Le analisi personalizzate nella medicina di laboratorio [Spandrio - Piccin Editore]
- ISBN/EAN
- 9788829923335
- Editore
- Piccin Editore
- Formato
- Brossura
- Anno
- 2013
- Pagine
- 432
Disponibile
90,00 €
La mappatura del genoma umano e l’incredibile mole di nuove conoscenze che la ricerca biomedica ha prodotto in queste ultime decadi hanno creato le premesse e le aspettative per un’evoluzione epocale in medicina.
In particolare, con crescente interesse si è predetto il passaggio dalla “medicina reattiva” basata su indagini di popolazione, in presenza di sintomi e con approcci terapeutici orientati a malattie già in stadio avanzato, ad una medicina delle “4P”. Le 4P defi niscono un nuovo orientamento basato su una medicina Predittiva, Preventiva, Partecipata (“empowerment del paziente”) e Personalizzata.
Non vi è dubbio alcuno che il passaggio alla auspicata “medicina delle 4P” sia in larga parte legato e reso possibile solo dallo sviluppo della medicina di laboratorio, ed ancor più specifi camente dell’innovazione della disciplina, in gran parte dovuta allo sviluppo delle nuove tecnologie.
Lo sviluppo tecnologico, peraltro, è fi glio della ricerca innovativa che le scienze di base hanno prodotto in modo continuativo e con crescente rilevanza e che, ora, pone la medicina di laboratorio ad interessarsi del trasferimento tecnologico in ambito assistenziale. Non a caso, si parla del ruolo della medicina di laboratorio come disciplina essenziale
e forse principale nella “translational medicine” e dell’importanza di rendere fruibili non solo le nuove tecnologie ma, e forse soprattutto, garantire la sostenibilità della loro introduzione attraverso percorsi formativi e culturali. Non vi è dubbio alcuno che l’appropriata richiesta e l’altrettanto appropriata interpretazione ed utilizzazione dei test eseguiti con nuove tecnologie (le mitiche “omics”) sono prerequisiti indispensabili per garantire il loro uso razionale, effi ciente ed effi cace.
Pertanto, il volume Le analisi personalizzate nella medicina di laboratorio a cura dei professori Luigi Spandrio e Bruno Milanesi, merita particolare attenzione in quanto rappresenta un momento del percorso culturale necessario al trasferimento dell’innovazione nella clinica.
Una lettura attenta del volume, infatti, permette di “rinfrescare” concetti consolidati quali appaiono nei primi due capitoli dedicati alle “tecniche di separazione e misura in chimica clinica” alla luce dell’attuale importanza, per esempio, della spettrometria di massa nella proteomica clinica, nella determinazione di ormoni, farmaci ed altri analiti. Fra
le tecniche “emergenti” non potevano mancare i richiami alla citometria a fl usso e citomica (capitoli 3
e 8), alle analisi molecolari, con micro- e nanoarray e, in genere, le nanotecnologie. La seconda parte del volume, a confermare la logica che deve legare tecnologie ed appropriatezza, è dedicata alle principali applicazioni cliniche ed alle problematiche intrinsecamente correlate. Fra queste, posto preminente viene correttamente assegnato alla farmacogenetica e farmacogenomica (capitolo 13), ai biomarcatori oncologici (capitolo 14), alla diagnostica molecolare
negli ambiti dell’allergologia (capitolo 16) ed all’applicazione dei test genetici in vari ambiti clinici.
Maggiori Informazioni
| Autore | Spandrio Luigi; Milanesi Bruno |
|---|---|
| Editore | Piccin Editore |
| Anno | 2013 |
| Tipologia | Libro |
| Lingua | Italiano |
| Indice | Sezione I - LE TECNOLOGIE 1. Tecniche di separazione in chimica clinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 L. Spandrio, B. Milanesi Cromatografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Defi nizioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Cromatografi a di adsorbimento . . . . . . . . . . . . . 4 Cromatografi a di ripartizione . . . . . . . . . . . . . . . 5 Cromatografi a su strato sottile (Th in layer chromatography o TLC) . . . . . . 6 Cromatografi a liquida in fase normale . . . . . . . . 7 Cromatografi a liquida in fase inversa . . . . . . . . . 7 Cromatografi a liquida in fase inversa per accoppiamento ionico . . . . . . . . . . . . . . 7 Cromatografi a chirale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Cromatografi a a scambio ionico (o eteropolare) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Gel cromatografi a (gel fi ltrazione) o cromatografi a di esclusione spaziale . . . . . 8 Cromatografi a di affi nità . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Cromatografi a in fase gassosa o gascromatografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Gascromatografi a-spettrometria di massa . . . . . 10 Cromatografi a in fase liquida ad alta risoluzione (HPLC) (High Performance Liquid Chromatography) . . . . . . . . . . . . . 11 Scelta del sistema cromatografi co . . . . . . . . . . . 12 Applicazioni in chimica clinica . . . . . . . . . . . . 12 Elettroforesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Defi nizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Elettroforesi in fase libera o con gradiente mobile . . . . . . . . . . . . . . . 13 Elettroforesi zonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Carta da fi ltro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Acetato di cellulosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Gel di amido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Gel di agar e di agarosio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Gel di poliacrilammide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Elettroforesi ad alto voltaggio . . . . . . . . . . . . . . 16 Immunoelettroforesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Elettroforesi su gel di poliacrilammide con sodio dodecilsolfato (SDS-PAGE) . . . . . . 17 Rivelazione, stima quantitativa e recupero della proteina da gel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Western blotting (blotting delle proteine) . . . . . . . 17 Elettroforesi bidimensionale e spettrometria di massa: determinazione del proteoma . . . . 18 Elettroforesi capillare (CE) . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Isoelettrofocalizzazione (electrofocusing) . . . . . 19 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2. Tecniche di misura in chimica clinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 L. Spandrio, B. Milanesi Spettrometria di assorbimento UV-visibile . . . 21 Natura dell’energia radiante . . . . . . . . . . . . . . . 21 Colore dei corpi e spettro di assorbimento . . . . 22 Legge dell’assorbimento o legge di Lambert-Beer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Apparecchiatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Indice generale xiv ♦ INDICE GENERALE Turbidimetria e nefelometria . . . . . . . . . . . . . 23 Turbidimetria (o torbidimetria) . . . . . . . . . . . . 24 Nefelometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Spettroscopia di assorbimento atomico . . . . . . 24 Principio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Fotometria di emissione o spettrometria atomica di emissione di fi amma e spettrometria a plasma . . . . . . . . . . . . . . 25 Spettrometria di fl uorescenza (fl uorimetria) . . 26 Spettri di eccitazione e di misura (emissione) . . 27 Luminescenza, bioluminescenza, chemiluminescenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Spettroscopia di risonanza di spin elettronico (ESR) (o risonanza paramagnetica elettronica) . . . . . . . . . . . . . 29 Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e di spin elettronico . . . . . . . . . . . 29 Risonanza magnetica nucleare . . . . . . . . . . . . . . 29 Spettrometria di massa e frammentografi a . . . 30 Tecniche di ionizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Commento ai metodi di ionizzazione . . . . . . . . 34 Analizzatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Comparazione degli analizzatori di massa . . . . . 37 Sistemi collettori di ioni e rivelatori . . . . . . . . . 37 Spettrometria di massa tandem (MS-MS) . . . . . 37 Sistema GS MS o HPLC-MS electrospray . . . . 37 Spettrometria di massa per lo studio di proteoma, metaboloma e trascrittoma . . . . 38 Multi-Dimensional Identifi cation Technology (MuDPIT) . . . . . . . . . . . . . . . 38 Applicazioni della spettrometria di massa . . . . . 38 Relazione fra struttura molecolare e frammentazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Determinazione del peso molecolare, della formula bruta e dei rapporti isotopici . . . . 39 Analisi quantitativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Analisi di proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3. La citometria a fl usso: nozioni generali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 M. Ongari, M.C. Lazzari, F. Lanza Principi della citometria . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Sistema fl uidico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Il sistema di iniezione del campione . . . . . . . . . . 44 Sistema di eccitazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Sorgenti a Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Sorgenti a lampada ad arco . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Sistema ottico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Segnali di “light scattering” . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Segnali di fl uorescenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Fluorocromi per gli acidi nucleici . . . . . . . . . . . . 50 Gruppi ottici per il light scattering . . . . . . . . . . . 51 Sistema elettronico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Il sistema di rivelazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Il convertitore analogico-digitale . . . . . . . . . . . . . 56 Elaboratore di dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Identifi cazione della popolazione di interesse: strategie di “gating” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Metodi quantitativi in citometria . . . . . . . . . . 59 Conta assoluta in singola piattaforma . . . . . . . . 59 Conta assoluta in doppia piattaforma . . . . . . . . 59 Lisi degli eritrociti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Nuove frontiere in citometria . . . . . . . . . . . . . 60 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4. Tecniche di analisi molecolare . . . . . . . 63 M.G. Marin, L. Spandrio, B. Milanesi Metodiche per lo studio degli acidi nucleici . . 64 Isolamento degli acidi nucleici . . . . . . . . . . . . . 64 PCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 PCR Real time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Sequenziamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Pirosequenziamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Ibridazione in situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 FISH e CGH array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Metodiche per lo studio della metilazione . . . . 70 La metilazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Le metodiche di analisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Le applicazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5. Tecnica FISH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 A. Jager, B. Milanesi La scelta della sonda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Le condizioni di stringenza . . . . . . . . . . . . . . . 77 Applicazioni cliniche della FISH . . . . . . . . . . . 77 Sistemi di lettura automatizzati . . . . . . . . . . . . 80 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6. Nanotecnologie e nanomedicina . . . . . 83 O. Valentini, L. Spandrio, B. Milanesi Microscopia a scansione di sonda . . . . . . . . . . 83 Scansione a eff etto tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Scansione a forza atomica . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 AFM a contatto statico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 AFM a interazione dinamica . . . . . . . . . . . . . . . 90 Altri microscopi a scansione di sonda . . . . . . . . 91 Nanomanipolazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Nanolitografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 INDICE GENERALE ♦ xv Nanoparticelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Nanotubi di carbonio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 “Punti quantici” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Liposomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Nanoparticelle a veicolazione attiva . . . . . . . . . . 97 Dendrimeri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 “Nanopori” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Nanogel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 “Nanogusci” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Altri materiali nanostrutturati . . . . . . . . . . . . . 100 Nanoparticelle bifunzionali . . . . . . . . . . . . . . . 101 Nanotecnologie nel laboratorio clinico . . . . . 102 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 7. Le matrici a sonde: microarray e nanoarray . . . . . . . . . . . . 109 O. Valentini, L. Spandrio, B. Milanesi Dai “microarray” ai “nanoarray” . . . . . . . . . . . 110 Cenni storici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Tipi di matrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Matrici a cDNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Matrici a oligonucleotidi . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Matrici per proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Matrici di tessuti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Come si costruisce una matrice . . . . . . . . . . . 112 Tipo di supporto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Come si legano le sonde . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Deposizione delle sonde . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Sintesi in situ delle sonde . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Ancoraggio delle proteine . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Quali requisiti deve avere il supporto . . . . . . . 114 Stabilità delle sonde legate . . . . . . . . . . . . . . . 114 Densità di sonda e capacità di legame . . . . . . . 114 Sonde a singola o a doppia elica . . . . . . . . . . . 115 Catena di ancoraggio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Come funzionano le matrici . . . . . . . . . . . . . 116 Specifi cità delle sonde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Interazione ibridativa sonda-bersaglio . . . . . . . 116 Lettura a fl uorescenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Analisi comparativa dell’espressione genica . . . 117 Matrice dei risultati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Profi li di espressione genica . . . . . . . . . . . . . . 118 Farmacogenomica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Analisi quantitativa dell’espressione genica . . 119 Eccesso di bersaglio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Normalizzazione dei risultati . . . . . . . . . . . . . 119 Analisi di sequenza e analisi mutazionale. . . . 120 Le matrici a proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Legame delle proteine al supporto . . . . . . . . . 121 Sistemi di traduzione in situ . . . . . . . . . . . . . . 121 Tipo di utilizzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Matrici analitiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Matrici funzionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Matrici a fase inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Marcatura fl uorescente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Analisi comparativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Applicazioni cliniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Strategie di rivelazione alternative . . . . . . . . . 124 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 8. La citomica e le sue tecnologie . . . . . 127 C. Ortolani, S. Papa Concetti generali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Genomica, proteomica ed altre omiche . . . . . 127 Citomica e tecnologie deputate alla misura delle cellule . . . . . . . . . . . . . . 128 Citomica e tecniche citometriche. . . . . . . . . . 128 Citometria a fl usso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Citometria statica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Imaging in fl usso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Citomica e tecniche di analisi dei dati . . . . . . 131 Tecniche concernenti la costruzione dei data-set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Tecniche concernenti il merging dei data-set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Tecniche concernenti l’analisi dei dati vera e propria . . . . . . . . . . . . . . . 133 Citomica e medicina traslazionale . . . . . . . . . 133 Citomica e farmacologia . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Citomica e medicina predittiva . . . . . . . . . . . . 134 Osservazioni conclusive . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 9. La fase preanalitica in biologia molecolare . . . . . . . . . . . . . 139 S. Gelmini, F. Malentacchi, M. Pazzagli Raccolta e conservazione del campione . . . . . 139 Precauzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Riconoscimento del campione . . . . . . . . . . . . 139 Raccolta del campione . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Anticoagulanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Agenti stabilizzanti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Temperatura di conservazione e trasporto del campione di sangue . . . . . . . . . . . . . . 141 Tempo intercorrente fra la raccolta del campione di sangue e l’isolamento degli acidi nucleici . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Isolamento degli acidi nucleici da sangue . . . 143 Conservazione degli acidi nucleici . . . . . . . . . 144 Valutazione della qualità degli acidi nucleici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 xvi ♦ INDICE GENERALE Purezza e concentrazione . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Integrità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Valutazione della stabilità dei trascritti mediante qPCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Interferenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Valutazione della presenza di DNA in campioni di RNA . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 10. Il controllo di qualità in biologia molecolare . . . . . . . . . . . . . 151 F. Malentacchi, S. Gelmini, M. Pazzagli Test molecolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Tecniche di biologia molecolare . . . . . . . . . . . 152 Controllo di qualità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Controllo di qualità interno (CQI) . . . . . . . . . 153 Allestimento di un controllo di qualità interno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Controllo di qualità esterno (VEQ) . . . . . . . . 155 Allestimento di un controllo di qualità esterno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 La VEQ: un continuo divenire . . . . . . . . . . . . . 165 Linee guida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Sezione II - APPLICAZIONI CLINICHE 11. La diagnostica molecolare nell’era post-genomica . . . . . . . . . . . . 173 M.G. Marin, L. Spandrio, B. Milanesi L’era post-genomica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Analisi dell’espressione genica . . . . . . . . . . . . 175 Metabolomica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Nutrigenomica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Lo sviluppo dell’industria del settore diagnostico . . . . . . . . . . . . . . 177 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 12. Genomica medica e pratica clinica . . 181 C. Bernasconi Genoma umano e variabilità genetica . . . . . . 181 Dalle malattie monogeniche rare ai fattori di rischio genetici di malattie comuni . . . 183 Impatto della genomica in oncologia . . . . . . . 185 Farmacogenomica e terapia personalizzata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Conclusioni e prospettive . . . . . . . . . . . . . . . 186 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 13. Farmacologia clinica: quale contributo per una terapia personalizzata . . . . . . 189 U. de Grazia, D. Croci Farmacocinetica e farmacodinamica . . . . . . . 189 Bersagli molecolari dei farmaci . . . . . . . . . . . . 190 Recettori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Risposte farmacologiche . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Risposte graduali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Risposte quantali (Tutto o Nulla) . . . . . . . . . . . 191 Relazioni concentrazione (o dose)-eff etto graduale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Agonisti e antagonisti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Agonista . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Antagonista . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Agonista parziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Antagonismo competitivo e non competitivo . . . . 193 Risposte quantali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Indice terapeutico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Variabili farmacocinetiche . . . . . . . . . . . . . . . 194 Finestra terapeutica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Regime posologico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Analisi farmacocinetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Modelli compartimentali . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Biodisponibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Emivita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Stato stazionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Monitoraggio terapeutico dei farmaci . . . . . . . . 198 Alterazioni farmacocinetiche associate all’età . . . 199 Farmacogenetica e farmacogenomica . . . . . . . 199 Alcuni esempi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 CYP2D6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 CYP3A4/5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 CYP2C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 CYP2C19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 MDR1 – Gene della resistenza multipla ai farmaci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 GSTP1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Farmacogenomica degli antiepilettici . . . . . . . 206 Studi di farmacogenomica . . . . . . . . . . . . . . . 209 Destinatari della tecnologia / utilizzo . . . . . . . . 209 Conclusioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 14. Biomarcatori circolanti in oncologia: situazione attuale e prospettive . . . . . 213 M. Gion, A.S.C. Fabricio, M.T. Sandri Defi nizione e classifi cazione. . . . . . . . . . . . . . 213 Biomarcatori solubili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Biomarcatori tradizionali . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Stato dell’arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 INDICE GENERALE ♦ xvii Analisi cinetica di biomarcatori su prelievi seriati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Combinazione di biomarcatori e integrazione con altri parametri in algoritmi diagnostici . . . . . . . . . . . . . . . 219 Biomarcatori di meccanismo . . . . . . . . . . . . . . . 220 Biomarcatori corpuscolati . . . . . . . . . . . . . . . 223 Le cellule tumorali circolanti . . . . . . . . . . . . . 223 Aspetti metodologici nella rilevazione delle CTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Utilità clinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 La “biomarker pipeline” . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 15. Citometria a fl usso: applicazioni in ematologia . . . . . . . . . 233 P. Spedini, M. Ongari, M.C. Lazzari, E. Mauro, F. Lanza Disordini linfoproliferativi B . . . . . . . . . . . . . 233 Disordini plasmacellulari . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Disordini linfoproliferativi T/NK . . . . . . . . . 235 Sindromi mielodisplastiche . . . . . . . . . . . . . . 236 Leucemie acute mieloidi e linfoidi . . . . . . . . . 237 Malattia minima residua . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Citofl uorimetria nella emoglobinuria parossistica notturna . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Citofl uorimetria e cellule staminali . . . . . . . . 241 Utilità clinica della conta assoluta dei linfociti CD4+ . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 16. Diagnostica molecolare in allergologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 D. Villalta, G. Melioli Note storiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Le molecole allergeniche . . . . . . . . . . . . . . . . 250 La Component Resolved Diagnosis (CRD) . . 250 Esempi di utilizzo della diagnostica molecolare nell’allergia a pollini . . . . . . . . 251 Esempi di utilizzo della diagnostica molecolare nell’allergia ad acari . . . . . . . . 254 Esempi di utilizzo della diagnostica molecolare nell’allergia alimentare . . . . . . 254 Molecole associate ad allergie alimentari di origine vegetale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Molecole associate ad allergie a cibi di origine animale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 I metodi di laboratorio per la diagnostica molecolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 17. Spettrometria di massa: screening neonatale e altro . . . . . . . . 267 C. Corbetta, L. Alberti, C. Rusconi, V. Gambaro Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Applicazioni nei laboratori clinici . . . . . . . . . 269 Aspetti generali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Screening neonatale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Biochimica clinica, endocrinologia, farmacologia clinica . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Applicazioni in tossicologia forense . . . . . . . . 273 Conclusioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 18. Test genetici per le malattie neurodegenerative . . . . . . . . . . . . . . . . 279 E. Marchina, C. Bonvicini, M. Gennarelli Mutazioni dinamiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 La corea di Huntington . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 La sindrome FXTAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 La malattia di Parkinson: forme mendeliane . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 SNCA (gene α Sinucleina) . . . . . . . . . . . . . . . 284 LRRK2 (gene Dardarina) . . . . . . . . . . . . . . . . 284 PRNK (gene Parkina) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 PINK1 (gene P-TEN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 PARK7 (gene DJ-1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Demenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 La malattia di Alzheimer: forme mendeliane . . 285 PSEN1 (gene Presenilina 1) . . . . . . . . . . . . . . 286 PSEN2 (gene Presenilina 2) . . . . . . . . . . . . . . 288 APP (gene Precursore della Proteina Amiloide) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 Le demenze frontotemporali . . . . . . . . . . . . . 288 FTLD tau-positivi (FTLD-TAU) e gene proteina tau (MAPT) . . . . . . . . . . 289 FTLD tau-negativi, TDP-43-positivi (FTLD-TDP) e gene Progranulina (GRN) . 290 FTLD tau-negativi, TDP-43-negativi e FUS-positivi (FTLD-FUS) . . . . . . . . . . 291 Conclusioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 19. Diagnosi di laboratorio del defi cit di alfa1-antitripsina . . . . . . 293 I. Ferrarotti, L. Corda Il sospetto diagnostico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 Metodi per la diagnosi del defi cit di alfa1-antitripsina . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Le matrici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 xviii ♦ INDICE GENERALE Analisi quantitativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Analisi qualitativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 20. Elementi metallici: speciazione, essenzialità, tossicità . . . . . . . . . . . . . 299 P. Apostoli, M.C. Ricossa Analisi degli elementi metallici in matrici biologiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 La qualità del dato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 La speciazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 Elementi metallici e loro specie . . . . . . . . . . . 303 Specie degli elementi metallici e loro signifi cato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 Fattori che infl uiscono sulla tossicità delle diverse specie chimiche di elementi metallici . . . . . . . . . . . . . . . . 305 Stato elettronico e di ossidazione: Cromo, Arsenico e Mercurio . . . . . . . . . . . 305 Composti inorganici di Nickel e Alluminio . . . . 306 Complessi organici di Arsenico, Selenio e Mercurio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 Complessi metallici macromolecolari: le metallotioneine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 Analisi delle specie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Tecniche analitiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Degradazione e contaminazione . . . . . . . . . . . . 310 Scelta della matrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Essenzialità e tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Il concetto di essenzialità . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Livelli raccomandati di assunzione di micronutrienti metallici e loro monitoraggio . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 La tossicità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 Tossicità degli elementi metallici . . . . . . . . . . . . 314 Esposizioni multiple e interazioni tra elementi metallici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 I valori di riferimento (VR) . . . . . . . . . . . . . . 315 Dal valore normale al valore di riferimento . . . 315 Dalla chimica clinica alla tossicologia occupazionale ed ambientale . . . . . . . . . . 316 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 21. La metabolomica nella medicina di laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 C. Rossi, M. Zucchelli, G. Federici Metaboliti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 Metabolomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Metabolomica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 L’evoluzione della metabolomica . . . . . . . . . . 327 Storia della biochimica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 Gli inizi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 Lo sviluppo della metabolomica all’inizio del ventunesimo secolo . . . . . . . . . . . . . . 328 Il ruolo della metabolomica nella biologia dei sistemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 L’approccio sperimentale nella metabolomica . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 Flusso di lavoro sperimentale . . . . . . . . . . . . . 328 Profi lo metabolico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Studi target . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Studi semi-target . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Disegno degli esperimenti di metabolomica . . 330 Il disegno dello studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Raccolta, preparazione e trattamento del campione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 Analisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare . 333 Spettrometria di massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Gas cromatografi a-spettrometria di massa (GC/MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Cromatografi a liquida-spettrometria di massa (LC/MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Elettroforesi capillare-spettrometria di massa (CE/MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 Spettrometria di massa in infusione diretta (DIMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 Analisi dei dati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 Le applicazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Tossicologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Marker di disordini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Studi metabolici applicati all’oncologia . . . . . . . 338 Studi metabolici applicati a disordini cardiovascolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Il futuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 22. Genomica e medicina forense . . . . . . 343 A. Verzeletti, F. De Ferrari Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 I loci di interesse forense . . . . . . . . . . . . . . . . 343 Aspetti tecnico-metodologici . . . . . . . . . . . . . 346 Estrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Quantifi cazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Amplifi cazione (PCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Tipizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 I cromosomi sessuali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 Il cromosoma Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 Il cromosoma X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 Il DNA mitocondriale (mtDNA) . . . . . . . . . . 353 Gli SNP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 INDICE GENERALE ♦ xix Le banche dati del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Cenni sull’interpretazione del dato analitico . . 356 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 23. Il consenso informato: responsabilità professionale . . . . . . . 361 A. Conti, F. De Ferrari Riferimenti normativi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 Requisiti di validità del consenso . . . . . . . . . . 363 L’ambito genetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Responsabilità professionale . . . . . . . . . . . . . 367 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 24. Appropriatezza in medicina molecolare: applicazioni e nuove prospettive nella predittività della patologia umana . . . . . . . . . . . . . 371 S. Martinotti, S. Ursi, E. Toniato Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 Medicina predittiva: calcolare la propria speranza di “benessere a lungo termine” . 372 Medicina predittiva pre-molecolare: l’applicazione di programmi di screening sulla popolazione per la patologia genetica . . . . . . . . . . . . . 372 La fenilchetonuria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 La fi brosi cistica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 Medicina predittiva delle malattie multifattoriali: dalla patologia oncologica alla patologia degenerativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 Medicina predittiva in oncologia molecolare . 375 Premessa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 La natura genetica del cancro: la neoplasia a predisposizione familiare . . . . . . . . . . . . 376 Il nuovo orizzonte della medicina predittiva: dalla predizione di patologia alla predizione di risultato terapeutico . . 377 La gestione della tecnologia bio-molecolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 La visione globale della tecnologia molecolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 Strategie biotecnologiche . . . . . . . . . . . . . . . . 380 Ulteriori sviluppi per l’implementazione biotecnologica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 Conclusioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 25. Interattomica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 M. Favarato Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 Proprietà dei grafi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 Origini biologiche delle reti a invarianza di scala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 Le reti biologiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Studio delle reti biologiche nelle patologie umane . . . . . . . . . . . . . . . 394 Conclusioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 Bibliografi a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 Indice analitico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 |
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