Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία με υπεύθυνο καθηγητή/ερευνητή μέλος του ΔΠΜΣ σε ένα επιστημονικό /ερευνητικό θέμα συναφές με το ΔΠΜΣ.

Εκπόνηση δίμηνης ερευνητικής εργασίας/άσκησης στο πρόγραμμα δραστηριοτήτων μιας ερευνητικής ομάδας Απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων στη διενέργεια βασικών τεχνικών και μεθόδων. Γνωριμία με τους ερευνητές και εξοικείωση με το εργαστηριακό περιβάλλον της ερευνητικής ομάδας. Οι μεταπτυχιακοί φοιτητές πρέπει να είναι σε θέση να περιγράψουν τα ερευνητικά προγράμματα του εργαστηρίου/κλινικής, να περιγράφουν και να κατανοούν τις πειραματικές τεχνικές και προσεγγίσεις που ακολουθεί το εργαστήριο/κλινική.

Kατά τη διάρκεια του πρώτου έτους πραγματοποιούνται τρεις εργαστηριακές ασκήσεις (rotations) σε τρεις διαφορετικές ερευνητικές ομάδες, υπό την επίβλεψη μελών του Δ.Π.Μ.Σ. Kατά τη διάρκεια κάθε άσκησης, οι φοιτητές υποχρεούνται να εκπονήσουν δίμηνο ερευνητικό πρόγραμμα συμμετέχοντας ενεργά στις εργασίες της ερευνητικής ομάδας και να υποβάλλουν γραπτή αναφορά στον υπεύθυνο του εργαστηρίου εντός 10 ημερών από τη λήξη της άσκησης, με σκοπό την εξοικείωση τους με την ερευνητική μεθοδολογία σε πραγματικές συνθήκες. H επίδοση στις ασκήσεις αυτές βαθμολογείται από τους υπευθύνους. Η πρώτη άσκηση καθορίζεται με κλήρωση από τη συντονιστική επιτροπή. Η δεύτερη και τρίτη άσκηση διενεργείται σε εργαστήριο της επιλογής των φοιτητών. μετά από έγκριση της συντονιστικής επιτροπής η οποία συνεκτιμά την προτίμηση των φοιτητών και τη διαθεσιμότητα των εργαστηρίων. Οι φοιτητές δηλώνουν τις προτιμήσεις τους για 2ο και 3ο rotation το νωρίτερο μία εβδομάδα πριν τη λήξη του προηγούμενου.

Το αντικείμενο του μαθήματος είναι οι εφαρμογές της βιολογίας συστημάτων και των τεχνολογιών -omics στην σύγχρονη βιοιατρική και στην ιατρική ακριβείας. Περιγράφοντα οι βασικές έννοιες και μεθοδολογίες της βιολογίας συστημάτων και των διαφορετικών τεχνολογιών -omics. Η πορεία από τη κλασσική βιολογία στη βιολογία συστημάτων και πάλι πίσω με σύντομη επανάληψη βασικών κυτταρικών/μοριακών εννοιών. Εισαγωγή στον όρο βιολογία συστημάτων. Συνδυασμός κλασσικής βιολογίας και βιολογίας συστημάτων. Ο ρόλος της βιολογίας συστημάτων και των -οmics στην Ιατρική Ακριβείας. Εισαγωγή στα -οmics και του ρόλου τους στη βιολογία συστημάτων. Εισαγωγή στον όρο Ιατρική Ακριβείας. Πως η βιολογία συστημάτων και τα -οmics συνεισφέρουν στους στόχους της Ιατρικής Ακριβείας. Εισαγωγή στο γονιδίωμα και γονιδιωματική ανάλυση. Δομική και λειτουργική γονιδιωματική. Τεχνολογίες ανάλυσης γονιδιώματος. Αλληλούχιση νέας γενιάς. Συγκριτική γονιδιωματική ανάλυση. Επιγενετική και επιγονιδιωματική ανάλυση. Τεχνολογίες επιγονιδιωματικής ανάλυσης. Μεταγράφωμα και μεταγραφωματική ανάλυση. Τεχνολογίες μεταγραφωματικής ανάλυσης. Πρωτεϊνωμα και πρωτεϊνωματική ανάλυση. Τεχνολογίες πρωτεϊνωματικής ανάλυσης. Μεταβόλωμα και μεταβολωμική ανάλυση. Τεχνολογίες μεταβολωμικής ανάλυσης. Μικροβίωμα και ανάλυση/χαρακτηρισμός του μικροβιώματος.

Το αντικείμενο του μαθήματος είναι οι εφαρμογές της Βιοπληροφορικής στην Ιατρική με τη βοήθεια σύγχρονων τεχνικών επεξεργασίας οι οποίες ανταποκρίνονται στην ανάγκη: α) ανάλυσης μεγάλου όγκου δεδομένων και β) ενοποιημένης επεξεργασίας των δεδομένων αυτών. Περιγράφονται οι βασικές αρχές που διέπουν τις υψηλής απόδοσης τεχνολογίες όπως οι μικροσυστοιχίες και οι τεχνολογίες αλληλούχισης επόμενης γενιάς και αναλύονται τα βήματα υπολογιστικής ανάλυσης σε βασικές εφαρμογές αυτών, όπως ο εντοπισμός πολυμορφισμών, οι επιγενετικές τροποποιήσεις και η γονιδιακή έκφραση. Επιπλέον το μάθημα περιλαμβάνει την εισαγωγή στην πρωτεϊνωματική και μεταβολομική καθώς και εφαρμογές της μηχανικής μάθησης στη Βιοπληροφορική.

Γονιδιωματική ιατρική. Ρυθμιστικό πλαίσιο και μοριακά διαγνωστικά. Παθοφυσιολογία και μοριακή διάγνωση. Φαρμακοτυπία και συνταγογράφηση φαρμάκων και φαρμακογονιδιωματική. Εφαρμογή των μεθοδολογιών -omics στην κλινική πράξη. Εξατομικευμένη ιατρική του καρκίνου. Εξατομικευμένη ιατρική και καρδιαγγειακό σύστημα. Νευροεκφυλιστικά νοσήματα και εξατομικευμένη ιατρική. Μοριακές διαγνωστικές μεθοδολογίες. Αλληλεπιδράσεις φαρμάκων. Πληθυσμιακή φαρμακοκινητική και εξατομικευμένη ιατρική. PBPK μοντέλα και εξατομικευμένη ιατρική. Φαρμακοεπαγρύπνηση και εξατομικευμένη ιατρική πρακτική. Ηθικά - κοινωνικά θέματα και εξατομικευμένη ιατρική.

Kατά τη διάρκεια του πρώτου έτους πραγματοποιούνται τρεις εργαστηριακές ασκήσεις (rotations) σε τρεις διαφορετικές ερευνητικές ομάδες, υπό την επίβλεψη μελών του Δ.Π.Μ.Σ. Kατά τη διάρκεια κάθε άσκησης, οι φοιτητές υποχρεούνται να εκπονήσουν δίμηνο ερευνητικό πρόγραμμα συμμετέχοντας ενεργά στις εργασίες της ερευνητικής ομάδας και να υποβάλλουν γραπτή αναφορά στον υπεύθυνο του εργαστηρίου εντός 10 ημερών από τη λήξη της άσκησης, με σκοπό την εξοικείωση τους με την ερευνητική μεθοδολογία σε πραγματικές συνθήκες. H επίδοση στις ασκήσεις αυτές βαθμολογείται από τους υπευθύνους. Η πρώτη άσκηση καθορίζεται με κλήρωση από τη συντονιστική επιτροπή. Η δεύτερη και τρίτη άσκηση διενεργείται σε εργαστήριο της επιλογής των φοιτητών. μετά από έγκριση της συντονιστικής επιτροπής η οποία συνεκτιμά την προτίμηση των φοιτητών και τη διαθεσιμότητα των εργαστηρίων. Οι φοιτητές δηλώνουν τις προτιμήσεις τους για 2ο και 3ο rotation το νωρίτερο μία εβδομάδα πριν τη λήξη του προηγούμενου.

Καινοτόμοι φορείς μεταφοράς φαρμάκων και εξατομικευμένη ιατρική. Εξατομικευμένη ιατρική και καινοτόμες κυτταρικές θεραπείες. Ανάπτυξη και κλινική πρακτική των βιοτεχνολογικών φαρμάκων. Φαρμακογονιδιωματική και βιοτεχνολογικά φάρμακα. Κλινικές οδηγίες και φαρμακογονιδιωματικά δεδομένα. Κυτταρικές θεραπείες. Πρωτεϊνική θεραπεία. Γονιδιακές θεραπείες. RNA θεραπευτικά. Ανοσοθεραπεία του καρκίνου. IVT-mRNA θεραπευτικά. Κανονιστικό πλαίσιο και καινοτόμα θεραπευτικά. Γονιδιακοί φορείς. Crisp/Cas9 θεραπευτικές προσεγγίσεις. Κλινικά πρωτόκολλα και ρυθμιστικοί οργανισμοί.

Βιοϊατρική έρευνα και ανάλυση πληροφοριών. Εξόρυξη δεδομένων και διαχείριση. Ιατρική ακριβείας και συνοδά διαγνωστικά. Μεθοδολογίες κλινικής μετάφρασης των μοριακών δεδομενων. Πλαίσιο καλή κλινικής πρακτικής (GCP). Επικύρωση και κλινική αξιοποίηση των βιοδεικτών. Μοντέλα νόσων. Μεθοδολογίες και εργαλεία -omics. Ασφάλεια και αποτελεσματικότητα Κανονιστικά πλαίσια και προσωπικά δεδομένα. Βάσεις μοριακών δεδομένων και κλινική αξιοποίηση.

Απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων σχετικών με τη διενέργεια βασικών τεχνικών και μεθόδων στα πεδία τής σύγχρονης Μοριακής Βιολογίας και Βιοχημείας. Απομόνωση νουκλεϊκών οξέων (DNA, RNA) και πρωτεϊνών από διάφορα βιολογικά δείγματα, ποιοτικός και ποσοστικός χαρακτηρισμό τους, τεχνικές ηλεκτροφόρησης νουκλεΪκών οξέων και πρωτεϊνών (είδη, τύποι πηκτής) και μεθοδολογίες αλληλούχισής τους, ένζυμα γενετικής μηχανικής (περιοριστικά ένζυμα, τροποποιητικά ένζυμα), τεχνικές ανάλυσης της γονιδιακής έκφρασης (σε επίπεδο RNA/πρωτεΐνες) και σύγχρονες μοριακές διαγνωστικές προσεγγίσεις (τεχνικές ανίχνευσης μεταλλάξεων, μέθοδοι γενετικής ταυτοποίησης, μοριακή διερεύνηση ιστών κλπ).

Νανοτεχνολογία και εξατομικευμένη ιατρική. Νανοτεχνολογία και γονιδιωματικές τεχνολογίες. Εξατομικευμένη νανοϊατρική. Καινοτόμα ιατροτεχνολογικά εργαλεία. Νανοσυστήματα και βιοϋλικά. Καινοτόμα συστήματα χορήγησης των φαρμάκων. Μικρορευστά και συστήματα τρισδιάστατης εκτύπωσης. Βιοσυμβατά ικριώματα και βιοτεχνολογικές εφαρμογές. Μορφοποίηση καινοτόμων θεραπευτικών και εξατομικευμένη ιατρική. Νανοϊατρική και αναγεννητική ιατρική. Βιοαπεικόνιση και καινοτόμα θεραπευτικά. Νανοαισθητήρες. Εξωσώματα και αυτοσυναρμολογούμενα πεπτίδια.

Στο μάθημα διδάσκονται οι βασικές αρχές προγραμματισμού και της γλώσσας προγραμματισμού R (συντακτικό, δομές δεδομένων, συναρτήσεις). Οι εφαρμογές στη Βιοπληροφορική παρουσιάζονται μέσα από σενάρια ανάλυσης βιολογικών δεδομένων ευρείας κλίμακας με χρήση πακέτων της R/Bioconductor (Biostrings, rtracklayer, GenomicFeatures κ.ά.).

Πλήρης ανασκόπηση της παρούσας κατάστασης στην χρήση σύγχρονων μεθοδολογιών βιοπληροφορικής και -omics στην επαναστόχευση φαρμάκων (drug-repurposing). Διαθέσιμες βάσεις δεδομένων φαρμάκων και πιθανών στόχων. Αποθετήρια -omics δεδομένων και μεθοδολογίες επιλογής, ανάλυσης και οπτικοποίησης των δεδομένων. Μεθοδολογίες ενοποίησης -omics δεδομένων και οπτικοποίησης τους. Ο ρόλος της ανάλυσης δικτύων στην εύρεση και επιλογή των πιθανών στόχων φαρμάκων. Εργαλεία εύρεσης και αξιολόγησης των καταλληλότερων φαρμάκων επαναστόχευσης. Σύγκριση και αξιολόγηση όλων των διαθέσιμων εργαλείων. Μελλοντικές προκλήσεις.

Η μετεξέλιξη της φαρμακογενετικής σε φαρμακογονιδιωματική στη σύγχρονη φαρμακολογία. Γονιδιωματικές τεχνολογίες και φαρμακολογική ανάπτυξη φαρμάκων. Πειραματικές μεθοδολογίες κλινικής αξιοποίησης φαρμακογονιδιωματικών δεδομένων. Γενετικός πολυμορφισμός των μεταβολικών ενζύμων και μεταφορέων των φαρμάκων. Διαφορική φαρμακολογική απόκριση στην κλινική πράξη. Φαρμακογονιδιωματική προσέγγιση για ενίσχυση της ασφάλειας των φαρμάκων στην κλινική πράξη. Βάσεις φαρμακογονιδιωματικών δεδομένων. Φαρμακογονιδιωματική αντικαρκινικών φαρμάκων. Φαρμακογονιδιωματική και καρδιοτοξικότητα. Ηπατοτοξικότητα των φαρμάκων και φαρμακογονιδιωματική. Συνταγογράφηση φαρμάκων και φαρμακογονιδιωματικά δεδομένα.