Dottorato in MEDICINA MOLECOLARE

DOTTORATO DI RICERCA 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 altamente qualificati capaci di concepire e realizzare progetti di ricerca all’avanguardia in campo bio-medico con modalità operative tecnologicamente avanzate in ambito fisiopatologico, diagnostico, prognostico, della medicina predittiva e preventiva e della terapia molecolare. Le attività formative ed i progetti di ricerca del curriculum sono incentrati sulla comprensione avanzata dei meccanismi genetico/molecolari alla base dei processi morbosi e mirano a fornire competenze sull’utilizzo di strumentazioni e metodologie genetico-molecolari innovative per lo sviluppo di nuove soluzioni diagnostico/terapeutiche.
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 in misura prevalente presso l’Università La Sapienza e le strutture cliniche collegate (Policlinico Umberto I di Roma, Ospedale S. Andrea). Tuttavia, una intensa collaborazione con altri centri Universitari Italiani e con diverse Istituzioni di Ricerca Nazionali ed Internazionali è garantita dalla presenza nel Collegio dei Docenti di numerosi membri esterni a Sapienza, la cui expertise ed i cui laboratori sono disponibili per le esperienze dei Dottorandi.
La multidisciplinarietà del progetto formativo è chiaramente apprezzabile sia nella composizione del Collegio dei Docenti che nella varietà di proposte didattiche e progettuali offerte. I dottorandi, assistiti da membri del Collegio e/o da Supervisor anche afferenti alle numerose Istituzioni con cui i membri del Collegio intrattengono rapporti di collaborazione, partecipano ad eventi formativi di tipo interdisciplinare nelle seguenti aree: biologia molecolare, biologia cellulare, biochimica, genetica, biologia dello sviluppo, genomica strutturale e funzionale, proteomica, farmacogenomica, virologia, immunologia, nanotecnologie, bioinformatica, statistica, bioetica della ricerca, comunicazione e redazione scientifica in lingua inglese.
Sono promossi momenti di confronto tra Dottorandi e tra Dottorandi e Tutors, e favorite le interazioni dei Dottorandi con i membri dei laboratori e strutture cliniche afferenti al Dottorato, ma anche con altri laboratori italiani e stranieri, per l’acquisizione di nuove capacità e tecnologie. La molteplicità di competenze rese disponibili ai Dottorandi faciliterà quindi lo sviluppo di progettualità transdisciplinari.
FORMAZIONE PROFESSIONALE E TESI.
I Dottorandi svolgeranno un progetto di ricerca in un laboratorio da loro prescelto tra quelli direttamente afferenti, o che svolgono attività in collaborazione. Il progetto sarà comunque concordato con il Collegio dei Docenti, e svolto sotto la guida di un supervisor (interno o esterno) ed un tutor interno al Collegio dei Docenti, che si occuperanno di garantire una adeguata formazione tecnica e culturale del Dottorando. 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. I dottorandi analizzano e discutono articoli scientifici con tutori e staff per migliorare le loro competenze nell'analisi e nel dibattito su tematiche di ricerca. Oltre alle attività formative offerte dal Dottorato, i Dottorandi sono sollecitati a partecipare a corsi e seminari esterni al Dottorato (di solito esposti sul sito del Dottorato) ed a meeting scientifici nazionali ed internazionali in cui possono presentare i propri dati e soprattutto confrontarsi con il contesto scientifico internazionale.
Gli studenti devono ultimare il loro lavoro di tesi di dottorato in tre anni. Alla fine di questo periodo, lo studente deve presentare una tesi 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
Malattie genetiche del sistema neuromuscolare. Aberrazioni dello sviluppo associate a sindromi da danno al DNA.
Genetica ed epigenetica dei tumori. Ereditarietà dei tumori, individuazione di geni e varianti genetiche di suscettibilità alla patologia neoplastica, sviluppo di Polygenic Risk Scores.
Caratterizzazione molecolare dei tumori solidi tramite analisi di genomica, trascrittomica, proteomica, metabolomica, bioenergetica ed epigenomica. Aberrazioni dello sviluppo e correlazioni con la carcinogenesi, associate alle pathway di Notch, Sonic Hedgehog e WNT. Non coding RNA e cancro. Ruolo del microambiente nella patologia neoplastica. Patologie sostenute da virus. Virus e cancro, virus e immunoevasione.
Sviluppo di metodologie di analisi di biomarcatori molecolari. Uso della biopsia liquida nel monitoraggiodella risposta terapeutica a farmaci a bersaglio molecolare ed immunoterapie in pazienti affetti da neoplasie solide. Identificazione di biomarcatori prognostici e predittivi di risposta alle terapie target.
Drug discovery e drug delivery. Sviluppo di farmaci a RNA e micro RNA-based. Sviluppo di modelli preclinici di malattia: colture 2D, 3D, organoidi. Sviluppo di modelli animali di malattia. Utilizzazione di metodologie molecolari avanzate e tecnologie di editing genetico. Sviluppo e applicazione di metodologie omiche per le analisi di geni, trascritti e proteine, Single Cell and Spatial transcriptomics and proteomics. Utilizzazione di procedure bioinformatiche per l’analisi dati di genomica, proteomica e di struttura e funzionalità delle proteine.
2) CURRICULUM PATOLOGIA E FISIOPATOLOGIA MOLECOLARE
Aspetti molecolari delle basi patogenetiche, diagnostiche e terapeutiche delle principali forme morbose ed in modelli di malattia. Neurodegenerazione, Alzheimer e microtubuli. Ruolo delle sirtuine nei processi metabolici, nell’invecchiamento e in patologia. Interazione tra metaboliti del microbiota e sirtuine. Medicina spaziale
3) CURRICULUM FISIOPATOLOGIA ENDOCRINO-METABOLICA
Aspetti molecolari delle basi patogenetiche, diagnostiche e terapeutiche delle patologie da alterata trasmissione dei segnali cellulari (patologie endocrine e metaboliche). Basi molecolari della trasmissione del segnale insulinico. Genetica del diabete mellito. Genetica delle malattie multifattoriali con particolare riferimento alle malattie metaboliche. Suscettibilità genetica e risposta immune. Alterazioni metaboliche ed ossidoriduttive in patologia neoplastica, relazione tra malattie metaboliche e cancro, farmaci metabolici, nutrizione nella prevenzione e trattamento delle patologie tumorali.
PRINCIPALI DOTAZIONI DISPONIBILI PER I DOTTORANDI
Dipartimento di afferenza: Dipartimento di Medicina Molecolare, Dipartimento di eccellenza ANVUR 2023-2027.
A disposizione dei Dottorandi ci sono laboratori completamente attrezzati per eseguire tecniche di Biochimica e Biologia Cellulare e Molecolare; Laboratori per colture cellulari, inclusi laboratori con livello di sicurezza BL3. Inoltre, i Dottorandi hanno accesso alle seguenti facilities e strumentazioni:
-Animal facility con zona "SPF" dotato di strumentazione per imaging in vivo di piccoli animali
- Facility di Next Generation Sequencing (NGS) dotata anche di una piattaforma per analisi su singola cellula
- Facility di proteomica e metabolomica dotata di spettrometro di massa ad alta risoluzione e di analizzatore per lo studio dei flussi dinamici metabolici in cellule tumorali e del sistema immunitario
-Facility di bioenergetica dotata di stazione di lavoro ipossica associata ad analizzatore Seahorse per lo studio dei flussi dinamici metabolici in cellule tumorali e del sistema immunitario in condizioni di ossigeno e CO2 controllate
- Facility di high-throughput imaging dotata di microscopio confocale spettrale con sistema di super risoluzione e live imaging e di un sistema per l’analisi quantitativa e dinamica di parametri vitali cellulari
- Facility di Citofluorimetria
- Piattaforma di ingegneria tissutale per la generazione di pseudo-tessuti 3D
- Laboratorio di nanodelivery
- Laboratorio di Biopsia Liquida dei tumori dotato di strumentazioni all’avanguardia per l’isolamento e la caratterizzazione di cellule tumorali e DNA tumorale da fluidi biologici
- Facility di "bioinformatica dei sistemi" e di analisi di "big data", con competenze di bioinformatica strutturale delle proteine, interazioni proteina/proteina, progettazione e/o ottimizzazione di nuove molecole per un potenziale utilizzo farmacologico, analisi biostatistiche e interpretazione di dati generati da tecnologie ad alta processività, applicazione di metodologie di biologia computazionale a dati clinici in ambito oncologico e nello studio di patologie rare.
PRINCIPALE STRUMENTAZIONE
In Vivo Imaging System Lumina Series III, Perkin Elmer; Leica “Angle TwoTM Stereotaxic System Instrument; Thermo Fisher ViiA 7 Real-Time PCR System and Quant Studio 12 K Flex Real Time PCR; radioisotope laboratory; Time-lapse live videomicroscopy, Becton-Dickinson; FACSCalibur and FACSAria Cytofluorimeters, BD Rhapsody Single Cell Analysis System; sequencing facility with ThermoFisher Ion Gene Studio S5 System plus (sequenziatore) + Ion Chef System (sistema robottizato/automatizzato per la preparazione delle librerie da NGS) + SeqStudio TM Genetic Analyzer, 4 capillari; NGS Illumina MiniSeq, Agilent Bioanalyzer 2100; Nanostring; Glomax Discover System, Promega, IncuCyte S3 Live-cell, Essen BioScience; BD LSRFortessa Cell Analyzer, C1 Single Cell Auto Prep and QPCR analyzer on nanofluid chip, Biomark HD, Biosense; Seahorse XF extracellular flux analyzer; ZEISS LSM 980 confocal with Airyscan 2; Microscope+Scanner PreciPoint M8_Nikon; Hypoxic workstation: stazione integrata per l’incubazione e la manipolazione di cellule in coltura 2D e 3D in condizioni di concentrazione di ossigeno e CO2 controllate.
Concorrono alla disponibilità di laboratori il Dipartimento di Medicina Sperimentale e il Dipartimento di Scienze radiologiche, oncologiche e anatomo-patologiche, in Sapienza e tutti le Istituzioni di afferenza dei Supervisor esterni dei Dottorandi (Istituto Superiore di Sanità, IFO-IRE, UOD Diabetologia, Policlinico Umberto I; Ambulatorio di endocrinologia oncologica e andrologia UOC Medicina Specialistica Endocrino-Metabolica dell’AOU Sant’Andrea, etc.)