation exposure induces apoptosis through caspase-3 activation and
reactive oxygen species generation. Anticancer Res. 2006
 Gambardella S, et al., Gene expression profile study in CFTR mutated bronchial cell lines. Clin Exp Med. 2006
 Amati F, et al. Gene expression profiling of fibroblasts from a human progeroid disease (mandibuloacral
dysplasia, MAD #248370) through cDNA microarrays. Gene Expr. 2004
Prospettive future
Con il continuo sviluppo di nuove tecnologie anche il campo dello
studio dei profili di espressione genica evolverà (definizione di nuove
sonde, incremento della copertura del genoma, maggiore
riproducibilità dei risultati)
The systems genetics is an emerging discipline that integrates highthroughput expression profiling technology and systems biology
approaches for revealing the molecular mechanism of complex traits,
and will improve our understanding of gene functions in the
biochemical pathway and genetic interactions between biological
molecules.
GRAZIE…