Biotecnologie mediche

OBIETTIVI GENERALI Al termine del corso lo studente conoscerà i campi della medicina nei quali le biotecnologie hanno operato cambiamenti significativi nella comprensione e nella cura delle patologie e i progressi ottenuti in particolare in: immunologia, cardiologia, ematologia, oncologia, endocrinologia. Conoscerà l’organizzazione delle specie più frequentemente utilizzate nella sperimentazione animale e possiederà informazioni sulla legislazione italiana per quello che riguarda la sperimentazione animale e sulla imprescindibile questione etica che questi studi sollevano. Potrà ipotizzare la creazione di modelli animali per lo studio fisiopatologico delle malattie umane e per l’identificazione di bersagli terapeutici. Attraverso lezioni frontali lo studente imparerà un percorso di conoscenza delle patologie e di soluzione di problemi biologici. Potrà comprendere come la disciplina “Ematologia” abbia rappresentato il modello di studio di patologie neoplastiche, ha disegnato un percorso che dalla caratterizzazione molecolare di una malattia è giunto alla cura delle stessa. Lo studente conoscerà il modello della leucemia mieloide cronica o della leucemia acuta a promielociti come un percorso nel quale le biotecnologie hanno prodotto dati entusiasmanti. Così pure in endocrinologia potrà verificare come la biologia molecolare ha permesso la caratterizzazione di alcune patologie e potrà analizzare la possibilità e i limiti dell’approccio della terapia genica in questo campo. In cardiologia l’analisi della fisiopatologia e delle pathway molecolari dei principali quadri patologici di malattia cardiovascolare e gli approcci di medicina rigenerativa per la prevenzione della disfunzione cardiaca dopo infarto consentiranno di un quadro generale nuove opportunità per progettare approcci terapeutici innovativi. Conoscerà i principali meccanismi molecolari di immuno-evasione da parte dei virus, in particolare gli Herpesvirus, e le cause di persistenza nell’ospite e conoscerà modelli di oncogenesi correlati alle infezioni virali (EBV, KSHV). Conoscerà i processi di rigenerazione e riparazione dei tessuti in relazione ai meccanismi coinvolti nella loro regolazione, indicandone il possibile utilizzo nell’uomo con particolare attenzione ai muscoli scheletrici. Dovrà essere in grado di progettare studi allo scopo di suggerire percorsi patogenetici e/o terapeutici innovativi. OBIETTIVI SPECIFICI Alla fine del corso lo studente deve essere a conoscenza dei principali meccanismi biologici, cellulari e molecolari, implicati nella rigenerazione e nella riparazione di tessuti ed organi e dei principi generali della medicina rigenerativa e dell'ingegneria dei tessuti, in particolare scheletrici, ivi incluse possibili applicazioni e limiti. Alla fine del corso lo studente dovrà, applicando le conoscenze acquisite con questo insegnamento, essere in grado di valutare criticamente il ruolo delle cellule staminali in termini di omeostasi tissutale e di plasticità funzionale nonché la loro applicabilità in modelli sperimentali in vitro, pre-clinici e clinici, anche al fine di proporre ed elaborare soluzioni di ingegneria tissutale con finalità riparative/rigenerative. Ematologia (DEL GIUDICE): Conoscenza e comprensione: Conoscenza della emopoiesi normale e patologica. Le leucemie linfoidi acute e croniche come modelli di comprensione dello sviluppo di neoplasie e di percorsi di cura. La leucemia mieloide cronica e la leucemia acuta a promielociti come dimostrazione della possibilità di guarigione di una patologia quando si conoscono i meccanismi causali. Conoscenza e comprensione della organizzazione per eseguire i trapianti di cellule staminali emopoietiche. Conoscenza delle problematiche di emostasi e trombosi, soprattutto come collegamento con le patologie cardiologiche. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente potrà attivamente comporre un progetto di ricerca in campo ematologico sul modello dei percorsi di studio appresi. Sarà in grado di partecipare ad esempio ad un Dottorato di ricerca in Discipline Ematologiche. Anatomia Patologica (CORSI): Conoscenza e comprensione: Alla fine del corso lo studente deve essere a conoscenza dei principali meccanismi biologici, cellulari e molecolari, implicati nella rigenerazione e nella riparazione di tessuti ed organi e dei principi generali della medicina rigenerativa e dell'ingegneria dei tessuti, in particolare scheletrici, ivi incluse possibili applicazioni e limiti. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Alla fine del corso lo studente dovrà, applicando le conoscenze acquisite con questo insegnamento, essere in grado di valutare criticamente il ruolo delle cellule staminali in termini di omeostasi tissutale e di plasticità funzionale nonché la loro applicabilità in modelli sperimentali in vitro, pre-clinici e clinici, anche al fine di proporre ed elaborare soluzioni di ingegneria tissutale con finalità riparative/rigenerative. Immunologia (PICONESE): Conoscenza e comprensione: Conoscere i meccanismi di sviluppo di risposte immunitarie fisiologiche o aberranti nell’immunopatologia. Conoscere i principali meccanismi patogenetici di malattie autoimmuni (lupus eritematoso sistemico, artrite reumatoide, sclerosi multipla), infezioni virali croniche (HBV, HCV, ecc…) e tumori. Conoscere il ruolo dei vari bracci dell’immunità adattativa (cellule B, cellule T CD4, CD8 e Treg) nello sviluppo di tali patologie. Conoscere i principali modelli murini utilizzati per lo studio delle cellule dell’immunità nelle suddette patologie. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Immunologia: Applicare le conoscenze acquisite all’analisi e all’interpretazione di risultati derivati dalla ricerca sperimentale. Individuare limiti e criticità nei modelli sperimentali di patologie immunomediate. Anatomia degli Animali da laboratorio (CAMPESE): Conoscenza e comprensione: breve corso finalizzato alla conoscenza degli aspetti basilari di anatomia funzionale delle specie di più frequente utilizzo nella ricerca biomedica ovvero Roditori e Lagomorfi. Descrizione dell’anatomia macroscopica e microscopica del ratto con particolari del topo e del coniglio. Cenni riguardanti criceto, cavia e gerbillo, impiegati in misura minore in biomedicina. Particolarità morfostrutturali di specie utilizzate come modelli specifici nell’indagine di determinate patologie. Acquisizione di concetti riguardanti la struttura corporea degli animali da esperimento indispensabili per chiunque debba affrontare la responsabilità -etica e biotecnologica- della sperimentazione animale. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di individuare un argomento di studio (affine se possibile ai propri interessi scientifici e/o al proprio profilo accademico quali ad es., internato, tesi sperimentale, ecc.) e correlarlo alla descrizione di particolarità anatomiche significative per lo sviluppo dell’indagine. Lo studente - eseguita una breve ricerca bibliografica, predisporrà una presentazione di power point in italiano o in inglese e discuterà la propria tesina alla luce della letteratura consultata. Cardiologia (SAVOIA). Conoscenza e comprensione: Alla fine del corso lo studente deve essere a conoscenza dei meccanismi biologici e molecolari dei principali quadri patologici cardiaci. In particolare dovrà conoscere i principi generali della angiogenesi e della medicina rigenerativa cardiaca e i meccanismi molecolari e cellulari coinvolti nella rigenerazione e nella riparazione cardiaca inclusi possibili applicazioni e limiti. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di riconoscere i meccanismi di danno d’organo cardiovascolare e in particolare valutare criticamente il ruolo delle cellule staminali in cardiologia in termini di omeostasi tissutale e di plasticità funzionale e altresì la possibile applicabilità in modelli sperimentali pre-clinici e clinici, anche al fine di proporre ed elaborare soluzioni di ingegneria tissutale con finalità riparative/rigenerative. Modelli Animali di malattia (CAMPESE): Conoscenza e comprensione: Alla fine del percorso educativo li studente dovrà conoscere: vantaggi e limiti dei modelli murini geneticamente modificati; gli elementi procedurali essenziali per la generazione, la caratterizzazione ed il mantenimento delle colonie murine; le caratteristiche specifiche delle principali tipologie di modelli murini geneticamente manipolati, sia convenzionali che condizionali; le cognizioni di base della legislazione europea ed italiana inerente l’utilizzo di animali a fini scientifici; Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Applicare le conoscenze acquisite per discriminare le caratteristiche specifiche, i vantaggi ed i limiti delle diverse tipologie di modelli murini geneticamente modificati e valutare criticamente il loro ruolo potenziale nello studio delle patologie umane; riconoscere quali sono i limiti imposti dal legislatore alla sperimentazione animale; Modelli di immunoevasione ed oncologia virale (SANTARELLI): Conoscenza e comprensione: Al completamento del modulo lo studente deve conoscere: 1) i principali meccanismi molecolari che regolano la persistenza degli herpesvirus nell’ospite; 2) le strategie attraverso cui questi virus “evadono” la risposta immunitaria; 3) i meccanismi molecolari che conducono allo sviluppo dei tumori associati alle infezioni da EBV ed HHV-8 (o KSHV). Questi herpesvirus sono infatti considerati utili modelli per indagare i meccanismi di oncogenesi; 4) gli approcci sperimentali che hanno condotto allo sviluppo delle terapie attualmente adottate, incluse quelle cellulari Capacità di applicare conoscenza e comprensione: sulla base delle conoscenze acquisite seguendo questo modulo, lo studente dovrà essere in grado di discutere il razionale e gli approcci sperimentali dei lavori scientifici presentati durante il corso. Dovrà inoltre dimostrare di avere sviluppato la capacità di interpretare i risultati presenti nell’articolo scientifico che sarà parte dell’esame e, possibilmente, proporre un’eventuale strategia sperimentale alternativa. Endocrinologia (ULISSE - BALDINI): Conoscenza e comprensione: lo studente dovrà conoscere: i) le basi fisiopatologiche delle principali patologie endocrine, ivi incluse le neoplasie endocrine, ed in particolare i tumori della ghiandola tiroidea; ii) l’applicazione delle tecniche di biologia molecolare utili alla diagnosi e prognosi delle neoplasie endocrine; iii) l’applicazione dei biosensori in endocrinologia; iv) gli approcci di terapia genica per la cura delle endocrinopatie. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente, partendo dagli attuali limiti delle biologia molecolare e delle biotecnologie nell’ambito della diagnosi, terapia, prognosi e follow-up delle patologie endocrine, dovrà acquisire coscienza delle potenzialità offerte dallo sviluppo delle biotecnologie e del loro impatto positivo sulla qualità di vita dei pazienti. Capacità critiche e di giudizio: Lo studente potrà raccordare le conoscenze apprese durante il corso e collegare i modelli animali di studio delle patologie presentate. Stabilire la strategia sperimentale opportuna per rispondere a quesiti di ricerca nei vari campi di studio. Comprendere e elaborare giudizi sulla possibilità di generare animali “knock-out” o “knock-in” per un gene la cui mutazione è causale o favorente in una delle patologie delle discipline che sono state oggetto di approfondimento (Cardiologia, Ematologia, Endocrinologia, Immunologia, Oncologia). Giudicare la profondità dei risultati e la correttezza di approccio sperimentale. Capacità di comunicare quanto si è appreso: Per questo lo studente verrà valutato in sede di esame. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita: L’indicazione all’utilizzo di lavori scientifici pubblicati su riviste con Impact Factor e riportate sul sito PubMed, sugli argomenti oggetto delle lezioni frontali, per la preparazione alla prova d’esame produrrà lo sviluppo di capacità autonome di studio e modelli di lavoro nel campo delle Biotecnologie.