ITALIANO

L'insegnamento di Genetica Medica 2 approfondisce le basi molecolari e cliniche delle principali malattie genetiche, integrando le conoscenze acquisite in Genetica Medica 1 con un approccio orientato alla patologia molecolare e alla pratica clinica.

Il programma è articolato in una parte generale relativa alle basi molecolari delle malattie mendeliane e in una parte monografica su specifiche categorie di patologie genetiche:

8) Malattie mendeliane monoalleliche a trasmissione autosomica dominante (neurofibromatosi, sindrome di Marfan, rene policistico, osteogenesi imperfetta)
9) Malattie mendeliane monoalleliche legate al cromosoma X (distrofia muscolare di Duchenne e Becker, emofilia, sindrome di Rett)
10) Malattie mendeliane bialleliche a trasmissione autosomica recessiva (fibrosi cistica, alfa e beta talassemia, amiotrofia spinale, emocromatosi, glicogenosi, distrofie muscolari dei cingoli)
11) Mutazioni dinamiche in regioni non codificanti (X-fragile, distrofia miotonica) e in regioni codificanti (corea di Huntington, atassie spino-cerebellari)
12) Mutazioni in regioni cromosomiche con imprinting (Prader-Willi, Angelman, Beckwith-Wiedemann, Silver-Russell)
13) Mutazioni del DNA mitocondriale (MERRF, MELAS, LHON, sindrome di Kearns-Sayre, sindrome di Leigh)
14) Caratteri multifattoriali, ereditabilità e studi GWAS

Testi di base (consultazione consigliata):
• Neri G., Genuardi M. (2024). Genetica umana e medica, V edizione. ISBN: 978-8821455209. Editore: Edra.
• Thompson & Thompson – Genetics and Genomics in Medicine, 9ª ed. (2023). ISBN: 978-0323547628. Edizione inglese.

Materiali didattici integrativi:
1) Le slides delle lezioni saranno disponibili sulla piattaforma di Ateneo o scaricabili da un QR code provvisto a lezione.
2) Verranno forniti file PDF di articoli scientifici selezionati e reviews in lingua inglese, nonché link a risorse online (database genetici: OMIM, ClinVar, GeneCards).

Differenziazioni per studenti specifici:
Studenti Erasmus/stranieri: materiali didattici disponibili in lingua inglese su richiesta. Testi consigliati in inglese: Nussbaum et al. «Thompson & Thompson Genetics in Medicine» (Elsevier); Strachan & Read «Human Molecular Genetics» (Garland Science).
È raccomandato lo studio approfondito dei testi di base con particolare attenzione ai capitoli indicati nel programma dettagliato.

L'insegnamento si propone di fornire allo studente conoscenze avanzate di genetica medica clinica e molecolare, in coerenza con i Descrittori di Dublino e con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia.

Conoscenze e capacità di comprensione (Knowledge and Understanding)
Al termine dell'insegnamento, lo studente dovrà:
1) Conoscere le basi molecolari delle principali malattie mendeliane a trasmissione autosomica dominante, recessiva e X-linked
2) Comprendere i meccanismi patogenetici delle malattie da mutazioni dinamiche (espansioni di triplette in regioni codificanti e non codificanti)
3) Conoscere il meccanismo dell'imprinting genomico e le patologie associate a disregolazione dell'imprinting
4) Comprendere le caratteristiche dell'ereditarietà mitocondriale e le principali encefalomiopatie mitocondriali
5) Conoscere le basi genetiche dei caratteri multifattoriali e il principio degli studi GWAS

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (Applying Knowledge and Understanding)
Al termine dell'insegnamento, lo studente dovrà essere in grado di:
1) Correlare il fenotipo clinico con il meccanismo molecolare sottostante nelle principali malattie genetiche trattate
2) Identificare il test diagnostico molecolare appropriato per ciascuna categoria di malattia genetica
3) Calcolare il rischio riproduttivo nelle famiglie affette da malattie mendeliane
4) Interpretare un referto di analisi molecolare (sequenziamento, MLPA, Southern blot, PCR quantitativa)
5) Riconoscere le indicazioni cliniche per la consulenza genetica nelle principali patologie trattate

Autonomia di giudizio (Making Judgements)
Lo studente dovrà sviluppare:
1) Capacità di valutare criticamente le informazioni genetico-molecolari ai fini diagnostici
2) Capacità di riconoscere i limiti delle tecniche diagnostiche disponibili per ciascuna categoria di malattia

Abilità comunicative (Communication Skills)
Lo studente dovrà acquisire:
1) Capacità di utilizzare in modo appropriato il linguaggio scientifico della genetica medica clinica
2) Capacità di comunicare informazioni su rischio genetico e diagnosi molecolare in modo chiaro e comprensibile

Capacità di apprendimento (Learning Skills)
Lo studente dovrà:
1) Sviluppare capacità di aggiornamento autonomo sulla patologia molecolare e le nuove terapie genica e molecolare
2) Acquisire la capacità di consultare database genetici (OMIM, ClinVar, GeneCards) e letteratura scientifica primaria

Contenuti minimi per il superamento dell'esame:
Per raggiungere la sufficienza (18/30), lo studente dovrà dimostrare di:
• Conoscere i meccanismi molecolari e i criteri diagnostici di almeno 2 malattie per ciascuna categoria (AD, AR, X-linked)
• Saper riconoscere il pattern di ereditarietà e indicare il test molecolare adeguato
• Conoscere almeno una patologia da mutazione dinamica, una da imprinting e una mitocondriale
• Essere in grado di eseguire un ragionamento clinico-genetico di base su un caso clinico semplice

Conoscenze richieste:
Genetica Medica 1: conoscenza dell'organizzazione del genoma umano, dei meccanismi di trasmissione ereditaria mendeliana e non mendeliana, delle principali tecniche di analisi genetica e genomica (cariotipo, FISH, array-CGH, NGS, NIPT) e della nomenclatura delle varianti genetiche.
Biologia cellulare e molecolare: struttura e funzione degli acidi nucleici, sintesi proteica, mitosi e meiosi.
Genetica generale: leggi di Mendel, concetto di gene, allele, genotipo e fenotipo, mutazioni.
Biochimica: struttura delle proteine, enzimi, metabolismo cellulare.
Patologia Generale (conoscenze di base): meccanismi patogenetici delle malattie genetiche.

L'insegnamento prevede un totale di 20 ore di attività didattica, così articolate:
Lezioni frontali: 16 ore
Esposizione sistematica dei contenuti del programma con supporto di presentazioni PowerPoint, schemi riassuntivi e materiale iconografico. Le tematiche di genetica clinica saranno corredate da discussioni di casi clinici paradigmatici con correlazione genotipo-fenotipo.
Attività interattive: 4 ore
Quiz in aula per la discussione di casi di patologia molecolare, di analisi guidata di referti genetici e molecolari, di immagini su sindromi genetiche e criteri diagnostici. Il lavoro a piccoli gruppi consiste in discussioni informali durante le lezioni, con presentazione e discussione di casi clinici in immagini e video.
Frequenza:
La frequenza è obbligatoria secondo il Regolamento Didattico del Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia. La percentuale minima di presenza richiesta per accedere all'esame è del 75% delle lezioni; la registrazione delle presenze avviene attraverso un codice letto a lezione da inserire nell'app MyVanvitelli.

Struttura della prova orale:
L'esame si articola in tre domande che vertono su:
Domanda 1 – Verifica della conoscenza delle basi molecolari e cliniche di una malattia genetica trattata nel programma. Vengono valutate la comprensione del meccanismo patogenetico, la conoscenza del gene/proteina coinvolti e la capacità di correlare genotipo e fenotipo.
Domanda 2 – Test diagnostici molecolari: il candidato deve indicare e motivare il percorso diagnostico molecolare appropriato per la malattia discussa, dimostrando conoscenza delle tecniche (NGS, MLPA, Southern blot, PCR quantitativa, array-CGH) e delle loro indicazioni cliniche.
Domanda 3 – Ragionamento clinico-genetico: discussione di un meccanismo patogenetico o di un caso clinico che dimostri la comprensione dei percorsi logici della genetica medica applicata.

Non è consentito l'uso di testi, appunti o strumenti informatici durante la prova.
Requisiti minimi per il superamento (18/30):
Per ottenere la sufficienza, lo studente deve dimostrare conoscenza adeguata di almeno una malattia genetica per categoria, dei test diagnostici molecolari a supporto, e capacità di ragionamento clinico-genetico di base.
Elementi di insufficienza:
1) Risposte non fornite, completamente errate o fuori tema
2) Conoscenze frammentarie e superficiali
3) Incapacità di utilizzare la terminologia specifica
4) Mancata comprensione dei meccanismi molecolari fondamentali

Criteri di valutazione:
18-21: Conoscenze essenziali dei contenuti minimi. Esposizione semplice ma corretta. Utilizzo sufficiente del linguaggio specifico. Applicazione delle conoscenze limitata a contesti elementari.
22-24: Conoscenze discrete. Esposizione chiara. Uso appropriato della terminologia scientifica. Capacità di effettuare collegamenti semplici tra argomenti.
25-27: Conoscenze solide e complete. Esposizione articolata e fluida. Ottimo uso del linguaggio specialistico. Capacità di analisi critica e di stabilire collegamenti logici tra argomenti diversi.
28-29: Conoscenze approfondite ed esaustive. Esposizione brillante. Padronanza completa del linguaggio scientifico. Spiccata capacità di sintesi, analisi critica e autonomia di giudizio.
30: Conoscenze eccellenti, complete e dettagliate. Capacità di approfondimento autonomo. Esposizione impeccabile. Padronanza completa della materia.
30 e lode: Oltre ai requisiti per il 30, dimostrazione di conoscenze che vanno oltre il programma, capacità di elaborazione personale e originale dei contenuti, eccellenza in tutti i criteri di valutazione. La lode è proposta collegialmente dai docenti.

Altre informazioni
L'insegnamento di Genetica Medica 2 è strettamente coordinato con l'insegnamento di Genetica Medica 1 (II anno, II semestre) e con gli insegnamenti di Patologia e Fisiopatologia Generale 2. Si consiglia la consultazione dei rispettivi syllabi per una visione integrata del percorso formativo.

Materiali di supporto:
• Le slides delle lezioni saranno rese disponibili sulla piattaforma di Ateneo (Teams e/o Esse3) entro 24 ore dalla lezione.
• Verranno forniti file PDF di articoli scientifici selezionati e link a risorse online (database OMIM, ClinVar, GeneCards, HGMD).
• Non sono previste attività di tutorato strutturate; il docente è disponibile per colloqui individuali nell'orario di ricevimento.
• Per gli studenti non frequentanti, tutti i materiali didattici (slides, articoli, indicazioni bibliografiche dettagliate) sono accessibili sulla piattaforma di Ateneo.

8. Malattie mendeliane a trasmissione autosomica dominante (2,5 ore)
8.1 Neurofibromatosi di tipo 1 (NF1) e tipo 2 (NF2) (0,5 ore)
Gene NF1 (neurofibromina) e gene NF2 (merlina): meccanismi di perdita di funzione e soppressione tumorale
Criteri diagnostici e correlazioni genotipo-fenotipo
Test diagnostici: sequenziamento NGS del gene NF1, MLPA per grandi delezioni
8.2 Sindrome di Marfan (0.5 ore)
Gene FBN1 (fibrillina-1): mutazioni dominanti negative e aploinsufficienza
Caratteristiche cliniche sistemiche (cardiovascolari, scheletriche, oculari)
8.3 Malattia del rene policistico dell'adulto – ADPKD (0.5 ore)
Geni PKD1 e PKD2: ipotesi del doppio colpo (two-hit)
Diagnosi molecolare e diagnosi prenatale/preimpianto
8.4 Osteogenesi imperfetta (0.5 ore)
Geni COL1A1 e COL1A2: mutazioni dominanti negative nella sintesi del collagene di tipo I
Classificazione di Sillence e correlazioni genotipo-fenotipo
8.5 Principi di terapia molecolare nelle malattie AD (0.5 ore)
Strategie di silenziamento genico (antisense oligonucleotidi, siRNA) nelle malattie dominanti negative

9. Malattie mendeliane X-linked (3 ore)
9.1 Distrofia muscolare di Duchenne (DMD) e Becker (BMD) (2 ore)
Gene DMD (distrofina): struttura, delezioni, duplicazioni, mutazioni puntiformi
Regola della lettura del frame (reading frame rule) per la distinzione DMD/BMD
Diagnostica molecolare: MLPA per delezioni/duplicazioni, sequenziamento NGS
Principi di terapia genica e molecolare (exon skipping, read-through, gene replacement)
9.2 Emofilia A e B (0.5 ore)
Geni F8 e F9: inversione introne 22 nell'emofilia A grave; correlazioni genotipo-fenotipo
Diagnosi coagulativa e molecolare; terapia genica con AAV
9.3 Sindrome di Rett (0,5 ore)
Gene MECP2: mutazioni de novo, funzione della proteina MeCP2 nella regolazione epigenetica
Caratteristiche cliniche e regressione dello sviluppo; diagnosi molecolare

10. Malattie mendeliane a trasmissione autosomica recessiva (4 ore)
10.1 Fibrosi cistica (0,5 ore)
Gene CFTR: classi funzionali di mutazioni (I-VI); correlazioni genotipo-fenotipo
Diagnostica neonatale e molecolare; modulatori di CFTR (CFTR modulators: ivacaftor, elexacaftor/tezacaftor)
10.2 Emoglobinopatie: alfa e beta talassemia (0.5 ore)
Cluster alfa-globinico (16p13.3) e cluster beta-globinico (11p15.5): delezioni e mutazioni puntiformi
Correlazioni genotipo-fenotipo; consulenza genetica e diagnosi prenatale
10.3 Amiotrofia spinale (SMA) (1.5 ore)
Gene SMN1: delezioni dell'esone 7; ruolo del gene SMN2 nella modulazione della gravità
Diagnostica molecolare (MLPA, ddPCR); terapie molecolari (nusinersen, onasemnogene abeparvovec, risdiplam)
10.4 Emocromatosi ereditaria (0.5 ore)
Gene HFE: mutazione p.C282Y e H63D; patogenesi e diagnosi molecolare
10.5 Glicogenosi (0.5 ore)
Classificazione delle glicogenosi (tipo I-IV, II=Pompe); approcci di terapia enzimatica sostitutiva
10.6 Distrofie muscolari dei cingoli – LGMD (0.5 ore)
Classificazione LGMD2/R (recessive) e LGMD1/D (dominant): principali geni e meccanismi molecolari
Approcci diagnostici NGS (panel genici, WES)

11. Mutazioni dinamiche (2.5 ore)
11.1 Mutazioni dinamiche in regioni non codificanti (1,5 ore)
Sindrome dell'X-fragile: espansione CGG in 5'UTR del gene FMR1; pre-mutazione e mutazione completa; meccanismi di silenziamento epigenetico (metilazione); diagnostica molecolare (Southern blot, PCR espansa)
Distrofia miotonica tipo 1 (DM1, Steinert): espansione CTG in 3'UTR del gene DMPK; RNA tossico e sequestro delle proteine MBNL; anticipazione clinica.
Atassia di Friedreich. Espansione

11.2 Mutazioni dinamiche in regioni codificanti (1,5 ore)
Malattia di Huntington: espansione CAG in esone 1 del gene HTT; neurotossicità da poliglutamine; correlazione tra numero di ripetizioni e età di esordio; diagnostica molecolare e implicazioni per il test presintomatico
Atassie spino-cerebellari (SCA): classificazione, meccanismi molecolari differenziali (SCA1, SCA2, SCA3/MJD, SCA6, SCA7)

12. Mutazioni in regioni con imprinting genomico (2 ore)
12.1 Sindrome di Prader-Willi e Sindrome di Angelman (1 ora)
Regione 15q11-q13: delezioni parentali specifiche, disomia uniparentale (UPD), difetti di imprinting
Geni coinvolti: SNRPN/SNORD116 (PWS) e UBE3A (AS); meccanismi molecolari differenziali
Diagnostica molecolare: metilazione (MS-MLPA, MS-PCR), microsatelliti per UPD

12.2 Sindrome di Beckwith-Wiedemann e Silver-Russell (0,5 ore)
Regione 11p15.5: ICR1 (IGF2/H19) e ICR2 (KCNQ1OT1/CDKN1C); alterazioni di metilazione e loro conseguenze fenotipiche
Silver-Russell: ipometilazione ICR1 11p15.5 e disomia uniparentale materna del cromosoma 7
Approcci diagnostici (MS-MLPA, array-CGH, sequenziamento)

13. Malattie mitocondriali (2 ore)
13.1 Caratteristiche del genoma mitocondriale e delle malattie mitocondriali (0.5 ore)
Organizzazione del mtDNA (16.569 bp): geni codificanti per subunità della catena respiratoria e RNA mitocondriali
Eteroplamia, omoplasmia e effetto soglia; ereditarietà materna

13.2 Principali encefalomiopatie mitocondriali (1.5 ore)
MERRF (Myoclonic Epilepsy with Ragged Red Fibers): mutazione m.8344A>G nel gene MT-TK
MELAS (Mitochondrial Encephalomyopathy, Lactic Acidosis and Stroke-like episodes): mutazione m.3243A>G nel gene MT-TL1
LHON (Neuropatia ottica ereditaria di Leber): mutazioni m.11778G>A, m.3460G>A, m.14484T>C
Sindrome di Kearns-Sayre (KSS): grandi delezioni del mtDNA
Sindrome di Leigh: mutazioni nel mtDNA e in geni nucleari codificanti per subunità della OXPHOS
Diagnostica molecolare delle malattie mitocondriali: sequenziamento mtDNA, next generation sequencing mitocondriale, analisi enzimatica su biopsia muscolare

14. Caratteri multifattoriali e GWAS (2.5 ore)
14.1 Basi genetiche dei caratteri multifattoriali (1 ora)
Modello poligenico e soglia; concetto di ereditabilità
Interazione gene-ambiente; fattori di rischio genetici e ambientali
Applicazioni cliniche: rischio genetico nelle malattie comuni (diabete, cardiopatie, disturbi dello spettro autistico)

14.2 Genome-Wide Association Studies – GWAS (1.5 ore)
Principio degli studi GWAS: disegno dello studio, population stratification, soglia di significatività genome-wide (p < 5×10⁻⁸)
Polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) come marcatori; desequilibrio di linkage (LD) e aplotipi
Catalogo GWAS: principali loci di rischio per le malattie comuni
Punteggi di rischio poligenico (Polygenic Risk Scores – PRS): costruzione, validazione e utilizzo clinico
Limiti degli studi GWAS: 'missing heritability', effetti di locus rari ad alto rischio, varianti strutturali.

ITALIAN

Medical Genetics 2 deepens the molecular and clinical basis of the major genetic diseases, integrating knowledge acquired in Medical Genetics 1 with an approach oriented to molecular pathology and clinical practice.

The programme is structured into a general section on the molecular basis of Mendelian diseases and a monographic section on specific categories of genetic disorders:

8) Autosomal dominant monoallelic Mendelian diseases (neurofibromatosis, Marfan syndrome, polycystic kidney disease, osteogenesis imperfecta)
9) X-linked monoallelic Mendelian diseases (Duchenne and Becker muscular dystrophies, haemophilia, Rett syndrome)
10) Autosomal recessive biallelic Mendelian diseases (cystic fibrosis, alpha- and beta-thalassaemia, spinal muscular atrophy, haemochromatosis, glycogen storage disorders, limb-girdle muscular dystrophies)
11) Dynamic mutations in non-coding regions (fragile X, myotonic dystrophy) and coding regions (Huntington's disease, spinocerebellar ataxias)
12) Mutations in imprinted chromosomal regions (Prader-Willi, Angelman, Beckwith-Wiedemann, Silver-Russell)
13) Mitochondrial DNA mutations (MERRF, MELAS, LHON, Kearns-Sayre syndrome, Leigh syndrome)
14) Multifactorial traits, heritability and GWAS studies

Core textbooks (recommended):
• Neri G., Genuardi M. (2024). Genetica umana e medica, 5th edition. ISBN: 978-8821455209. Publisher: Edra.
• Thompson & Thompson – Genetics and Genomics in Medicine, 9th ed. (2023). ISBN: 978-0323547628.

Supplementary teaching materials:
1) Lecture slides will be available on the University platform (Teams/Esse3).
2) Selected PDF articles, reviews in English, and links to online resources (OMIM, ClinVar, GeneCards) will be provided.

For specific student groups:
Erasmus/international students: teaching materials available in English on request. Recommended texts: Nussbaum et al. 'Thompson & Thompson Genetics in Medicine' (Elsevier); Strachan & Read 'Human Molecular Genetics' (Garland Science).

The course aims to provide the student with advanced knowledge of clinical and molecular medical genetics, in accordance with the Dublin Descriptors and the educational objectives of the Degree Programme in Medicine and Surgery.

Knowledge and Understanding
At the end of the course, the student will be able to:
1) Know the molecular basis of the main Mendelian diseases with autosomal dominant, recessive and X-linked inheritance
2) Understand the pathogenetic mechanisms of dynamic mutation diseases (triplet repeat expansions in coding and non-coding regions)
3) Know the mechanism of genomic imprinting and diseases associated with imprinting dysregulation
4) Understand the features of mitochondrial inheritance and the main mitochondrial encephalomyopathies
5) Know the genetic basis of multifactorial traits and the principle of GWAS studies

Applying Knowledge and Understanding
At the end of the course, the student will be able to:
1) Correlate the clinical phenotype with the underlying molecular mechanism in the main genetic diseases covered
2) Identify the appropriate molecular diagnostic test for each category of genetic disease
3) Calculate reproductive risk in families affected by Mendelian diseases
4) Interpret a molecular analysis report (sequencing, MLPA, Southern blot, quantitative PCR)
5) Recognise the clinical indications for genetic counselling in the main pathologies covered

Making Judgements
The student will develop:
1) The ability to critically evaluate molecular genetic information for diagnostic purposes
2) The ability to recognise the limitations of diagnostic techniques available for each disease category

Communication Skills
The student will acquire:
1) The ability to use the scientific language of clinical medical genetics appropriately
2) The ability to communicate information on genetic risk and molecular diagnosis clearly and comprehensibly

Learning Skills
The student will:
1) Develop the ability to independently update knowledge on molecular pathology and novel gene/molecular therapies
2) Acquire the ability to consult genetic databases (OMIM, ClinVar, GeneCards) and primary scientific literature

Minimum requirements for passing the exam:
To achieve a passing grade (18/30), the student must demonstrate:
• Knowledge of the molecular mechanisms and diagnostic criteria of at least 2 diseases per category (AD, AR, X-linked)
• Ability to recognise the inheritance pattern and indicate the appropriate molecular test
• Knowledge of at least one dynamic mutation disease, one imprinting disorder and one mitochondrial disease
• Ability to perform basic clinical-genetic reasoning on a simple clinical case

Required prior knowledge:
Medical Genetics 1: knowledge of human genome organisation, mechanisms of Mendelian and non-Mendelian inheritance, main genetic and genomic analysis techniques (karyotype, FISH, array-CGH, NGS, NIPT) and nomenclature of genetic variants.
Cell and molecular biology: structure and function of nucleic acids, protein synthesis, mitosis and meiosis.
General genetics: Mendel's laws, concepts of gene, allele, genotype and phenotype, mutations.
Biochemistry: protein structure, enzymes, cellular metabolism.
Basic General Pathology: pathogenetic mechanisms of genetic diseases.

The course provides a total of 20 hours of teaching activity, as follows:
Lectures: 16 hours
Systematic presentation of course content with PowerPoint presentations, summary diagrams and iconographic material. Clinical genetics topics will be accompanied by discussion of paradigmatic clinical cases with genotype-phenotype correlation.
Interactive activities: 4 hours
In-class quizzes for discussion of molecular pathology cases, guided analysis of genetic and molecular reports, images of genetic syndromes and diagnostic criteria. Small-group work consists of informal discussions during lectures, with presentation and discussion of clinical cases in images and videos.
Attendance:
Attendance is mandatory in accordance with the Academic Regulations of the Degree Programme in Medicine and Surgery. The minimum attendance required to access the examination is 75% of lectures; attendance is recorded via a code read during the lecture and entered into the MyVanvitelli app.

Type of examination: The examination consists of an oral test.

The exam consists of three questions covering:
Question 1 – Assessment of knowledge of the molecular and clinical basis of a genetic disease covered in the programme. The understanding of the pathogenetic mechanism, the knowledge of the gene/protein involved and the ability to correlate genotype and phenotype are evaluated.
Question 2 – Molecular diagnostic tests: the candidate must indicate and justify the appropriate molecular diagnostic pathway for the disease discussed, demonstrating knowledge of techniques (NGS, MLPA, Southern blot, quantitative PCR, array-CGH) and their clinical indications.
Question 3 – Clinical-genetic reasoning: discussion of a pathogenetic mechanism or clinical case demonstrating understanding of the logical pathways of applied medical genetics.

The use of textbooks, notes or electronic devices during the examination is not permitted.

Minimum requirements for passing (18/30):
To obtain a passing grade, the student must demonstrate adequate knowledge of at least one genetic disease per category, of the supporting molecular diagnostic tests, and basic clinical-genetic reasoning ability.

Elements of insufficiency:
1) Unanswered, completely wrong or off-topic responses
2) Fragmentary and superficial knowledge
3) Inability to use specific terminology
4) Failure to understand fundamental molecular mechanisms

Assessment criteria:
18-21: Essential knowledge of minimum content. Simple but correct exposition. Sufficient use of specific language. Application of knowledge limited to elementary contexts.
22-24: Good knowledge. Clear exposition. Appropriate use of scientific terminology. Ability to make simple connections between topics.
25-27: Solid and complete knowledge. Articulate and fluent exposition. Excellent use of specialist language. Ability for critical analysis and to establish logical connections between different topics.
28-29: In-depth and comprehensive knowledge. Brilliant exposition. Complete mastery of scientific language. Strong ability for synthesis, critical analysis and independent judgement.
30: Excellent, complete and detailed knowledge. Ability for independent in-depth study. Impeccable exposition. Complete mastery of the subject.
30 cum laude: In addition to the requirements for 30, demonstration of knowledge beyond the course programme, ability for personal and original elaboration of content, excellence in all evaluation criteria. The distinction is proposed collegially by the lecturers.

Medical Genetics 2 is closely coordinated with Medical Genetics 1 (2nd year, 2nd semester) and with General Pathology and Physiopathology 2. Consultation of the respective syllabi is recommended for an integrated view of the educational path.
Support materials:
• Lecture slides will be made available on the University platform (Teams and/or Esse3) within 24 hours of the lecture.
• PDF files of selected scientific articles and links to online resources (OMIM, ClinVar, GeneCards, HGMD) will be provided.
• No structured tutoring activities are planned; the lecturer is available for individual meetings during office hours.
• For non-attending students, all teaching materials (slides, articles, detailed bibliographic references) are accessible on the University platform.

8. Autosomal dominant Mendelian disorders (2.5 hours)
8.1 Neurofibromatosis type 1 (NF1) and type 2 (NF2) (0.5 hours)
NF1 (neurofibromin) and NF2 (merlin) genes: mechanisms of loss of function and tumor suppression
Diagnostic criteria and genotype–phenotype correlations
Diagnostic tests: NGS sequencing of the NF1 gene, MLPA for large deletions
8.2 Marfan syndrome (0.5 hours)
FBN1 (fibrillin-1) gene: dominant-negative mutations and haploinsufficiency
Systemic clinical features (cardiovascular, skeletal, ocular)
8.3 Adult polycystic kidney disease – ADPKD (0.5 hours)
PKD1 and PKD2 genes: two-hit hypothesis
Molecular diagnosis and prenatal/preimplantation diagnosis
8.4 Osteogenesis imperfecta (0.5 hours)
COL1A1 and COL1A2 genes: dominant-negative mutations in type I collagen synthesis
Sillence classification and genotype–phenotype correlations
8.5 Principles of molecular therapy in AD disorders (0.5 hours)
Gene-silencing strategies (antisense oligonucleotides, siRNA) in dominant-negative disorders

9. X-linked Mendelian disorders (3 hours)
9.1 Duchenne (DMD) and Becker (BMD) muscular dystrophy (2 hours)
DMD (dystrophin) gene: structure, deletions, duplications, point mutations
Reading frame rule for distinguishing DMD/BMD
Molecular diagnostics: MLPA for deletions/duplications, NGS sequencing
Principles of gene and molecular therapy (exon skipping, read-through, gene replacement)
9.2 Hemophilia A and B (0.5 hours)
F8 and F9 genes: intron 22 inversion in severe hemophilia A; genotype–phenotype correlations
Coagulation and molecular diagnosis; AAV-mediated gene therapy
9.3 Rett syndrome (0.5 hours)
MECP2 gene: de novo mutations, function of MeCP2 protein in epigenetic regulation
Clinical features and developmental regression; molecular diagnosis

10. Autosomal recessive Mendelian disorders (4 hours)
10.1 Cystic fibrosis (0.5 hours)
CFTR gene: functional classes of mutations (I–VI); genotype–phenotype correlations
Newborn and molecular screening; CFTR modulators (ivacaftor, elexacaftor/tezacaftor)
10.2 Hemoglobinopathies: alpha and beta thalassemia (0.5 hours)
Alpha-globin cluster (16p13.3) and beta-globin cluster (11p15.5): deletions and point mutations
Genotype–phenotype correlations; genetic counseling and prenatal diagnosis
10.3 Spinal muscular atrophy (SMA) (1.5 hours)
SMN1 gene: exon 7 deletions; role of SMN2 in modulating severity
Molecular diagnostics (MLPA, ddPCR); molecular therapies (nusinersen, onasemnogene abeparvovec, risdiplam)

10.4 Hereditary hemochromatosis (0.5 hours)
HFE gene: p.C282Y and H63D variants; pathogenesis and molecular diagnosis
10.5 Glycogen storage diseases (0.5 hours)
Classification of glycogen storage diseases (types I–IV, II = Pompe); enzyme replacement therapy approaches
10.6 Limb-girdle muscular dystrophies – LGMD (0.5 hours)
Classification of LGMD2/R (recessive) and LGMD1/D (dominant): major genes and molecular mechanisms
NGS diagnostic approaches (gene panels, WES)

11. Dynamic mutations (2.5 hours)
11.1 Dynamic mutations in non-coding regions (1.5 hours)
Fragile X syndrome: CGG expansion in the 5'UTR of the FMR1 gene; premutation and full mutation; mechanisms of epigenetic silencing (methylation); molecular diagnostics (Southern blot, expanded PCR)
Myotonic dystrophy type 1 (DM1, Steinert): CTG expansion in the 3'UTR of the DMPK gene; toxic RNA and sequestration of MBNL proteins; clinical anticipation
Friedreich ataxia. Expansion
11.2 Dynamic mutations in coding regions (1.5 hours)
Huntington disease: CAG expansion in exon 1 of the HTT gene; polyglutamine neurotoxicity; correlation between repeat number and age at onset; molecular diagnosis and implications for presymptomatic testing
Spinocerebellar ataxias (SCA): classification, differential molecular mechanisms (SCA1, SCA2, SCA3/MJD, SCA6, SCA7)

12. Mutations in regions with genomic imprinting (2 hours)
12.1 Prader–Willi syndrome and Angelman syndrome (1 hour)
15q11–q13 region: parent-of-origin-specific deletions, uniparental disomy (UPD), imprinting defects
Genes involved: SNRPN/SNORD116 (PWS) and UBE3A (AS); distinct molecular mechanisms
Molecular diagnostics: methylation (MS-MLPA, MS-PCR), microsatellites for UPD
12.2 Beckwith–Wiedemann and Silver–Russell syndromes (0.5 hours)
11p15.5 region: ICR1 (IGF2/H19) and ICR2 (KCNQ1OT1/CDKN1C); methylation defects and their phenotypic consequences
Silver–Russell: hypomethylation of ICR1 11p15.5 and maternal uniparental disomy of chromosome 7
Diagnostic approaches (MS-MLPA, array-CGH, sequencing)

13. Mitochondrial disorders (2 hours)
13.1 Features of the mitochondrial genome and mitochondrial disorders (0.5 hours)
Organization of mtDNA (16,569 bp): genes encoding subunits of the respiratory chain and mitochondrial RNAs
Heteroplasmy, homoplasmy and threshold effect; maternal inheritance
13.2 Major mitochondrial encephalomyopathies (1.5 hours)
MERRF (Myoclonic Epilepsy with Ragged Red Fibers): m.8344A>G mutation in the MT-TK gene
MELAS (Mitochondrial Encephalomyopathy, Lactic Acidosis and Stroke-like episodes): m.3243A>G mutation in the MT-TL1 gene
LHON (Leber hereditary optic neuropathy): m.11778G>A, m.3460G>A, m.14484T>C mutations
Kearns–Sayre syndrome (KSS): large-scale mtDNA deletions
Leigh syndrome: mutations in mtDNA and in nuclear genes encoding OXPHOS subunits
Molecular diagnosis of mitochondrial disorders: mtDNA sequencing, mitochondrial next-generation sequencing, enzymatic analysis on muscle biopsy

14. Multifactorial traits and GWAS (2.5 hours)
14.1 Genetic basis of multifactorial traits (1 hour)
Polygenic and threshold model; concept of heritability
Gene–environment interaction; genetic and environmental risk factors
Clinical applications: genetic risk in common diseases (diabetes, heart disease, autism spectrum disorders)
14.2 Genome-Wide Association Studies – GWAS (1.5 hours)
Principle of GWAS: study design, population stratification, genome-wide significance threshold (p < 5×10⁻⁸)
Single nucleotide polymorphisms (SNPs) as markers; linkage disequilibrium (LD) and haplotypes
GWAS Catalog: main risk loci for common diseases
Polygenic Risk Scores (PRS): construction, validation and clinical use
Limitations of GWAS: missing heritability, effects of rare high-risk loci, structural variants.