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Lo studio dei biomarcatori genomici:
applicazioni diagnostiche nella
medicina personalizzata e forense
Emiliano Giardina
I GIORNATA SCIENTIFICA DEL DIPARTIMENTO
di BIOMEDICINA E PREVENZIONE
• Nome Cognome, qualifica: Emiliano Giardina, Ricercatore
• SSD di afferenza: MED/03 (Genetica Medica)
• Patologie di maggior interesse: Psoriasi, Psoriasi Artropatica, Eczema Atopico,
Degenerazione Maculare Senile
•Argomenti generali di interesse: Genetica Predittiva, Farmacogenetica, Diagnosi
Prenatale, Genetica Forense
• Metodiche di laboratorio: PCR, RT-PCR, Sequenziamento, Next generation
sequencing
• Collaborazioni : Oculistica PTV (prof. Ricci- Prof. Cusumano)
Reumatologia PTV (Prof. Perricone)
Dermatologia PTV (Prof. Chimenti)
Pediatria: dott.sse Moschese/Chini
Ospedale Sacco di Milano: prof. Staurenghi
Univ. Torino: dott.ssa Chiara Eandi
Fatebenefratelli San Pietro: dott.ssa Elena Galli
IDI: dott.ssa Paola Fortugno / Giovanna Zambruno
PAGE Consortium
I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
20/05/2013
 modelli di eredità
 alleli di suscettibilità
 patogenesi
 familiarità
 fattori ambientali
 capacità predittiva
I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
20/05/2013
Infiltrazione di cellule
infiammatorie nel derma
Iperproliferazione dei
cheratinociti
Il normale ciclo di
maturazione dei cheratinociti
è di circa 28-30 giorni
Nelle lesioni
psoriasiche è accelerato
a 3-4 giorni
Epidermide normale
2-4% della popolazione
 rapporto maschi/femmine 1:1
FAMILIARITA’
Primi studi 1963 G.Lomholt: Isole Faroe
 Il 90% dei pazienti con
psoriasi ha almeno un
parente di I grado affetto
dalla malattia
 Una persona che ha un
fratello affetto il rischio di
ammalarsi a sua volta è circa
del 12%
 Se oltre al fratello è affetto
anche un genitore,
il rischio arriva al 35%.
I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
20/05/2013
I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
20/05/2013
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I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
Genetic profiles different between cases and controls
Discrimination between at risk and protective individuals
I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
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DEGENERAZIONE MACULARE LEGATA ALL’ETA’
La DMLE è dovuta all’accentuazione ed accelerazione dei fisiologici
processi di invecchiamento della retina, in particolare a carico
dell’epitelio pigmentato retinico e della membrana di Bruch.
I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
20/05/2013
E’ la principale causa di perdita irreversibile della funzione
visiva centrale nei soggetti di età superiore a 65 anni che
vivono nei paesi industrializzati.
Incidenza annua: 600mila-1milione e 100 mila in USA.
150.000 –275.000 in Italia.
Fattori esogeni (alimentazione,radiazioni UV,fumo, ecc.)
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Giardina and Ricci, submittedI giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
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• Key regulatory glycoprotein in the complement-mediated immune system
Variations in in the CFH gene
affect a region of the CFH
protein that is important for
binding to CRP. The CFH
(Y402H) protein that has a
reduced ability to bind to CRP.
Excess levels of CRP might
lead to an overactive
complement system that
damages eye tissue.
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carbamazepine (CBZ), lamotrigine (LTG), phenobarbital (PHB),
phenytoin (PHT), or valproic acid (VPA)
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ProportionofSPT-PosandSPT-NegSubjects
Number of Days between start of ABC and onset of ABC HSR
4%
8%
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16%
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0 7 14 21 28 35 42 >42
SPT-Pos
(n=47)
SPT-Neg
(n=148)
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Adhesive surface
1% abacavir
10% abacavir
Petrolatum control
Excipient control
Schematic top view of skin patch
• Immune cell-mediated reaction
• Research tool used to identify
patients with immune-mediated
abacavir HSR
Phillips et al. AIDS 2002 and 2005
Phillips et al. IAS 2007 Abstract MOPEB001
24 Hour 48 Hour
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ProportionofSPT-PosandSPT-NegSubjects
Number of Days between start of ABC and onset of ABC HSR
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Giardina et al.,2007; 2009; 2010I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
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Dott.ssa Raffaella Cascella
Dott.ssa Beatrice De Matteo
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  • 1. Lo studio dei biomarcatori genomici: applicazioni diagnostiche nella medicina personalizzata e forense Emiliano Giardina I GIORNATA SCIENTIFICA DEL DIPARTIMENTO di BIOMEDICINA E PREVENZIONE
  • 2. • Nome Cognome, qualifica: Emiliano Giardina, Ricercatore • SSD di afferenza: MED/03 (Genetica Medica) • Patologie di maggior interesse: Psoriasi, Psoriasi Artropatica, Eczema Atopico, Degenerazione Maculare Senile •Argomenti generali di interesse: Genetica Predittiva, Farmacogenetica, Diagnosi Prenatale, Genetica Forense • Metodiche di laboratorio: PCR, RT-PCR, Sequenziamento, Next generation sequencing • Collaborazioni : Oculistica PTV (prof. Ricci- Prof. Cusumano) Reumatologia PTV (Prof. Perricone) Dermatologia PTV (Prof. Chimenti) Pediatria: dott.sse Moschese/Chini Ospedale Sacco di Milano: prof. Staurenghi Univ. Torino: dott.ssa Chiara Eandi Fatebenefratelli San Pietro: dott.ssa Elena Galli IDI: dott.ssa Paola Fortugno / Giovanna Zambruno PAGE Consortium
  • 3. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 4.  modelli di eredità  alleli di suscettibilità  patogenesi  familiarità  fattori ambientali  capacità predittiva I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 5. Infiltrazione di cellule infiammatorie nel derma Iperproliferazione dei cheratinociti Il normale ciclo di maturazione dei cheratinociti è di circa 28-30 giorni Nelle lesioni psoriasiche è accelerato a 3-4 giorni Epidermide normale 2-4% della popolazione  rapporto maschi/femmine 1:1
  • 6. FAMILIARITA’ Primi studi 1963 G.Lomholt: Isole Faroe  Il 90% dei pazienti con psoriasi ha almeno un parente di I grado affetto dalla malattia  Una persona che ha un fratello affetto il rischio di ammalarsi a sua volta è circa del 12%  Se oltre al fratello è affetto anche un genitore, il rischio arriva al 35%. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 7. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 8. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 9. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 10. De Cid et al.,2009I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 11. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 12. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 13. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 14. 20/05/2013 I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
  • 15. Genetic profiles different between cases and controls Discrimination between at risk and protective individuals I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 16. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 17. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 18. DEGENERAZIONE MACULARE LEGATA ALL’ETA’ La DMLE è dovuta all’accentuazione ed accelerazione dei fisiologici processi di invecchiamento della retina, in particolare a carico dell’epitelio pigmentato retinico e della membrana di Bruch. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 19. E’ la principale causa di perdita irreversibile della funzione visiva centrale nei soggetti di età superiore a 65 anni che vivono nei paesi industrializzati. Incidenza annua: 600mila-1milione e 100 mila in USA. 150.000 –275.000 in Italia. Fattori esogeni (alimentazione,radiazioni UV,fumo, ecc.) I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 20. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1 2.8 1 0.9 1 1.9 3.9 1 1.1 1.5 I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 21. -4 1 6 11 16 21 26 TT CT CC TT CT CC GG GT TT GG CG/CC CC CT/TT 1 1.8 3.5 1 1.6 3.7 1 3.1 25.4 1 0.3 1 0.3 I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 23. Giardina and Ricci, submittedI giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 24. • Key regulatory glycoprotein in the complement-mediated immune system Variations in in the CFH gene affect a region of the CFH protein that is important for binding to CRP. The CFH (Y402H) protein that has a reduced ability to bind to CRP. Excess levels of CRP might lead to an overactive complement system that damages eye tissue. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 25.
  • 26.
  • 27. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 28. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 29. carbamazepine (CBZ), lamotrigine (LTG), phenobarbital (PHB), phenytoin (PHT), or valproic acid (VPA) I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 30. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 31. ProportionofSPT-PosandSPT-NegSubjects Number of Days between start of ABC and onset of ABC HSR 4% 8% 12% 16% 20% 0 7 14 21 28 35 42 >42 SPT-Pos (n=47) SPT-Neg (n=148) I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 32. Adhesive surface 1% abacavir 10% abacavir Petrolatum control Excipient control Schematic top view of skin patch • Immune cell-mediated reaction • Research tool used to identify patients with immune-mediated abacavir HSR Phillips et al. AIDS 2002 and 2005 Phillips et al. IAS 2007 Abstract MOPEB001 24 Hour 48 Hour I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 33. ProportionofSPT-PosandSPT-NegSubjects Number of Days between start of ABC and onset of ABC HSR 4% 8% 12% 16% 20% 0 7 14 21 28 35 42 >42 SPT-Pos (n=47) SPT-Neg (n=148) I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 34. ProportionofSPT-PosSubjects Number of Days between start of ABC and onset of ABC HSR 4% 8% 12% 16% 20% 0 7 14 21 28 35 42 >42 SPT-Pos (n=47) I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 35. Giardina et al.,2010I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 36. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 37. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 38. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 39. I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 40. Giardina et al.,2007; 2009; 2010I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013
  • 41. Dott.ssa Raffaella Cascella Dott.ssa Beatrice De Matteo Dott.ssa Laura Manzo Dott.ssa Cristina Peconi Dott.ssa Ilenia Pietrangeli Dott. Michele Ragazzo Dott.ssa Stefania Zampatti I giornata ricerca scientifica Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione 20/05/2013