Biotecnologie mediche

Tipologia

Discipline biotecnologiche comuni, Discipline fondamentali applicate alle biotecnologie

SSD

MED/04, MED/04

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

4

Distribuzione delle ore

32 classroom hours

Docenti

CRISTINA CERBONI
GIOVANNI BERNARDINI

Tipologia

Discipline biotecnologiche comuni

SSD

MED/04

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

3

Distribuzione delle ore

24 classroom hours

Docenti

ZEIN MERSINI BESHARAT
ELISABETTA FERRETTI

Tipologia

Medicina di laboratorio e diagnostica

SSD

MED/46

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

3

Distribuzione delle ore

24 classroom hours

Docenti

MARIA HELENA STABILE
GIOVANNI BERNARDINI

Tipologia

Attività formative affini o integrative

SSD

MED/46

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

2

Distribuzione delle ore

16 classroom hours

Docenti

AGNESE PO

Obiettivi generali:
L’obiettivo principale dell’Insegnamento è fornire allo studente maggiori conoscenze nei campi dell’immunologia e delle malattie associate al sistema immunitario, nonché della patologia generale. L’approfondimento dei processi cellulari e molecolari alla base delle malattie, e dei nuovi strumenti di diagnosi e terapia offerti dalle biotecnologie, offriranno allo studente una visione aggiornata sulle diverse possibilità di diagnosi e terapia.

Le lezioni frontali concorreranno a sviluppare competenze sulle basi eziopatogeniche delle malattie, come substrato fondamentale per l’approccio biotecnologico medico alle malattie stesse.

Obiettivi specifici:
La parte del corso relativa all’Immunologia e immunopatologia ha il fine di fornire le conoscenze fondamentali per rendere lo studente in grado di comprendere i meccanismi molecolari alla base dei principali processi immunopatologici nell’uomo, e come sulla base di queste conoscenze si possano sviluppare nuovi strumenti biotecnologici per la diagnosi e la terapia delle immunopatie. Particolare attenzione sarà rivolta allo studio di malattie infiammatorie croniche, risposta alle infezioni, reazioni allergiche, rigetto dei trapianti di organo e tessuto, immunoterapie dei tumori e immunodeficienze primitive.
La parte di corso relativa alla Patologia molecolare e cellulare ha l’obiettivo di fornire le conoscenze di base per rendere lo studente in grado di comprendere i meccanismi molecolari e cellulari che regolano i processi patologici nell’uomo. Negli ultimi anni scoperte importanti hanno evidenziato sempre di più l’importanza dello studio delle patologie sia a livello cellulare che molecolare. La conoscenza dei processi molecolari che sono alla base delle patologie
permette di sviluppare nuove terapie biologiche, dimostrando come sia fondamentale l’analisi dell’aspetto molecolare e cellulare, generando nuovi interrogativi e l’apertura ad ulteriori analisi. La finalità della conoscenza dei meccanismi patogenetici a livello molecolare e cellulare delle malattie umane è quella di creare il substrato indispensabile per l’approccio biotecnologico in campo preventivo, diagnostico, terapeutico e clinico delle patologie umane. In particolare, verranno approfondite le basi molecolari e cellulari di quelle patologie la cui incidenza è aumentata negli ultimi anni, in relazione anche al fatto che l’età media della popolazione si è allungata. Quindi, saranno trattate malattie quali la patologia neoplastica e le patologie cronico‐degenerative, quali l’arterosclerosi. Saranno trattati i meccanismi patogenetici dei non-coding RNA: microRNA e long non-coding RNA. Saranno descritti i meccanismi molecolari che regolano il mantenimento delle cellule staminali, il loro utilizzo ai fini terapeutici, e il coinvolgimento delle cellule staminali tumorali nel mantenimento dei processi tumorali. Saranno inoltre trattate le metodiche di next generation sequencing (NGS) e alcuni esempi pratici.

Per entrambi i moduli, tra gli obiettivi specifici che lo studente conseguirà al termine dell’insegnamento, vi saranno:
- la capacità di effettuare ricerche bibliografiche in banche dati scientifiche internazionali (es. PubMed);
- la capacità di selezionare articoli scientifici nell’ambito degli argomenti trattati durante il corso;
- la capacità di comprensione ed elaborazione di un articolo scientifico in lingua inglese;
- l’integrazione delle conoscenze acquisite durante il corso con la letteratura scientifica internazionale;
- l’abilità di comunicare oralmente, mediante una presentazione al computer (con il programma power point), i risultati descritti in un articolo scientifico;
- la capacità di studiare in modo autonomo, auto-gestito e integrando il materiale proveniente da più fonti (libri di testo, materiale fornito dai docenti, letteratura scientifica).

La capacità di ricerca di dati e letteratura scientifica su argomenti specifici, la capacità di valutare l’impatto che le diverse riviste scientifiche hanno nella comunità internazionale, unite alle conoscenze e competenze nel campo dell’immunologia e della patologia, forniranno allo studente maggiori capacità di studio attraverso la consultazione di più fonti, di elaborazione di progetti di ricerca, di analisi di dati, di comunicazione di risultati, nonché maggiori conoscenze su alcune delle più recenti innovazioni biotecnologiche applicate in campo biomedico.

L’obiettivo principale dell’Insegnamento è fornire allo studente maggiori conoscenze nei campi dell’immunologia e delle malattie associate al sistema immunitario, nonché della patologia generale. L’approfondimento dei processi cellulari e molecolari alla base delle malattie, e dei nuovi strumenti di diagnosi e terapia offerti dalle biotecnologie, offriranno allo studente una visione aggiornata sulle diverse possibilità di diagnosi e terapia.

Le lezioni frontali concorreranno a sviluppare competenze sulle basi eziopatogeniche delle malattie, come substrato fondamentale per l’approccio biotecnologico medico alle malattie stesse.
La parte del corso relativa all’Immunologia e immunopatologia ha il fine di fornire le conoscenze fondamentali per rendere lo studente in grado di comprendere i meccanismi molecolari alla base dei principali processi immunopatologici nell’uomo, e come sulla base di queste conoscenze si possano sviluppare nuovi strumenti biotecnologici per la diagnosi e la terapia delle immunopatie. Particolare attenzione sarà rivolta allo studio di malattie infiammatorie croniche, risposta alle infezioni, reazioni allergiche, rigetto dei trapianti di organo e tessuto, immunoterapie dei tumori e immunodeficienze primitive.

La parte di corso relativa alla Patologia molecolare e cellulare ha l’obiettivo di fornire le conoscenze di base per rendere lo studente in grado di comprendere i meccanismi molecolari e cellulari che regolano i processi patologici nell’uomo. La finalità della conoscenza dei meccanismi patogenetici a livello molecolare e cellulare delle malattie umane è quella di creare il substrato indispensabile per l’approccio biotecnologico in campo preventivo, diagnostico, terapeutico e clinico delle patologie umane. In particolare, verranno approfondite le basi molecolari e cellulari di quelle patologie la cui incidenza è aumentata negli ultimi anni, in relazione anche al fatto che l’età media della popolazione si è allungata. Quindi, saranno trattate malattie quali la patologia neoplastica e le patologie cronico‐degenerative, quali l’arterosclerosi. Saranno trattati i meccanismi patogenetici dei non-coding RNA: microRNA e long non-coding RNA. Saranno descritti i meccanismi molecolari che regolano il mantenimento delle cellule staminali, il loro utilizzo ai fini terapeutici, e il coinvolgimento delle cellule staminali tumorali nel mantenimento dei processi tumorali. Saranno inoltre trattate le metodiche di next generation sequencing (NGS) e alcuni esempi pratici.

Per entrambi i moduli, tra gli obiettivi specifici che lo studente conseguirà al termine dell’insegnamento, vi saranno:
- la capacità di effettuare ricerche bibliografiche in banche dati scientifiche internazionali (es. PubMed);
- la capacità di selezionare articoli scientifici nell’ambito degli argomenti trattati durante il corso;
- la capacità di comprensione ed elaborazione di un articolo scientifico in lingua inglese;
- l’integrazione delle conoscenze acquisite durante il corso con la letteratura scientifica internazionale;
- l’abilità di comunicare oralmente, mediante una presentazione al computer (con il programma power point), i risultati descritti in un articolo scientifico;
- la capacità di studiare in modo autonomo, auto-gestito e integrando il materiale proveniente da più fonti (libri di testo, materiale fornito dai docenti, letteratura scientifica).

La capacità di ricerca di dati e letteratura scientifica su argomenti specifici, la capacità di valutare l’impatto che le diverse riviste scientifiche hanno nella comunità internazionale, unite alle conoscenze e competenze nel campo dell’immunologia e della patologia, forniranno allo studente maggiori capacità di studio attraverso la consultazione di più fonti, di elaborazione di progetti di ricerca, di analisi di dati, di comunicazione di risultati, nonché maggiori conoscenze su alcune delle più recenti innovazioni biotecnologiche applicate in campo biomedico.

Lo studente dovrà conoscere i componenti cellulari e solubili del sistema immunitario, nonché il loro funzionamento nell'ambito della risposta immunitaria. In particolare, le conoscenze di base richieste all'inizio dell'insegnamento sono:
- Caratteristiche generali delle riposte immunitarie.
- Cellule e tessuti del sistema immunitario.
- Immunità innata: cellule e mediatori solubili.
- Immunità adattativa: linfociti T CD4+ e CD8+, MHC e presentazione dell'antigene, citochine.
- Recettori e vie di trasduzione del sistema immunitario.
- Maturazione dei linfociti e riarrangiamento del BCR e TCR.
- Immunità adattativa: linfociti B, anticorpi, citochine.
- Meccanismi effettori dell'immunità umorale.

Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare I
Durante il corso, i temi trattati saranno i seguenti:

- Le citochine infiammatorie, le chemochine ed i loro recettori: ruolo eziopatogenetico.
- Le cellule dell’immunità innata: NK e ILC.
- L’immunità mucosale.
- L’immunità alle infezioni batteriche e virali.
- Immunità e tumori: nuovi approcci biotecnologici nell'immunoterapia dei tumori.
- I vaccini profilattici e terapeutici.
- Le allergie.
- Le immunodeficienze congenite: approcci di terapia genica e cellulare.
- Immunità e trapianti: nuovi approcci biotecnologici nel controllo delle reazioni di rigetto dei trapianti di organo e tessuto.
- Tolleranza e autoimmunità.



Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare II
N/D
Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare III
N/D
Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare IV
La parte del corso relativa alla Patologia molecolare e cellulare si articolerà in lezioni frontali. I temi trattati saranno i seguenti:
1) Nozioni introduttive ed aspetti generali di patologia molecolare e cellulare:
‐ Concetto e cause di alterazione dell’equilibrio cellulare, omeostasi cellulare e tessutale
‐ Danno cellulare: cause, meccanismi molecolari, risposte e adattamenti ‐ Morte cellulare e sue manifestazioni: necrosi e apoptosi
‐ Invecchiamento cellulare
‐Adattamenti cellulari della crescita e del differenziamento: iperplasia, ipertrofia, atrofia, metaplasia: cause, forme e meccanismi. Displasia e carcinoma in situ. Cellule staminali
‐ Patologie cronico degenerative: Diabete mellito, malattie metaboliche e aterosclerosi.
2) Patologia molecolare e cellulare dei tumori
‐ Definizione e classificazione dei tumori
‐ Stadi della progressione tumorale: iniziazione, promozione, progressione, invasività e metastasi
‐ Mutazioni dominanti e recessive: oncogeni e oncosoppressori
‐ Predisposizione genetica ereditaria al cancro: RB, p53, difetti multigenici. Importanza di fattori epigenetici
‐ Caratteristiche che deve acquisire una cellula per diventare tumorale. Cenni sui pathway molecolari coinvolti nei diversi aspetti dello sviluppo tumorale.
‐ Identificazione di marker tumorali. Importanza dei marker tumorali nella prevenzione e stadiazione/classificazione dei tumori
3) Relazione tra patologia molecolare e fenotipo: definizioni e basi genetiche delle neoplasie endocrine multiple come esempio di patologia complessa con basi molecolari note: classi di mutazioni relazione struttura funzione‐quadro clinico.
4) Cellule staminali: cellule staminali embrionali, cellule staminali adulte. Applicazioni terapeutiche delle cellule staminali. Cancer stem cells, caratteristiche e meccanismi epigenetici.
5) Meccanismi patogenetici conessi con alterazioni degli RNA non coding: microRNA e long non-coding RNA. microRNA: biogenesi, meccanismi di deregolazione nelle patologie, microRNA circolanti;
long non-coding RNA: biogenesi, meccanismi di azione, esempi di lncRNA deregolati nelle patologie.
6) Next generation Sequencing: Introduzione alle tecniche di Next Generation Sequencing. Illumina platform, Ion Torrent. Applicazioni: Genome Sequencing, Whole exome sequencing, Targeted sequencing. Analisi dei dati ottenuti mediante next generation sequencing: trattazione bioninformatica dell’output della corsa, analisi del trascrittoma e del mirnoma. Cenni di analisi bioinformatica.

Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare I
Testi di riferimento

A. K. Abbas, A. H. Lichtman, S. Pillai, Immunologia cellulare e molecolare (sesta edizione aggiornata), Elsevier‐Masson 2010

Pontieri, Russo, Frati: “Patologia Generale” Ed. Piccin

Robbins e Cotran: “Le basi patologiche delle malattie” Ed. Elsevier

Dispense ed articoli forniti dai docenti


Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare II
N/D
Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare III
N/D
Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare IV
materiale di studio fornito durante il corso e disponibile su piattaforma dedicata

Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare I
N/D
Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare II
N/D
Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare III
N/D
Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare IV
N/D

Il corso si articolerà soprattutto in lezioni frontali, tenute dai singoli docenti. La frequenza è obbligatoria.

Alcune lezioni potranno essere tenute da docenti stranieri, provenienti da prestigiosi istituti di ricerca e università, in base ad accordi presi tra i docenti durante l’Anno Accademico. Queste lezioni avranno frequenza obbligatoria, in quanto saranno tenute durante il calendario dei corsi.

Gli studenti verranno infine invitati a partecipare ad eventuali seminari su argomenti di biomedicina, tenuti da relatori nazionali e internazionali. In questo caso, la partecipazione è facoltativa.

Obbligatoria

Prova orale.

Durante il colloquio orale lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente di tutti gli argomenti affrontati a lezione. Per conseguire un punteggio finale pari 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, e aver conseguito 30/30 e lode in entrambi i moduli.
Ai fini della valutazione sarà presa in considerazione la capacità dello studente di ragionare e di esporre gli argomenti in modo chiaro e con la giusta terminologia, dimostrando la capacità di esporli in modo logico e coerente.
Nella valutazione della prova di esame, verrà presa in considerazione anche la percentuale di presenze alle lezioni frontali.

Sarà discrezione dello studente sostenere i due moduli nello stesso appello, oppure in due appelli diversi, secondo l’ordine che ritiene più opportuno. In questo ultimo caso, i docenti prenderanno nota della votazione ottenuta nel primo modulo sostenuto.

Il voto finale sarà dato dalla media delle due votazioni ottenute in ciascun modulo.

Domande sugli argomenti trattati a lezione

Modulo: Immunologia ed immunopatologia - Patologia molecolare e cellulare I

• Le citochine infiammatorie, le chemochine ed i loro
  recettori: ruolo eziopatogenetico.


• Le
  cellule dell’immunità innata: NK e ILC.


• L’immunità mucosale.


• L’immunità alle infezioni batteriche e virali.


• Immunità e tumori: nuovi approcci biotecnologici
  nell'immunoterapia dei tumori.


• I vaccini profilattici e terapeutici.


• Le allergie.


• Le immunodeficienze congenite: approcci di terapia genica e
  cellulare.


• Immunità e trapianti: nuovi approcci biotecnologici
  nel controllo delle reazioni di rigetto dei trapianti di organo e tessuto.


• Tolleranza
  e autoimmunità.

• microRNA function and biogenesis


• microRNA and disease


• long non-coding functions and biogenesis


• long non-coding RNAs and disease


• Sequencing techniques - first generation


• Sequencing techniques - second generation


• Sequencing techniquest - third generation


• cancer cell stemness as biomarker and therapeutic target