Dottorato in MEDICINA MOLECOLARE

(website: https://phd.uniroma1.it/web/MEDICINA-MOLECOLARE_nD3521_IT.aspx)
Gli obiettivi del Dottorato di Ricerca in Medicina Molecolare sono:
1. formare ricercatori capaci di svolgere ricerca bio-medica con modalità operative tecnologicamente avanzate nei settori di seguito descritti nel Programma di Studio, in ambito fisiopatologico, diagnostico, prognostico, della Medicina predittiva e preventiva e della terapia molecolare, attraverso la realizzazione di progetti miranti alla comprensione ed al trasferimento in ambito clinico delle basi genetico-molecolari dei processi morbosi, all'utilizzo di strumenti e procedure genetico-molecolari per la diagnosi e la correzione di stati patologici;
2. incentivare lo sfruttamento e gli investimenti dei settori imprenditoriali dell'emergente Industria biotecnologica e nella ricerca biomedica traslazionale avanzata.

Il Programma di Dottorato viene svolto presso l’Università La Sapienza e le strutture cliniche collegate (Policlinico Umberto I di Roma, Ospedale S. Andrea).
L’intero complesso comprende una vasta area di ricerca di base, ed ospedali di medicina generale e specialistica di ricerca clinica.
I dottorandi partecipano ad eventi formativi di tipo interdisciplinare nelle seguenti aree: biochimica, biologia molecolare, biologia cellulare, genetica, biologia dello sviluppo, genomica strutturale e funzionale, proteomica, farmacogenomica, virologia, immunologia, nanotecnologie, bioinformatica, statistica, comunicazione e redazione scientifica in lingua inglese.
I dottorandi svolgono un progetto di ricerca in un laboratorio da loro prescelto tra quelli afferenti e concordato con il Collegio dei Docenti, sotto la guida di un supervisor e/o di un tutor interno al Collegio dei Docenti. Durante questa attività, i dottorandi sono invitati a presentare e discutere periodicamente i risultati del loro lavoro con un comitato di ricercatori appartenenti all’istituto in cui svolgono la tesi e con rappresentanti del Collegio, con cui possono anche verificare il procedere della loro attività di ricerca e di formazione.
Inoltre, i dottorandi discutono articoli scientifici con i tutori e gli altri membri dello staff scientifico, per sviluppare la capacità di analizzare e discutere su varie tematiche di ricerca.

Tesi.
Gli studenti devono ultimare il loro lavoro di dottorato in tre anni. Alla fine di questo periodo, lo studente deve presentare una tesi di dottorato scritta, che sarà sottoposta all'esame di valutatori esterni, scelti da un'apposita commissione formata da componenti del Collegio dei docenti, su un pool indicato dai tutori. La valutazione positiva dei valutatori esterni (eventualmente anche dopo revisione) è indispensabile, prima che la tesi possa essere ufficialmente discussa in un seminario aperto al pubblico. Al candidato è richiesta la pubblicazione di almeno un lavoro scientifico (o la redazione di un manoscritto da pubblicare), relativo alla ricerca svolta durante il programma di dottorato.

PROGRAMMA DI STUDIO.

1) CURRICULUM MEDICINA MOLECOLARE
a) Patologia molecolare. Tecnologie di microdissezione da preparati istologici per l'indagine molecolare su popolazioni cellulari omogenee isolate mediante Laser Capture Microdissection. Tecnologie di Diagnostica molecolare per l’identificazione di alterazioni genetiche basate su PCR(p.e., discriminazione allelica, OLA, ARMS-PCR, MLPA, analisi microsatelliti, sequenziamento automatizzato del DNA, multigene panel Next Generation Sequencing). Metodologie per lo studio dell’espressione genica e della trascrizione (cDNA-microarrays, microRNA-microarray mediante Real Time Q-PCR, RNA-seq, Chromatin immunoprecipitation (ChIP), ChIP-on-chip, ChIP-seq).
b) Relazione genotipo-fenotipo ed aspetti molecolari delle basi patogenetiche, diagnostiche e terapeutiche delle principali forme morbose ed in modelli di malattia.
c) Terapia genica. Modelli di terapia genica ed ingegnerizzazione genetica di tessuti a finalità medica.
d) Epidemiologia e malattie multifattoriali.
e) Oncologia Molecolare (fondamenti molecolari delle basi patogenetiche, diagnostiche e terapeutiche delle patologie neoplastiche - oncogeni e geni oncosoppressori, neoplasie sporadiche ed ereditarie endocrine, mammarie, gastrointestinali). Identificazione e caratterizzazione di profili mutazionali predittivi di risposta a terapie target. Identificazione e caratterizzazione di cellule tumorali circolanti e di DNA tumorale circolante.
f) Biotecnologie
- Biologia molecolare e cellulare. Tecnologie per lo studio di cellule e tessuti e di processi morfogenetici e differenziativi. Citometria a flusso. Principali tecnologie del DNA ricombinante, analisi DNA e RNA, clonazione genomica e di cDNA, gene editing e CrispR-Cas9 technology, regolazione della trascrizione genica, transfezione genica. Studio di interazioni proteine/DNA e proteina/proteina (two hybrid system).
- Genomica strutturale e funzionale (post-genomica). Identificazione di loci genomici. Gene searching. Sequenziamento automatizzato del DNA e applicazioni di Next Generation Sequencing. Espressione genica differenziale, tecnologia dei DNA-microarrays, caratterizzazione funzionale di prodotti genici. Analisi sequenze per omologie, strutture e domini funzionali dei prodotti genici. Predizione struttura/funzione. Trascrittomica e Chromatin Immunoprecipitation (ChIP). Analisi highthroughput ChIP-on-chip. Principali tecnologie di proteomica, metabolomica e bioenergetica.
- Sviluppo di modelli animali transgenici per lo studio di patologie umane. Sviluppo di animali transgenici e knock-out e knock-in convenzionali e condizionali (stadio differenziativo- e tessuto-specifico). Ruolo fisiologico di prodotti genici normali. Caratterizzazione del ruolo di geni mutati nella patogenesi di patologie specifiche. Modelli sperimentali per strategie terapeutiche e preventive.
- Trasferimento genico. Tecnologie di trasferimento genico. Sviluppo di vettori virali (vettori retrovirali, vettori adenovirali, vettori lentivirali).

2) CURRICULUM PATOLOGIA E FISIOPATOLOGIA MOLECOLARE
a) Microscopia ottica ed elettronica.
b) Applicazione della tecnologia di “laser micro dissection”, associate allo sviluppo di tecniche di biochimica e biologia molecolare, soprattutto per lo studio di piccole biopsie derivate da pazienti.

3) CURRICULUM FISIOPATOLOGIA ENDOCRINO-METABOLICA
a) Aspetti molecolari delle basi patogenetiche, diagnostiche e terapeutiche delle patologie da alterata trasmissione dei segnali cellulari (patologie endocrine e metaboliche).
b) Basi molecolari della trasmissione del segnale insulinico
c) Genetica del diabete mellito
d) Genetica delle malattie multifattoriali con particolare riferimento alle malattie metaboliche.
e) Suscettibilità genetica e risposta immune.

PROGETTI DI RICERCA IN CORSO:
- Aspetti genetico-molecolari dei tumori cerebrali.
- Aspetti genetico-molecolari delle leucemie a linfociti T.
- Aspetti genetico-molecolari dei tumori solidi.
- Aspetti genetico-molecolari dei tumori ematologici
- Aspetti genetico-molecolari delle miocardiopatie.
- Regolazione epigenetica (cromatina e microRNA) delle cellule staminali normali e neoplastiche.
- Riprogrammazione metabolica dei tumori
- Aspetti genetico-molecolari della trasduzione dei segnali di sviluppo cellulare neuronale e loro implicazioni patologiche.
- Aspetti genetico-molecolari delle neoplasie eredo-familiari (mammella/ovaio).
- Aspetti genetico-molecolari del diabete mellito.
- Aspetti genetico-molecolari delle DNA damage defective syndromes
- Genome wide association studies per l’identificazione di alleli-malattia e definizione di polygenic risk score (PRS)
- Caratterizzazione di cellule e DNA tumorale circolante come ausilio alla diagnosi, alla definizione di prognosi e predittività di risposta a terapie target in oncologia

PRINCIPALI FACILITIES
Dipartimento di afferenza: Dipartimento di Medicina Molecolare, a cui afferiscono laboratori completamente attrezzati per eseguire tecniche di Biochimica e Biologia Cellulare e Molecolare; Laboratori per colture cellulari, inclusi laboratori con livello di sicurezza BL3; Laboratori di Bioinformatica e Genomica, forniti di strumentazione di ultima generazione, comprensivi di facilities di genomica funzionale (strumentazione per Sanger Sequencing, NGS, Single cell sequencing), proteomica e metabolomica; Laboratori di Citofluorimetria, live cell imaging e Microscopia Confocale, inclusa strumentazione per time-lapse; Stabulario, anche per breeding di topi geneticamente modificati, con facilities di live imaging. Concorrono alla disponibilità di laboratori il Dipartimento di Medicina Sperimentale e il Dipartimento di Scienze radiologiche, oncologiche e anatomo-patologiche.