biotecnologie mediche

Il corso si propone di fornire allo studente specifiche competenze nel campo della diagnostica, sia quella classica sia quella biotecnologica più avanzata.Conoscenza e capacità di comprensione - al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito la conoscenza e la capacità di comprensione dei principi alla base del processo diagnostico e della corretta interpretazione dei risultati, delle tecniche diagnostiche biotecnologiche e dei diversi format analitici utilizzabili per l’accertamento diagnostico su fluidi biologici e tessuti umani, oltre alla conoscenza e comprensione del concetto di marcatore biochimico, degli esami di laboratorio nella diagnosi di malattie e nella gestione dei pazienti, come ambito di applicazione delle biotecnlogie in diagnostica.Capacità applicative - al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito le competenze per applicare i principi base della diagnostica biochimica alla progettazione di tecnologie per la diagnostica avanzata di malattie genetiche, cronico-degenerative e neoplastiche in base al contesto clinico e al proposito dell'indagine clinica, come prevenzione, screening, diagnosi, prognosi e sorveglianza.Autonomia di giudizio - al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito capacità di scegliere le caratteristiche appropriate dei test diagnostici in funzione del tipo di biomarcatore, malattia e scopo diagnostico.Abilità comunicative - al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito la capacità di utilizzare una terminologia appropriata e specifica dell'ambito diagnostico, che permetta l'interazione con professionisti del campo in contesti multidisciplinari.Capacità di apprendimento - al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito la capacità di reperire informazioni adeguate in risposta a quesiti clinici e tecnici specifici in ambito diagnostico.

Principi generali della Medicina di laboratorio; le Biotecnologie nel laboratorio d’analisi Il processo diagnostico di laboratorio: aspetti pre-analitici, analitici e post-analitici. La gestione del laboratorio d’analisi: il controllo di qualità; “point of care testing”. Approcci metodologici in biochimica clinica e biologia molecolare clinica; dosaggi basati su: enzimi, immunometria, pcr; rilevazione e amplificazione del segnale: vantaggi e svantaggi dei differenti format analitici; elettroforesi mono e bi-dimensionale; western blotting; “protein array”. Biomarcatori: definizione e concetti associati, marcatori biochimici di funzione e di lesione, modalità di rilascio dei marcatori, finestra diagnostica, specificità; biomarcatori per lo screening e la diagnosi di malattie acquisite e degli errori congeniti del metabolismo: marcatori di rischio cardiovascolare, dell'infarto del miocardio, delle patologie associate al fegato, del diabete; marcatori tumorali; diagnostica della celiachia. Esercitazioni pratiche in laboratorio su tecniche di elettroforesi mono e bidimensionale per la separazione e lo studio di campioni biologici. Durante questa esperienza agli studenti vengono fornite le nozioni base per l’utilizzo di piccola strumentazione e per operazioni pratiche in laboratorio (preparazione di soluzioni acquose, miscele di solventi, campioni biologici).

L’esame è orale. Non sono previste prove in itinere. Gli argomenti d’esame riguardano tutto il programma trattato a lezione, durante le esercitazioni in aula e in laboratorio.Ogni studente viene interrogato individualmente, con minimo 4 domande, alcune delle quali di conoscenza della materia e altre di ragionamento. La valutazione tiene conto di quanto lo studente centra il tema della domanda, senza divagazioni dispersive, dando il giusto contesto all'argomento, e del livello di sicurezza nell'esposizione. Dall’anno accademico 2011-2012, anno in cui l’insegnamento è stato inserito nel corso di laurea, ad oggi il voto medio ottenuto è superiore a 28/30, considerando il 30 e lode pari a 31. La percentuale media di superamento per appello è superiore al 90%. Gli studenti che ripetono l’esame, nella maggior parte dei casi hanno rifiutato il voto al primo appello a cui hanno partecipato; all’appello successivo hanno raggiunto risultati spesso eccellenti. La % media di respinti per appello è inferiore al 1%.

Materiale e riferimenti bibliografici forniti dal docente

Il candidato sarà in grado di: comprendere aspetti basilari del disegno dello studio, implementare autonomamente analisi statistiche di base, leggere con spirito critico la letteratura scientifica che presenti analisi statistiche descrittive e inferenziali. Il candidato sarà in grado di: acquisire le conoscenze ed i concetti di base relativi alle metodologie e alle tecniche computazionali per la raccolta, la gestione e l'analisi di dati in biologia molecolare, come i dati di sequenze generati dalle tecnologie Next Generation Sequencing (NGS), e la padronanza dei principali strumenti computazionali necessari per estrarre informazioni di interesse per la ricerca biomedica dalle principali banche dati di sequenze. Conoscenza e capacità di comprensione - al termine dell'insegnamento lo studente acquisirà le conoscenze di base per l'individuazione, la comprensione nonchè la conduzione di studi in presenza di dati qualititativi e quantitativi nella ricerca scientifica nel campo delle biotecnologie. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - al termine dell'insegnamento lo studente acquisirà capicità critica per partecipare alla conduzione di studi nella ricerca scientifica nel campo delle biotecnologie. Autonomia di giudizio - al termine dell'insegnamento lo studente acquisirà capicità critica per valutare studi nella ricerca scientifica nel campo delle biotecnologie. Abilità comunicative - al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito una terminologia scientifica adeguata e saprà esporre con proprietà di linguaggio gli argomenti trattati nel corso. Capacità di apprendimento - alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere evalutare criticamente la letteratura scientifica che prevede l'utilizzo di metodi statistici descrittivi ed inferenziali nel campo delle biotecnologie.

Informazione disponibile nei syllabus dei singoli moduli

Prova scritta (Biostatistica) e Prova orale (Bioinformatica). Il voto finale verrà calcolato come la media dei voti dei due moduli. Le comunicazioni relative ad aspetti organizzativi degli appelli verranno date attraverso il forum sulla pagina "Biostatistica".

Informazioni nei syllabus dei singoli moduli

Lo Human Genome Project e i successivi sviluppi tecnologici, in particolare le tecnologie di sequenziamento massivo in parallelo del DNA e le tecniche di studio della organizzazione tridimensionale della cromatina hanno modificato lo scenario dei rapporti tra genetica e medicina. L’era della genetica medica, focalizzata sulle anomalie cromosomiche e le malattie monogeniche sta lasciando il passo all’era della genomica clinica e di salute pubblica, e le analisi su scala genomica della variabilità genetica stanno cominciando a collegare in modo comprensibile il genoma al fenoma. I ricercatori hanno quindi spostato l'attenzione verso la comprensione delle funzioni geniche e dei meccanismi regolatori che controllano l'espressione genica. Questo include lo studio delle interazioni gene-gene e gene-ambiente per comprendere meglio i tratti complessi e le malattie. Obiettivi formativi specifici Conoscenza e capacità di comprensioneLo studente acquisirà una conoscenza approfondita delle tecnologie e degli approcci sperimentali propri della genomica funzionale, con particolare attenzione alle tecniche di sequenziamento ad alta processività, all'analisi dell’organizzazione tridimensionale della cromatina e ai meccanismi di regolazione dell’espressione genica. Verranno inoltre acquisite competenze sul ruolo della variabilità genetica e delle interazioni gene-gene e gene-ambiente nella determinazione di fenotipi complessi. Conoscenza e capacità di comprensione applicateAl termine del corso lo studente sarà in grado di progettare e interpretare studi sperimentali nell’ambito della genomica funzionale, selezionando in modo critico le metodologie più appropriate. Saprà applicare queste conoscenze alla ricerca biomedica avanzata e a contesti clinici di genomica traslazionale. Autonomia di giudizioLo studente svilupperà capacità critiche nell'analisi dei dati genomici e sarà in grado di valutare in autonomia la qualità e l'affidabilità dei risultati scientifici, formulando ipotesi coerenti e individuando le implicazioni etiche, cliniche e scientifiche delle proprie analisi. Abilità comunicativeLo studente acquisirà la capacità di comunicare in modo chiaro, efficace e professionale i contenuti e i risultati di analisi genomiche complesse, sia in ambito accademico che in contesti multidisciplinari, utilizzando la terminologia scientifica appropriata e i principali strumenti di comunicazione scientifica. Capacità di apprendimentoLo studente svilupperà un’elevata autonomia nello studio e nell’aggiornamento continuo, acquisendo la capacità di accedere criticamente alla letteratura scientifica e di approfondire in modo indipendente le innovazioni metodologiche e tecnologiche nel campo della genomica funzionale.

PARTE I: Evoluzione Concettuale e Organizzazione Globale del Genoma (Lezioni 1-5)• Lezione 1: Dalla Genetica alla GenomicaL'evoluzione concettuale del termine "gene" dal periodo classico e mendeliano fino all'era moderna; polimorfismi; mappe genetiche e fisiche; studi di linkage e GWAS• Lezione 2: Sequenziamento Sanger e Identificazione dei GeniIl sequenziamento del DNA a terminazione di catena; strategie storiche di clonaggio posizionale per l'identificazione di geni-malattia; genetica diretta e inversa.• Lezione 3: Il Progetto Genoma Umano e i Geni Codificanti ProteineTappe e metodologie di mappatura fisica e contig clonali del Progetto Genoma Umano (HGP); analisi quantitativa e distribuzione dei geni codificanti proteine.• Lezione 4: Duplicazione Genica, Famiglie Geniche e Geni ad RNAMeccanismi molecolari di duplicazione genica (neofunzionalizzazione, pseudogeni); classificazione delle famiglie geniche ed evoluzione della complessità; introduzione ai geni per RNA non codificanti (rRNA, lncRNA, miRNA, piRNA).• Lezione 5: Distribuzione dei Geni, DNA Non Codificante (ncDNA) e sviluppi del Progetto Genoma UmanoEterogeneità della densità genica, deserti genici e modello delle isocore; analisi del ncDNA; innovazioni dei consorzi Telomere-to-Telomere (T2T) e Human Pangenome Project. PARTE II: Epigenetica Molecolare, Omiche e Topologia 3D (Lezioni 6-11)• Lezione 6: Struttura Base della Cromatina e Modificazioni IstonicheLivelli gerarchici di compattamento del DNA e biologia del nucleosoma (ottamero istonico, varianti e istone linker H1); dinamismo cromatinico, modificazioni istoniche e relativo codice, enzimi readers e writers.• Lezione 7: Metilazione del DNA: Ruolo Biologico e Meccanismi EpigeneticiMetilazione del DNA e suo significato funzionale; Enzimi DNMT; ruolo della metilazione nella repressione genica e nello sviluppo; eucromatina e eterocromatina costitutiva e facoltativa• Lezione 7-8: Tecniche Next-Generation Sequencing (NGS) e sue Applicazioni in Genomica FunzionalePiattaforme NGS di seconda e terza generazione. Sequenziamento dell’RNA e trascrittomica. Applicazioni dell’NGS su DNA e RNA. CHIP-Seq, CUT&Run, Metagenomica.• Lezione 9: Organizzazione 3D del Genoma e Tecniche per lo studio della Conformazione della CromatinaArchitettura tridimensionale interfasica: territori cromosomici, compartimenti A/B, domini topologicamente associati (TADs) e loop promotore-enhancer. Tecniche di cattura della conformazione (Hi-C, Micro-C, MCC) e metodi indipendenti da ligazione• Lezione 10: Imprinting Genetico e Inattivazione del Cromosoma XEspressione monoallelica genitore-specifica ed evidenze da trapianto pronucleare; disomie uniparentali (UPD) e sindromi genetiche umane (Prader-Willi, Angelman, Silver-Russell, Beckwith-Wiedemann); Significato biologico, fasi e meccanismi molecolari dell'inattivazione del cromosoma X.• Lezione 11: Genomica a Singola Cellula (Single-Cell Genomics)Principi, tecniche e implicazioni delle analisi genomiche a singola cellula; sequenziamento dell'RNA a singola cellula (Single-cell RNA-Seq) per lo studio dell'eterogeneità trascrizionale; cenni alla trascrittomica spaziale e alle analisi multi-omiche. PARTE III: Sistemi in Vitro, Ingegneria di Trasduzione e Gene Editing (Lezioni 12-14)• Lezione 12: Colture Cellulari e Biologia delle Cellule StaminaliManipolazione e mantenimento in vitro di colture cellulari; biologia, auto-rinnovamento e differenziamento di cellule staminali pluripotenti (ESC, iPSC) e multipotenti come modelli biologici.• Lezione 13: Tecnologie di Ingegneria Genomica e Vettori PlasmidiciPrincipi del clonaggio molecolare e i principali vettori plasmidici utilizzati per manipolare l’espressione genica. Metodi di clonaggio del DNA, i diversi tipi di plasmidi (clonaggio, espressione, reporter e knock-down), i promotori, le strategie di trasfezione e i sistemi per ottenere espressione costitutiva o inducibile dei geni nelle cellule eucariotiche. Utilizzo di nucleasi a dita di zinco (ZFN), TALEN e la piattaforma CRISPR/Cas9; sfruttamento delle vie di riparazione del DNA (NHEJ e HDR).• Lezione 14: Vettori Virali per il Trasferimento GenicoBiologia molecolare e ingegnerizzazione di vettori retrovirali e lentivirali; architettura dei vettori auto-inattivanti (SIN) tramite delezione 3'-LTR; confronto strutturale tra piattaforme di II e III generazione e metodiche di titolazione. PARTE IV: Saggi Funzionali, Interattomica e Modelli Animali In Vivo (Lezioni 15-18)• Lezione 15: Studio Funzionale dei Promotori e della TrascrizioneCaratterizzazione biochimica e funzionale delle regioni regolatorie: design di vettori reporter (luciferasi, GFP) e mutagenesi sito-diretta dei motivi di legame trascrizionali.• Lezione 16: Caratterizzazione delle Interazioni Proteina-ProteinaMetodologie per mappare l'interactoma proteico: saggio del doppio ibrido in lievito (Y2H), co-immunoprecipitazione (Co-IP), saggi biofotonici ad alta risoluzione (FRET/BRET); CHIP.• Lezione 17: Strategie di Gene Targeting In VivoPrincipi biologici della ricombinazione omologa in cellule staminali embrionali (ES) e design di vettori di targeting; generazione di knockout e knockout condizionali mediante sistemi Cre-Lox. Costruzione e selezione di cellule e animali geneticamente modificati. Tecnologie di genome editing in vivo: trasposoni, Zinc Finger Nucleases (ZFNs) e CRISPR/Cas9. Applicazioni del genome editing nella ricerca biologica e nella terapia genica.• Lezione 18: Strategie di Gene silencing In VivoPrincipi del silenziamento genico mediante antisense oligonucleotidi (ASO); RNA interference (RNAi), siRNA e shRNA. Strategie di delivery e vettori per il silenziamento genico. Biogenesi e funzione dei microRNA (miRNA). Applicazioni dei piccoli RNA nello studio della funzione genica e nello sviluppo di nuove terapie. **• 5 tra lezioni interattive ed esercitazioni saranno dedicate alla presentazione e discussione critica di articoli scientifici **

La verifica del profitto avverrà nelle previste sessioni d'esame, mediante un esame scritto composto da TEST A RISPOSTE CHIUSE (quiz a scelta multipla), riguardanti l'intero programma, per la valutazione della preparazione generale dello studente, e una DOMANDA APERTA a scelta dello studente tra tre diversi quesiti proposti, per valutare le capacità di comprensione e approfondimento. Durante lo svolgimento del corso sarà inoltre proposto agli studenti di preparare una presentazione orale facoltativa basata su un articolo scientifico originale su un argomento pertinente al programma, per valutare le capacità di presentazione e sintesi. Questa presentazione fungerà da base per una discussione interattiva in aula sui temi scientifici presentati. La valutazione finale sarà ottenuta dalla media ottenuta dai punteggi ottenuti nei quiz a scelta multipla e nella domanda aperta. L'esame si considererà superato solo se si raggiungerà un punteggio sufficiente sia nei quiz a scelta multipla, sia nella domanda aperta. La presentazione orale facoltativa potrà contribuire al voto finale fino ad aggiungere un massimo di 3 punti.Su richiesta del docente e/o dello studente, potrà inoltre essere effettuata una breve prova orale, che consisterà di un colloquio sugli argomenti svolti a lezione e/o un colloquio di discussione sullo scritto.

Diapositive delle lezioni Reviews e articoli pubblicati su riviste internazionali indicati durante il corso. Libri di testo consigliati: "Genetica & Genomica nelle scienze mediche"; Tom Strachan, Anneke Lucassen. Seconda Edizione Italiana - Zanichelli "Genetica Molecolare Umana"; Tom Strachan, Andrew Read. Seconda edizione italiana condotta sulle 5 edizione inglese - Zanichelli "Functional Genomics: Methods and Protocols" (Methods in Molecular Biology); Michael Kaufmann, Christine A. Wells, Athanasios Alexiou.

Il corso si propone di fornire conoscenze sui principi fisici e le possibili applicazioni dell'imaging in vivo in ricerca clinica e preclinica e in diagnostica.Conoscenza e capacità di comprensione: al termine del corso gli studenti acquisiranno conoscenze interdisciplinari utili a comprendere il funzionameto e le possibili applicazioni dell' imaging in vivo con particolare riferimento all'imaging molecolare medico nucleare o ottico; capacità applicative: il corso dovrà fornire conoscenze tali da comprendere le possibili applicazioni dell'imaging in vivo in diversi contesti clinici o sperimentali nonchè l'iter di sviluppo e validazione di nuove sonde diagnostiche per imaging in vivo;autonomia di giudizio: il corso dovrà fornire le basi per una autonomia nella scelta della metodica diagnostica più appropiata da applicare a un dato contesto clinico o sperimentale; abilità comunicative: acquisizione di un linguaggio tecnicamente appropriato da utilizzare in un contesto multidisciplinare;capacità di apprendimento: durante il corso si dovrà acquisire capacità di lettura critica di articoli scientifici, nochè i vantaggi e limiti delle rispetto a metodiche alternative.

-Introduzione all’imaging in vivo: strumentazione, metodi di acquisizione, sensibilità, risoluzione spaziale e temporale; imaging translazionale e preclinico-Introduzione alle immagini digitali: matrici, definizione di pixel e voxel, scale di colore, analisi immagini-Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Radiografia, TAC e mezzi di contrasto Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Ultrasuoni e microbolle Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Risonanza Magnetica e mezzi di contrasto Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Tomografia ad emissione (PET e SPECT) e radiofarmaci; cenni a decadimento radioattivo e radiochimica, radiobiologia e radioprotezione; definizione di tracciante; applicazione dei radiofarmaci in terapia e introduzione alla radioteranostica Neuroimaging e applicazioni in ricerca clinica, neuroscienze e sviluppo dei farmaci-Imaging ottico: fluorescenza e bioluminescenza, sonde per fluorescenza ad uso preclinico e clinico. Applicazione dell'imaging ottico alla caratterizzazione dei modelli animali e allo sviluppo di nuovi farmaci con particolare attenzione alle terapie avanzate e ai farmaci biotecnologici e allo sviluppo e applicazione dell'IO in chirurgia e endoscopia.-Applicazione cliniche e precliniche dell’Imaging in vivo in oncologia, infiammazione e sviluppo dei farmaci; introduzione alla teranostica: dall'identificazione del traget allo sviluppo degli agenti. Lettura critica, presentazione e discussione di articoli scientifici Visualizzazione e riconoscimento di immagini diagnostiche e applicazione di in diversi contesti di interesse biotecnologico

Verifica durante il corso mediante test scritti o orali di autovalutazione dell’apprendimento (domande chiuse o a risposta multipla); per l’auto verifica da effettuare a casa, vengono fornite agli studenti una lista di domande chiuse o a risposta multipla sui vari argomenti presentati e immagini di casi diagnostici; articoli scientifici da discutere in classe per verificare l’esatta comprensione delle metodiche presentate per rispondere ad una precisa domanda scientifica; attività di problem solving effettuate in calsse.Esame finale: orale• COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE;Criteri valutazione: conoscenze teoriche, capacità di sintesi, applicazione delle metodiche presentate a contesti specifici clinici o sperimentali.

Diapositive del corso, articoli, immagini biomediche e quiz per test di autovalutazione durante il corso o per la preparazione all'esame

Conoscenze e capacità di comprensione Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di: Descrivere in modo approfondito i meccanismi fisiologici cellulari e sistemici, comprendendo come i diversi organi cooperano per mantenere l’omeostasi dell’organismo. Analizzare le interazioni funzionali tra apparati (cardiovascolare, respiratorio, renale, endocrino, nervoso, ecc.) in condizioni fisiologiche e in risposta a stimoli interni o esterni. Comprendere le basi molecolari e biochimiche delle funzioni fisiologiche, con particolare riferimento ai segnali di regolazione, alla comunicazione intercellulare e ai processi di adattamento. Interpretare i segnali precoci di disfunzione e descrivere il continuum tra fisiologia normale e le prime alterazioni fisiopatologiche. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente sarà in grado di: Applicare modelli integrati per l’interpretazione della funzione degli apparati in condizioni complesse, dinamiche e reali. Riconoscere e analizzare i meccanismi compensatori e le alterazioni funzionali iniziali che indicano una transizione verso fisiopatologia. Utilizzare un approccio biomedico traslazionale, integrando concetti di fisiologia sperimentale con scenari clinici e preclinici. Autonomia di giudizio Lo studente svilupperà la capacità di: Elaborare ipotesi fisiologiche e fisiopatologiche basate su evidenze, interpretando dati quantitativi e qualitativi. Valutare criticamente l’integrazione e la coerenza delle informazioni provenienti da diverse fonti (biologiche, cliniche, ambientali). Formulare valutazioni autonome sui meccanismi adattativi e sulle deviazioni funzionali che precedono la patologia. Abilità comunicative Lo studente sarà in grado di: Comunicare in modo efficace le conoscenze fisiologiche e le loro implicazioni fisiopatologiche attraverso linguaggio tecnico appropriato, sia in forma scritta che orale. Utilizzare strumenti digitali, grafici e dati sperimentali per illustrare modelli funzionali integrati. Partecipare attivamente a discussioni interdisciplinari, presentando in modo chiaro e sintetico concetti complessi. Capacità di apprendimento Lo studente sarà in grado di: Pianificare strategie di apprendimento autonomo per aggiornare e approfondire le conoscenze fisiologiche in relazione al progresso della ricerca biomedica. Collegare i contenuti del corso a discipline affini (patologia, farmacologia) Riconoscere i propri bisogni formativi e identificare le fonti informative più appropriate e aggiornate.

Il corso approfondisce le tematiche legate al funzionamento dei trasportatori e dei canali ionici presenti sulla membrana plasmatica in condizioni fisiologiche e fisiopatologiche Nell'ambito neuromuscolare, si tratterà nel dettaglio la giunzione neuro-muscolare e il meccanismoNell'ambito muscolare, si tratteranno le differenze nei meccanimi di contrazione e di rilasciamento del muscolo scheletrico rispetto al muscolo liscioNell'ambito dell'attività cardiovascolare, si tratterà dell'accoppiamento eccitazione-contrazione, anche nel rispetto delle differenze di tale meccanismo nel muscolo scheletricoNell'ambito della apparato respiratorio, si tratterà l'evoluzione fisiopatologica dell'edema interstiziale e polmonareNell'ambito dell'apparato renale si tratteranno le funzioni endocrine dei ren, il loro ruolo nel mantenimento del pH ematico e della volemia (collegamento con la regolazione della pressione arteriosa)Nell'ambito dell'apparato gastrointestinale, si tratteranno i sensi chimici, la secrezione salivareInoltre, si tratteranno le metodiche per lo studio dell'attività bioelettrica cellulare.Nell'ambito dell'attività cardiaca, si tratteranno il potenziale d'azione cardiaco e il ruolo dei canali hERG, con particolare riferimento alla loro funzione e alla loro farmacologia.Nell'ambito dell'apparato visivo, si tratterà l'occhio come sistema bioelettrico, con approfondimento dei canali ionici e dei meccanismi della visione.Nell'ambito dell'apparato uditivo, si tratterà l'orecchio come sistema bioelettrico, con approfondimento dei canali ionici e dei meccanismi dell'udito.Nell'ambito delle patologie genetiche, si tratteranno il canale CFTR e il suo ruolo nella fisiopatologia della fibrosi cistica.

La verifica dell’apprendimento verrà eseguita mediante una prova scritta in cui al candidato verranno poste domande aperte per valutare il livello di conoscenza generale degli argomenti, quesiti che richiedono l’analisi di un fenomeno complesso, la sua razionalizzazione e l’applicazione di principi specifici della fisiologia. Infine, potrà essere presentata la descrizione di una situazione di cui verrà richiesta l’analisi delle interconnessioni tra diverse variabili fisiologiche alla luce dei paradigmi teorici.

Vengono suggeriti alcuni libri di testo, considerando il fatto che lo studente può utilizzare qualsiasi testo che gli permetta di costruire una solida conoscenza degli argomenti oggetto di studio non sentendosi vincolato dai testi elencati di seguito. L. SHERWOOD, Fondamenti di Fisiologia Umana, Piccin R. KLINKE, H.C. PAPE, A: KURTZ, S. SILBERNAGL, Fisiologia, EdiSES A.C. GUYTON & J.E. HALL, Trattato di Fisiologia medica, Piccin D.U. SILVERTHORN, Fisiologia, Un approccio integrato, Casa Editrice Ambrosiana W.J. GERMAN & C.L. STANFIELD, Fisiologia Umana, EdiSES Review o articoli scientifici consigliati dal docente durante le lezioni

Questa attività si propone di fornire informazioni per l'orientamento in itinere, utili allo studente ad approcciarsi al laboratorio di ricerca e per una scelta consapevole del progetto di tesi.Conoscenza e capacità di comprensione - Lo studente avrà la conoscenza dell’offerta formativa del periodo di tirocinio e stage per la preparazione della tesi, e dei percorsi formativi per lo svolgimento della tesi all’estero.Capacità applicative - Al termine delle attività di laboratorio proposte lo studente avrà acquisito competenze pratiche nell'utilizzo di semplici strumentazioni di laboratorio e nell'ambito delle tecnologie usate nei laboratori di ricerca.Autonomia di giudizio - Al termine delle attività lo studente sarà in grado di scegliere in modo consapevole l'area di interesse in cui svolgere il progetto di tesi.Abilità comunicative - Lo studente avrà la capacità di confrontarsi e comunicare in modo costruttivo con docenti e ricercatori, per ottenere istruzioni operative ed infomazioni di interesse.Capacità di apprendimento - Al termine delle attività lo studente sarà in grado di prepararsi alla scelta di un tirocinio coerente con il profilo professionale che vuole acquisire.

Il corso si propone di fornire agli studenti orientamento in itinere, declinato nei seguenti modi: descrizione delle modalità di presentazione del piano degli studi; presentazione dei programmi di internazionalizzazione (Erasmus, Exchange e Doppia laurea); possibilità di tirocini esterni all'Ateneo; guida al processo di conseguimento del titolo di studio: dalla presentazione di progetti formativi, alla presentazione di domanda di laurea, alle linee guida per la stesura della tesi di laurea; nozioni di base per il corretto utilizzo della strumentazione di uso comune in un laboratorio di ricerca, come micropipette a volume variabile, pipette serologiche e pipettatore automatico per la dispensazione di liquidi, vortex, centrifughe da banco, agitatori magnetici, bilancia analitica, con esercizi pratici di utilizzo (2 ore); nozioni di base ed esercitazione pratica su alcune tra le tecniche più comunemente usate nei laboratori di ricerca, nello specifico SDS-PAGE e centrifugazione (8 ore); esperienza in laboratorio di ricerca (30 ore) su base volontaria; partecipazione a seminari a scelta dello studente e proposti dal corpo docente (settimana dell'Internazionalizzazione, congresso NeuroMI)

Certificazione di frequenza: la frequenza si ottiene partecipando ad almeno l'80% delle 80 ore totali previste, tra incontri di orientamento in aula, laboratori obbligatori e volontari, partecipazione a seminari a scelta.

Materiale presentato durante le lezioni erogative Protocolli utilizzati durante i laboratori praticiIl materiale sarà reso disponibile mediante la piattaforma di e-learning

Il corso si propone di: fornire conoscenze generali sulla biologia e la genetica dei microrganismi di interesse medico (batteri, virus, funghi e protozoi); fornire una comprensione dei meccanismi di patogenicità e virulenza microbica e acquisire le metodologie utilizzate per il loro studio; fornire i principi della diagnostica microbiologica convenzionale e dell'impiego delle biotecnologie nella diagnostica microbiologica molecolare, per la tipizzazione dei microrganismi e per il monitoraggio della terapia; fornire una comprensione dei meccanismi d'azione degli agenti antimicrobici e delle strategie per lo sviluppo di nuovi composti ad attività antimicrobica; fornire una comprensione dei meccanismi di resistenza ai farmaci antimicrobici e delle modalità con cui i microrganismi acquisiscono resistenza proponendo le più moderne strategie per il superamento di tali meccanismi; fornire le conoscenze dell'epidemiologia molecolare delle infezioni microbiche per lo studio di eventi epidemici in ambito nosocomiale o comunitario e per la sorveglianza molecolare dell'antibiotico-resistenza e delle infezioni nosocomiali; comprendere i metodi di prevenzione delle malattie infettive, i vaccini in uso e le strategie per la preparazione di nuovi vaccini; Apprendere le più recenti tecnologie e applicazioni pratiche di monitoraggio e prevenzione delle infezioni umane trasmesse attraverso l'ambiente, l'acqua e gli alimenti, attraverso un approccio "One Health". Conoscenza e comprensione - L'obiettivo specifico del corso di Biotecnologie Microbiche sarà quello di mettere lo studente in grado di comprendere i meccanismi di patogenicità che caratterizzano i principali patogeni umani, di acquisire le conoscenze e le moderne metodologie biotecnologiche relative all'attuale necessità clinica, alla progettazione, allo sviluppo e all'utilizzo di sistemi diagnostici e terapeutici essenziali per la diagnosi, il monitoraggio epidemiologico e il trattamento appropriato delle malattie trasmissibili correlate a patogeni microbici in diversi ambiti, a partire da quello medico-clinico;Capacità di comprensione applicativa - Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di applicare metodologie sia diagnostiche che di tipizzazione, monitoraggio e sorveglianza relative alle principali patologie riconducibili a processi infettivi; Ciò consentirà allo studente di comprendere le potenzialità delle biotecnologie microbiche applicate, fondamentali in ambito medico ma non solo;Autonomia di giudizio - Al termine del Corso di Laurea, lo studente sarà in grado di interpretare correttamente un certo numero di casi clinici di patologie infettive, analizzati attraverso un approccio diagnostico e l'interpretazione dei risultati di laboratorio, comprendendo i limiti delle tecniche utilizzate, le capacità evolutive dei microrganismi e sapendo proporre nuove strategie;Competenze comunicative - La terminologia acquisita dallo studente gli consentirà di orientarsi in un ambiente multidisciplinare attraverso la scelta di una terminologia scientifica e di un linguaggio adeguati.Capacità di apprendimento - Durante il corso verranno forniti diversi approcci e strumenti per l'interpretazione e la valutazione dei risultati dell'utilizzo delle biotecnologie microbiche in ambito medico-clinico, consentendo allo studente di applicare nozioni e strategie di problem-solving utili per proseguire lo studio indipendente anche al di fuori del corso stesso.

• Ultrastruttura e classificazione dei microrganismi patogeni per l’uomo per applicazioni in ambito diagnostico e di ricerca medica clinica • Replicazione e genetica degli agenti microbici • Interazioni uomo-microrganismo e Meccanismi di patogenesi microbica • Regolazione dei geni della virulenza batterica e Metodi per lo studio della virulenza batterica • Ruolo dei virus nell’oncogenesi • Biofilm microbici • Meccanismo d’azione dei principali farmaci antimicrobici • Antibiotico-resistenza: Meccanismi e modalità di acquisizione e strategie di superamento • Principali meccanismi di antibiotico-resistenza in patogeni prioritari Gram-positivi, Gram-negativi e micobatteri • Strategie per lo sviluppo di nuovi agenti antimicrobici • Sorveglianza e Prevenzione delle malattie infettive, i vaccini in batteriologia e virologia e nuove strategie vaccinali • Principi di diagnostica microbiologica tradizionale e molecolare • Tecniche microbiologiche applicate all’analisi dell’acqua e degli alimenti • Metodi di tipizzazione microbica fenotipici e genotipici • Epidemiologia molecolare e sorveglianza delle infezioni microbiche • Vettori virali nelle biotecnologie mediche

Prova scritta e prova orale: Domande aperte per il controllo della preparazione sul programma d'esame, sulle capacità di riflessione autonoma, sulle competenze di problem solving. Su una scelta di 4 tracce proposte verranno elaborate dai candidati 2 domande aperte. Il successivo colloquio orale verterà principalmente sugli elaborati svolti e sugli argomenti trattati a lezione e comunque ricompresi nel programma. Tempo di esecuzione della prova scritta: 2 ore. Punteggio assegnato: fino ad un massimo di 15 punti per ciascuna traccia. Non sono previste prove in itinere ma sarà presentato, attraverso l'esposizione in gruppo, un approfondimento su articolo scientifico.

• Bacterial Pathogenesis: a Molecular Approach. ASM Press. Wilson et al.- Microbiologia Medica. EMSI. Sherris et al- Microbiologia Medica. UTET. Poli et al- Principi di Microbiologia Medica. Esculapio. La Placa- Microbiologia Medica. EMSI. Murray et al- Principi di Microbiologia Medica. Casa Editrice Ambrosiana. Antonelli et al- Manuale di Virologia Medica. McGraw Hill. Dianzani et al- Farmaci Biotecnologici e Terapie Avanzate. Edra S.p.A. Calabrese et al Review e articoli pubblicati su riviste internazionali che verranno indicati durante il corso.

Il corso intende fornire allo studente i concetti fondamentali della medicina molecolare e traslazionale, con particolare attenzione alle relative applicazioni biotecnologiche.Conoscenza e capacità di comprensione - Al termine dell’insegnamento lo studente avrà acquisito conoscenze e comprensione dei meccanismi molecolari e cellulari alla base delle patologie umane, con particolare attenzione alle alterazioni strutturali e funzionali della matrice extracellulare, alle patologie da accumulo, alle disfunzioni degli organuli cellulari e ai difetti genetici e molecolari che colpiscono trasportatori, recettori e inibitori. Inoltre conoscerà e comprenderà i processi fisiopatologici riguardanti le patologie d’organo ( pancreas, emostasi), i meccanismi della risposta immune intestinale e le relative patologie, il ruolo del microbioma nella regolazione del sistema immunitario. Inoltre acquisirà conoscenza e comprensione delle basi molecolari dell’oncogenesi, del ruolo del microambiente tumorale, dei principi della patogenesi delle leucemie e dei modelli per lo studio della farmacoresistenza.Conoscenza e capacità di comprensione applicate - Al termine del corso, lo studente sarà in grado di riconoscere i meccanismi patogenetici alla base delle diverse patologie e di valutarne l’influenza sulla risposta ai trattamenti terapeutici. Sarà inoltre capace di analizzare l’impatto delle alterazioni molecolari sul funzionamento cellulare e tissutale, e di riconoscere l’utilità e l’importanza dell’impiego di metodiche biotecnologiche avanzate nello studio e nel trattamento delle patologie d’organo, immunitarie e oncologiche.Autonomia di giudizio - Grazie alla discussione critica di modelli molecolari e sperimentali, lo studente sarà in grado di integrare conoscenze relative alla fisiopatologia d’organo, all’immunità mucosale e all’oncogenesi sviluppando la capacità di valutare dati sperimentali e di riconoscere le implicazioni cliniche delle alterazioni molecolari.Abilità comunicative – Alla fine dell’insegnamento lo studente avrà acquisito la capacità di esporre con chiarezza, terminologia appropriata e rigore scientifico gli argomenti trattati durante il corsoCapacità di apprendere - Alla fine dell’insegnamento lo studente avrà acquisito gli strumenti per proseguire in modo autonomo con l’apprendimento e con l’aggiornamento, grazie al riferimento costante a modelli, approcci traslazionali e letteratura scientifica riguardante i temi trattati.

PATOLOGIA MOLECOLARE E CELLULARE: Patologia della matrice extracellulare (amiloidosi, patologia da prioni, collagenopatie ed elastopatie, fibrosi). Patologie da accumulo intracellulare (tesaurismosi metaboliche e steatosi). Patologia degli organuli cellulari (patologie lisosomiali e mitocondriali). Meccanismi patogenetici alla base di patologie dei trasportatori ionici di membrana (fibrosi cistica). Meccanismi patogenetici alla base di patologie della emoglobina (anemia falciforme e talassemie). Meccanismi patogenetici alla base di patologie dei recettori di membrana (ipercolesterolemia familiare). Meccanismi patogenetici alla base di patologie degli inibitori enzimatici (deficit di antitripsina). FISIOPATOLOGIA D’ORGANO E D’APPARATO: Fisiopatologia dell’emostasi e malattie emorragiche. Fisiopatologia del controllo glicemico, Diabete mellito. FISIOPATOLOGIA DELLA RISPOSTA IMMUNE ED IMMUNOPATOLOGIE: Caratteristiche generali delle risposte immunitarie delle barriere epiteliali. Sistema immunitario nel tratto gastrointestinale. Immunità Innata e adattativa del tratto gastrointestinale. Controllo dell’immunità nel tratto gastrointestinale da parte dei linfociti T regolatori e delle citochine. Ruolo del microbioma commensale nella regolazione del sistema immunitario. Malattie correlate alle risposte immunitarie dell’intestino. ONCOLOGIA GENERALE E TRASLAZIONALE: Meccanismi patogenetici coinvolti nella trasformazione neoplastica e loro effetti sulla regolazione delle popolazioni cellulari e relativi modelli. Il ruolo del microambiente (cellule stromali, fattori solubili, matrice extracellulare e ipossia) nella progressione tumorale con i relativi modelli di studio. Aspetti morfologici e meccanismi molecolari della morte cellulare programmata (p53, Bcl2 family, IAPs, caspasi, recettori di morte). Modelli per lo studio della farmacoresistenza. Chemioterapia metronomica come nuovo approccio terapeutico nei tumori. Principi fondamentali della patogenesi dei diversi tipi di leucemie: fattori genetici e molecolari che influenzano lo sviluppo della malattia e la resistenza alle terapie.

Assenza di prove in itinere. Colloquio orale sugli argomenti svolti a lezione a scelta della commissione per valutare la capacità di comunicazione scientifica e lo sviluppo di competenze trasversali fra i diversi argomenti

Robbins e Cotran, LE BASI PATOLOGICHE DELLE MALATTIE, 10 edizione, Edra Moncharmont, PATOLOGIA GENERALE, 2019, Edizioni IDELSON-GNOCCHI Pardi e Di Fiore, PATOGENESI, 2023, PICCIN Abate-Shen C., Politi K., Chodosh L.A., Olive K.P. MOUSE MODELS OF CANCER. A LABORATORY MANUAL. 2014, Cold Spring Harbor Laboratory Press. Abul K. Abbas. IMMUNOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE IX Edizione Edra Infection, Immune Homeostasis and Immune Privilege, Joan Stein-Streilein Editor Springer Review e articoli pubblicati su riviste internazionali verranno indicati durante il corso

L’insegnamento si propone di far comprendere le tecniche, gli strumenti e le strategie utilizzate per la progettazione, caratterizzazione e validazione delle nanotecnologie (e nanoparticelle) in campo medico, per la terapia, la prevenzione e la diagnosi di malattie umane. L’insegnamento è proiettato verso la comprensione dell’iter di sviluppo di un (nano)farmaco, dal laboratorio alla clinica. Conoscenza e capacità di comprensione - al termine dell’insegnamento di Nanomedicina lo studente sarà in grado di comprendere e integrare conoscenze interdisciplinari utili alla comprensione delle metodologie di ricerca nanobiotecnologica. Conoscere e comprendere gli ambiti di applicazione della nanomedicina.Capacità di applicare conoscenza e comprensione - al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per comprendere le potenzialità delle nanotecnologie in ambito medico.Autonomia di giudizio - al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di comprendere l’iter di sviluppo di un (nano)farmaco, dal laboratorio alla clinica. Saper mettere insieme informazioni provenienti da diversi ambiti (biologia, medicina, tecnologia) per comprendere e interpretare la nanomedicina.Abilità comunicative - alla fine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito una terminologia scientifica adeguata e saprà esporre con proprietà di linguaggio gli argomenti trattati nel corso.Capacità di apprendimento - alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere e valutare criticamente la letteratura scientifica riguardante la nanomedicina.

Lezioni frontali: Fondamenti di nanotecnologia e nanomedicina: principi fisico-chimici alla scala nanometrica, interazioni nano-bio e progettazione razionale di nanomateriali per applicazioni biomediche. Principali classi di nanovettori e nanomateriali per uso medico (lipid nanoparticles, polimerici, inorganici, biomimetici, extracellular vesicles ed esosomi) e relative metodologie di sintesi, produzione, caratterizzazione e controllo qualità. Funzionalizzazione e multi-funzionalizzazione di nanoparticelle per targeting attivo, rilascio controllato, imaging multimodale e theranostica. Nanomedicina per il delivery di farmaci biologici e acidi nucleici (mRNA, siRNA, CRISPR/Cas e gene editing). Applicazioni della nanomedicina in oncologia: targeted drug delivery, immunoterapia, terapie combinate e medicina personalizzata. Applicazioni della nanomedicina nelle malattie neurologiche e neurodegenerative: superamento della barriera emato-encefalica, neuroimaging e strategie terapeutiche innovative. Farmacocinetica, biodistribuzione, sicurezza e immunocompatibilità delle nanoparticelle; protein corona, interazioni con il sistema immunitario e aspetti regolatori. Tecniche avanzate per lo studio del destino biologico delle nanoparticelle: imaging in vivo, tracciamento multimodale, modelli cellulari avanzati, organoidi e sistemi organ-on-chip. Trafficking intracellulare, meccanismi di internalizzazione, targeting subcellulare e rilascio intracellulare di farmaci e biomolecole. Nanomedicina biomimetica: nanoparticelle rivestite con membrane cellulari, esosomi, vescicole extracellulari e sistemi bioispirati. Biomateriali avanzati per medicina rigenerativa e ingegneria tissutale: idrogeli intelligenti, biomateriali responsivi agli stimoli e biofabbricazione. Nanorobot, microrobot biomedicali e sistemi intelligenti per diagnosi, terapia e medicina interventistica. Intelligenza artificiale e approcci data-driven per la progettazione, ottimizzazione e sviluppo traslazionale di nanomedicine. Aspetti di trasferimento tecnologico, produzione GMP, valutazione preclinica e clinica, regolamentazione e prospettive future della nanomedicina. Laboratorio: Preparazione, funzionalizzazione, drug-loading e caratterizzazione di nanoparticelle a base lipidica. Analisi critica dei risultati per la potenziale traslabilità alle fasi pre-cliniche. Panoramica della strumentazione utile per la ricerca scientifica nel campo delle nanotecnologie e della nanomedicina.

Esame: prova scritta individuale: 12 test a risposta chiusa (vero/falso, risposta multipla) da 2 punti ciascuna inerenti alle lezioni frontali (DE)1 test a risposta chiusa (vero/falso, risposta multipla) da 2 punti inerente alle attività di laboratorio (DI)1 domanda aperta (saggio breve) da massimo 4 punti inerente a tutto il programmada completare in 30 minuti. L'esame è valutato positivamente con un punteggio pari o superiore a 18/30. Le domande proposte nella prova scritta saranno costruite in modo tale da indurre lo studente a ragionare dal punto di vista biochimico e bio/nanotecnologico, a comprendere le unità di misura e ad essere in grado di valutare le abilità e le competenze acquisite sulla base agli obiettivi del corso. Non sono previste prove in itinere.

Review e articoli pubblicati su riviste internazionali verranno indicati durante il corso.Materiale didattico utilizzato a lezione (slides).Tutto verrà caricato sulla piattaforma e-learning. Testi consigliati: Understanding Nanomedicine - An Introductory Textbook By Rob Burgess. ISBN 9789814316385. Jenny Stanford Publishing The Handbook of Nanomedicine (English Edition) 3° Edizione By Kewal K. Jain. ISBN-10 1493983547. Humana Pr Inc

Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze relative alla terapia delle principali patologie e di approfondire la lettura critica della letteratura scientifica su tematiche farmacologiche. Conoscenza e capacità di comprensione:Conoscere gli elementi chiave della farmacologia con attenzione alle differenze di sesso/genere e di popolazione Conoscenza e capacità di comprensione applicate:Saper applicare le conoscenze dei concetti base di farmacologia e dello sviluppo clinico e preclinico del farmaco. Autonomia di giudizio:Dimostrare un approccio critico, uno scetticismo costruttivo ed un atteggiamento creativo orientato alla ricerca. Costruire una consapevolezza dell'importanza e delle limitazioni del pensiero scientifico basato sull'informazione, ottenuta da diverse risorse. Abilità comunicative:Dimostrare attitudine e capacità di lavoro di gruppo tra studenti e capacità di comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni. Capacità di apprendere:Raccogliere, organizzare ed interpretare criticamente le nuove conoscenze scientifiche e l'informazione sanitaria/biomedica dalle diverse risorse e dai database disponibili.

Il corso tratterà i seguenti argomenti: Farmacocinetica e farmacodinamica Sviluppo del farmaco e farmacovigilanza Organizzazione delle aziende farmaceutiche e posizioni aziendali Farmacologia della trasmissione colinergica Farmacologia della trasmissione catecolaminergica Farmacologia delle trasmissioni serotoninergica, GABAergica e glutamatergica Anticorpi monoclonali Terapie a oligonucleotidi Farmacogenomica e medicina personalizzata; Farmacologia di genere Ricerca bibliografica Antidepressivi Psicoterapia allucinogena Nuovi approcci nella terapia delle malattie neurodegenerative

Esame oraleIl voto si compone di due parti che pesano al 50%: Preparazione di una presentazione Power Point ed esposizione orale in inglese dei lavori di gruppo Colloquio sugli argomenti svolti a lezione

Slide e letteratura scientificaPRINCIPI DI BIOTECNOLOGIE MEDICHE E FARMACEUTICHE, L. Caffino, A. Cariboni, G. Casari, G. Cazzaniga, L. Marelli, N. Mitro, L. Musazzi, R. Piazza, A. Pistocchi, A. Pezzotta, G. Poli, D. Ramazzotti, F. Re, Edra.

Fornire allo studente le conoscenze sulle tecnologie di proteomica e metabolomica in campo biomedico ed applicate a studi cliniciRisultati di apprendimento previsti: DD1 Conoscenza e capacità di comprensione; DD2 Conoscenza e capacità di comprensione applicate; DD3-5 Competenze trasversaliDD1 - Descrittore di Dublino 1:Il corso fornisce una conoscenza e una capacità di comprensione approfondite della proteomica e della metabiolomica per affrontare in modo logico e completo aspetti normativi ed applicativi riguardanti:-terminologia: definizione del significato di ogni figura di merito delle tecnologie di proteomica e metabolomica, e la loro stima secondo le normative-metodologie: evidenziare gli aspetti critici delle attuali procedure di indagine migliorabili tramite le novità introdotte da nuove conoscenze.-analisi dei dati: consapevolezza dei vataggi e svataggi delle attuali metodologie di elaborazione dei dati DD2 - Descrittore di Dublino 2:Attraverso esperimenti e analisi dei dati, il corso consente agli studenti di applicare la formazione teorica acquisita in contesti pratici per l’analisi del proteoma e del metaboloma. In particolare il corso consente agli studenti di:-realizzazione di nuovi processi analitici per l'identificazione e caratterizzazione di proteine e di piccole molecole di specie biologiche viventi-ottimizzazione di processi analitici già esistenti introducendo le novità offerte da nuove conoscenze derivanti da altri settori.-utilizzo della IA per lo studio del proteoma e metaboloma-introdurre le novità derivanti da nuove conoscenze riguardanti strumenti statistici avanzati DD3 - Descrittore di Dublino 3I contenuti dell’insegnamento impartiti attraverso la didattica frontale e le attività di laboratorio consentiranno agli studenti di sviluppare il pensiero critico e per questo prendere decisioni autonome riguardo esperimenti e l’interpretazione di dati riguardanti la proteomica e la metabolomica. In particolare, gli studenti saranno in grado di:-descrivere criticamente i processi metabolici alterati, identificando la natura della modificazione, se di natura qualitativa o quantitativa;-valutare e interpretare dati sperimentali ottenuti o derivati dalla letteratura scientifica;-formulare opinioni scientifiche su problematiche specifiche;-formulare giudizi i che riguardano le attività professionali. DD4 - Descrittore di Dublino 4:Le attività didattiche frontali e di laboratorio unitamente alla prova d’esame consentono di potenziare la capacità di comunicare efficacemente risultati scientifici complessi, in forma scritta e orale, sia in contesti accademici sia divulgativi. Gli studenti imparano a presentare dati riguardanti la proteomica e la metabolomica a colleghi, esperti e non esperti, in modo chiaro e coerente, utilizzando strumenti multimediali e tecniche di scrittura scientifica. DD5 - Descrittore di Dublino 5:Le attività didattiche, lo studio su libri di testo e articoli scientifici consentono di:-imparare a lavorare in autonomia;-collaborare in team;-comprendere testi riguardanti la proteomica e la metabolomica;-approfondire problematiche attraverso bibliografia specifica;-utilizzare gli strumenti necessari per l'accesso ed utilizzo della letteratura scientifica in inglese e delle banche dati;-seguire in autonomia lo sviluppo delle tecnologie e delle loro applicazioni nel campo dello studio della proteoma e del metaboloma;-selezionare le informazioni disponibili e valutarne l'attendibilità ai fini di un aggiornamento continuo delle conoscenze.

Proteomica: vedere il syllabus del moduloMetabolomica: vedere il syllabus del modulo

Nella prova scritta-orale sono inserite 8-10 domande sui contenuti del corso di Proteomica e Metabolomica. Le domande sono a quiz con 4-5 possibili risposte di cui una sola è esatta. Tra le domande ve ne è sempre una aperta ed alcune possono prevedere l’esecuzione di calcoli o di interpretazione di spettri di massa MS/MS di peptidi. La prova orale prevede la discussione della prova scritta/orale.

Review e articoli pubblicati su riviste internazionali verranno indicati durante il corso. Downard K., Mass spectrometry . A foundation course. Royal Society of Chemistry, 2004 ISBN 0-8504-609-7 Gary Siuzdak, Mass Spectrometry for Biotechnology, Academic Press 1996 Per consultazione: J. H. Gross, Mass Spectrometry. A Textbook, Berlin – Heidelberg, Springer Verlag, 2004 E. De Hoffmann, V. Stroobant, Mass Spectrometry. Principles and Application, 2nd Edition Chichester, John Wiley & Sons, 2001. C. Dass, Principles and Practice of Biological Mass Spectrometry, New York, Wiley-Interscience, 2000. ISBN 0471330531 Chapman, John R. Mass Spectrometry of Proteins and Peptides, Humana press 2000, ISBN 0- 89603-609-X Walker, John M. The Proteomics Protocols Handbook Humana Press, 2005

Lo scopo del corso è di fornire allo studente conoscenze aggiornate nel campo della genetica medica in tutte le sue declinazioni: dalla dagnosi di patologie su base genetica, alla predisposizione ai tumori, alle biotecnologie in ambito riproduttivo, all'evoluzione del genoma e delle sue implicazioni nelle patologie umane.Conoscenza e capacità di comprensione - Al termine del corspo lo studente sarà in grado di: Conoscere i meccanismi patogenetici alla base di differenti condizioni patologiche genetiche umane; conoscere i marcatori genetici nell’ambito della prevenzione, dello screening di popolazione, della diagnosi e della prognosi delle malattie genetiche, in epoca preconcezionale, prenatale, postnatale; comprendere i principi del rischio e predisposizione alle patologie genetiche umane, incluso i tumori; conoscere i geni per la determinazione del sesso, la biologia dei gameti umani ed il loro utilizzo a scopo diagnostico-terapeutico nella procreazione medicalmente assistita; conoscere i principi di base della genetica di popolazione; apprendere concetti chiave relativi all’evoluzione del genoma.Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per comprendere le potenzialità della genetica medica in campo diagnostico e di ricerca, in relazione con l'evoluzione delle nuove tecnolgie in ambito biomedico.Autonomia di giudizio - Capacità di distinguere le specificità dei test genetici nella diagnosi di patologie genetiche, anche in ambito oncologico e riproduttivo. Discutere su casi clinici; leggere e discutere in modo critico lavori originali.Abilità comunicative - capacità di utilizzo del linguaggio e della terminologia in campo genetico.Capacità di apprendimento - Capacità di interpretare correttamente le informazioni presenti all'interno di referti diagnostici in ambito genetico e della letteratura scientifica correlata alla genetica medica.

Genetica Medica: Meccanismi atipici di ereditarietà: irregolarità di segregazione delle condizioni mendeliane; segregazione non mendeliana di alcune malattie genetiche (malattie mitocondriali e imprinting genomico). Citogenetica medica: Errori della segregazione meiotica e mitotica e UPD. Sindromi cromosomiche e disordini genomici. Mutazioni causa di malattia nell’organizzazione e rimodellamento della cromatina. Malattie da mutazioni dinamiche. Principi di ereditarietà multifattoriale. Genetica clinica oncologica: sindromi di tumori ereditari. test genetici. Test genetici prenatali e postnatali; test diagnostici, presintomatici, di screening e predittivi. Genetica della riproduzione: genetica della determinazione e della differenziazione del sesso gonadico e fenotipico. Difetti dello sviluppo sessuale. Cause genetiche del fallimento riproduttivo e della poliabortività. Genetica di popolazione, selezione naturale e conflitti genetici. Fisiopatologia della riproduzione umana e infertilità. Epidemiologia, Iter diagnostico e tecniche di procreazione medicalmente assistita. Gametologia nella riproduzione umana: la spermatogenesi, l'ovogenesi. Embriologia clinica: Il processo della fecondazione. La coltura in vitro degli embrioni fino alla blastocisti. Il trasferimento intrauterino degli embrioni. Tecniche consolidate e tecniche innovative. Tecniche di crioconservazione dei gameti e del tessuto germinale. Fertility preservation e social freezing. Allestimento e gestione biobanca. Diagnosi genetica pre-impianto Gli studi recenti di maggior impatto in tema di PMA

Prova orale. Attraverso una ricerca bibliografica personale, lo studente propone ai docenti un articolo scientifico relativo al corso e ne chiede l'approvazione entro due settimane dalla data dell'esame. La prova orale consiste nella presentazione dell'articolo (in un tempo massimo di 10 minuti) e in domande sul resto del programma

Review e articoli saranno indicati durante il corso. Testi consigliati:G. Neri e M. Genuardi. Genetica Umana e Medica.Ed Elsevier (IV ed).Strachan and Read: human molecular genetics (IV ed)

Scopo del corso è fornire allo studente una conoscenza critica degli strumenti tecnici e delle strategie normalmente utilizzate nel definire la fisiopatologia di una malattia e i possibili nuovi approcci terapeutici. Conoscenza e capacità di comprensione - al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere e integrare conoscenze interdisciplinari utili alla comprensione dei geni predisponenti e dei meccanismi molecolari alla base delle malattie metaboliche. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per comprendere le basi molecolari dei nuovi approcci terapeutici. Autonomia di giudizio - al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di mettere insieme informazioni provenienti da diversi ambiti (biologia, medicina, tecnologia) per comprendere e interpretare i nuovi approcci terapeutici in ambito delle malattie metaboliche. Abilità comunicative - alla fine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito una terminologia scientifica adeguata e saprà esporre con proprietà di linguaggio gli argomenti trattati nel corso. Capacità di apprendimento - alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere e valutare criticamente la letteratura scientifica riguardante le patologie metaboliche quali obesità, diabete, MAFLD.

Per il programma dettagliato si prega di fare riferimento a quanto descritto nei singoli moduli.

La valutazione sarà effettuata con una prova orale che consisterà in un colloquio sugli argomenti svolti a lezione e e descritti nel materiale fornito agli studenti. Tale prova orale permetterà di valutare in maniera più approfondita le conoscenze acquisite, oltre alla capacità critica e a quella di inserire i singoli argomenti all’interno di un panorama biologico più vasto.

Articoli della letteratura scientifica. Le diapositive utilizzate durante il corso saranno fornite agli studenti.

Il corso fornisce le basi teoriche e applicative delle principali tecniche di manipolazione e caratterizzazione su scala nanometrica utilizzate nello studio dei sistemi biologici a livello di singola molecola. Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di comprendere i principi fisici, il funzionamento strumentale e le principali applicazioni di diverse metodologie, tra cui Atomic Force Microscopy (AFM), Magnetic Tweezers e Optical Tweezers.Conoscenza e capacità di comprensione – Al termine del corso di Nanobiotechnology Methods, lo studente sarà in grado di comprendere i principi fisico-chimici alla base delle principali tecniche di caratterizzazione dei nanobiomateriali a livello di singola molecola.Capacità di applicare conoscenza e comprensione – Al termine del corso, lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per valutare e comprendere le potenzialità delle tecniche di caratterizzazione dei sistemi biologici a livello di singola molecola.Autonomia di giudizio – Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di valutare criticamente l’utilità e l’affidabilità delle tecniche di caratterizzazione dei nanobiomateriali a livello di singola molecola.Abilità comunicative – Alla fine del corso, lo studente avrà acquisito una terminologia scientifica adeguata e sarà in grado di esporre con chiarezza e proprietà di linguaggio gli argomenti trattati.Capacità di apprendimento – Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di comprendere e valutare criticamente la letteratura scientifica relativa alle tecniche di caratterizzazione dei sistemi biologici a livello di singola molecola.

Introduzione alla nanomanipolazione di singola molecola. Concetto di forza a scala nanometrica. Regimi di forza in sistemi biologici. Tecniche di microscopia non ottica: AFM (Atomic Force Microscopy). Principi di funzionamento dell’AFM. Cantilever, punta e sistemi di rilevazione della deflessione. Modalità operative: Contact mode, Tapping mode, Non-contact mode. Imaging di superfici biologiche, materiali nanostrutturati, DNA e proteine. Misure di forze e curve forza-distanza su singole molecole di DNA e di proteine. Force Spectroscopy su cellule. Applicazioni: Studio di proteine e membrane, Caratterizzazione manomeccanica delle cellule. Unfolding nanomeccanico di DNA e proteine. Altre tecniche di microscopia non ottica: Microscopio elettronico: SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Trasmission Electron Microscopy). Tecniche di nanomanipolazione: Magnetic Tweezers (MT). Principi fisici. Generazione e controllo dei campi magnetici. Beads magnetiche. Applicazioni: Studio di singole molecole di DNA e di proteine. Misure di forze di trazione e torsione. Denaturazione nano meccanica di DNA e proteine. Unfolding nanomeccanico di proteine. Tecniche di nanomanipolazione: Optical Tweezers (OT). Principi dell’intrappolamento ottico. Forze di gradiente e di scattering. Configurazione sperimentale. Calibrazione delle forze. Applicazioni: Manipolazione di singole molecole. Studio di motori molecolari. Nanomeccanica cellulare. Confronto tra MT e OT. Intervalli di forza. Precisione. Vantaggi e limiti. Light Scattering. Static Light Scattering (SLS). Dynamic Light Scattering (DLS). Z-potential Altre tecniche di analisi rilevanti per le nanobiotecnologie. Spettroscopia Raman. SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy). SPR (Surface Plasmon Resonance). ITC (Isothermal Tritration Calorimetry) e DSC (Differential Scanning Calorimetry). FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE: Esame orale, domande a carattere generale sugli argomenti svolti a lezione.Non sono previste prove in itinere.

Materiale e riferimenti bibliografici forniti dal docente.

L’insegnamento si propone di: introdurre i principi fondamentali della nutrizione umana e della dietetica; illustrare i principi ormonali del controllo del metabolismo energetico, le più recenti innovazioni in campo alimentare (fonti proteiche alternative, plant based e novel food) ,le nuove tecniche di coltivazioni e il concetto di bioeconomia per aumentare la sostenibilità ambientale. Infine, cenni su dieto-terapia in diverse condizioni cliniche e applicazioni biotecnologiche per il miglioramento della compliance del paziente.Conoscenza e capacità di comprensione - al termine dell’insegnamento di Nutrizione: dagli Alimenti Ai New Foods, lo studente sarà in grado di comprendere i principi fondamentali della nutrizione umana e le più recenti innovazioni nel campo alimentare correlati alla bioeconomia e la sostenibilità ambientale.Capacità di applicare conoscenza e comprensione - al termine dell’insegnamento di Nutrizione: dagli Alimenti Ai New Foods lo studente sarà in grado di integrare tutte le conoscenze interdisciplinari nel concetto One Health.Autonomia di giudizio - al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di comprendere l’importanza di una sana alimentazione per il benessere umano, per un well aging, all’ interno del concetto One Health.Abilità comunicative - alla fine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito una terminologia scientifica adeguata e saprà esporre con proprietà di linguaggio gli argomenti trattati nel corso.Capacità di apprendimento - alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere e valutare criticamente la letteratura scientifica riguardante l’alimentazione e le recenti innovazioni in campo alimentare**

Il corso ha, in particolare, la finalità di: far acquisire le conoscenze fondamentali sulle funzioni nutrizionali dei carboidrati, delle proteine, dei lipidi, delle vitamine e dei sali minerali e sui loro fabbisogni di popolazione ed individuali; fornire le nozioni per il calcolo del fabbisogno energetico nella popolazione in funzione dell’età, sesso e attività fisica; fornire le nozioni fondamentali sulle caratteristiche merceologiche e nutrizionali dei gruppi alimentari; fornire le nozioni fondamentali su caratteristiche di particolari alimenti (bibite fermentate, caffè), sui principali i nutraceutici, gli alimenti funzionali e arricchiti e le norme europee che le vengono a regolamentare (EFSA); far conoscere la nutrizione di base e le principali metodiche per la valutazione della composizione corporea, del dispendio energetico e dello stato nutrizionale e le linee guida per una corretta alimentazione; fornire le basi di biochimica della nutrizione ai fini della comprensione dei meccanismi di digestione, assorbimento e metabolismo degli alimenti e dei nutrienti e della regolazione della fame e della sazietà e il controllo del peso corporeo; fornire le nozioni principali di biochimica sul controllo del metabolismo energetico, ormonale (insulina-glucagone) e i pathway cellulari; fornire adeguate conoscenze sulla pianificazione di diete nutrizionalmente adeguate soprattutto in condizioni fisiologiche e sul ruolo dei macro e dei micronutrienti sulla salute generale, con l’uso dei LARN, delle Linee Guida per una Sana Alimentazione; fornire conoscenze su Alimentazioni e attività fisica; fornire adeguate conoscenze su economia circolare, sostenibilità e nuove tecniche di coltivazione; fornire conoscenze sui Novel Food (insetti, alghe, meduse, ect) e il cibo del futuro (carne senza animali); Dieto-terapia in varie condizioni cliniche, e possibili interazioni con le biotecnologiea. Verrà inquadrato il sovrappeso e l’obesità, anche come fattori causali di altre comorbidità, quali ipertensione, dislipidemie, diabete, iperuricemia. Su queste 5 patologie verteranno le prime 4 ore di intervento.b. Dieta e malattie oncologiche, sia in termini preventivi che terapeutici, dieta e malattie neurologiche, osteo-articolari e reumatologiche, nelle allergie alimentari ed altre ipersensibilità a nutrienti specifici.c. Il Microbiota come modulatore di rilievo per la risposta a specifici interventi nutrizionali: le ultime 2 ore verranno dedicate alla descrizione dell’attuale know-how sul microbiota, e sui motivi per cui diventerà il target di molti interventi dieto-terapeutici.

COLLOQUIO SU ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE E UN APPROFONDIMENTO A SCELTA DELLO STUDENT*. L* student* dovrà scegliere un argomento svolto a lezione, approfondirlo grazie a una buona e recente bibliografia e preparare una presentazione orale di circa 15 minuti.La presentazione dovrà avere un’introduzione all’argomento, a seguire l’approfondimento con i recenti risultati e la bibliografia; l* student* dovrà discuterne aggiungendo una sua personale riflessione.Infine, la commissione farà 1-2 domande sulla presentazione e su argomenti trattati a lezione.

La Basi molecolari della nutrizione - Giuseppe Arienti V ed. Piccin Fondamenti di Alimentazione e Nutrizione Umana - Carla Pignatti Esculapio Scienza dell'Alimentazione -Anna Maria Giudetti , Raffaelle Cagnazzo, Francesco Cagnazzo Edi.Ermes

Lo studente dovrà essere in grado di integrare le conoscenze di base relative al campo delle neuroscienze, oltre ai meccanismi patogenetici, alle prospettive terapeutiche e alle attuali linee di ricerca nell’ambito delle principali malattie del sistema nervoso e cardiovascolare. Conoscenza e capacità di comprensione - al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere e integrare conoscenze interdisciplinari utili alla comprensione delle metodologie di ricerca neuroscientifica e cardiovascolare. Conoscere e comprendere gli ambiti di applicazione delle neuroscienze e delle malattie cardiovascolari.Capacità di applicare conoscenza e comprensione - al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per comprendere le potenzialità delle neuroscienze e della ricerca cardiovascolare in ambito medico.Autonomia di giudizio - al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di collegare tra loro e mettere insieme informazioni provenienti da diversi ambiti (biologia, medicina, tecnologia) per comprendere e interpretare le neuroscienze e l'ambito di ricerca delle malattie cardiovascolari.Abilità comunicative - alla fine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito una terminologia scientifica adeguata e saprà esporre con proprietà di linguaggio gli argomenti trattati nel corso.Capacità di apprendimento - alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di comprendere e valutare criticamente la letteratura scientifica riguardante le neuroscienze e le malattie cardiovascolari.

Si prega di far riferimento alle singole Unità Didattiche: Mechanisms and Biomarkers of Neuronal Damage Mechanisms and Models of Vascular Diseases

Modulo Vascolare: Quiz a risposta multipla (30 domande a risposta multipla. Una sola risposta corretta. +1 punto per ogni risposta corretta. 0 punti per ogni risposta errata. 45 minuti). Necessaria la sufficienza per procedere con l'esame orale del modulo di Neurologia. Punteggio pari a un terzo del voto finaleModulo Neurologia: Esame Orale, colloquio sugli argomenti svolti a lezione. (sufficienza necessaria, punteggio pari a due terzi del voto finale)

Diapositive, articoli scientifici.

L'insegnamento si propone di illustrare le tecnologie e gli approcci basati su terapia molecolare, immunoterapia e terapia genica che vengono attualmente adottati nella pratica preclinica e clinica per la terapia di diverse patologie oncologiche e non. Particolare rilevanza verrà data al percorso di sviluppo di questi approcci dal laboratorio alla clinica, evidenziando il ruolo determinante del biotecnologo nella ideazione e attuazione di questi approcci. Conoscenza e capacità di comprensione-al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito conoscenze avanzate e comprensione critica dei meccanismi molecolari e cellulari nelle malattie oncoematologiche e degli strumenti della medicina traslazionale basati su terapie molecolari, terapie cellulari e terapia genica. Capacità di applicare conoscenza e comprensione-al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di interpretare esperimenti e trial clinici in oncoematologia, tradurre risultati preclinici in strategie cliniche innovative e applicare i concetti traslazionali acquisiti al progetto e allo sviluppo di nuove terapie target. Autonomia di giudizio-al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di produrre una valutazione critica della letteratura scientifica, interpretare/commentare con senso critico dati provenienti da fonti cliniche e sperimentazioni di biologia molecolare e cellulare e formulare ipotesi originali nel campo della ricerca traslazionale. Abilità comunicative-al termine del corso lo studente avrà acquisito una terminologia adeguata a presentare in modo chiaro e argomentato i dati scientifici a interlocutori specialisti. Saprà, inoltre, comunicare in maniera efficace i risultati di ricerca anche in ambito clinico e partecipare a discussioni sugli argomenti proposti. Capacità di apprendimento-alla fine del corso, lo studente avrà acquisito la capacità di aggiornamento autonomo sulle più recenti innovazioni in oncoematologia riportate in riviste scientifiche del settore, ampliando le proprie competenze professionali e scientifiche. Le tematiche specifiche del corso saranno le seguenti: Biologia delle cellule staminali; il trapianto di cellule staminali emopoietiche: il miglior successo di terapia cellulare. Terapia cellulare e medicina rigenerativa. La terapia cellulare in oncologia, dalla scoperta alle potenziali applicazioni cliniche. Anticorpi monoclonali: da Koehler & Milstein ad oggi, la storia di un successo nel campo della terapia molecolare. Introduzione alla terapia genica; vettori virali e non-virali; problemi e successi della terapia genica. Il concetto di produzione in condizioni di ”Good Manifacturing Practices, GMP”: come un prodotto di terapia cellulare o genica (es. cellule CAR-T) diviene un farmaco. Uso degli inibitori delle tirosin chinasi (TKIs) in diverse malattie neoplastiche Meccanismi di resistenza agli inibitori delle tirosin chinasi (TKIs) Metodi per identificare ed analizzare lesioni genetiche connesse a una trasformazione del fenotipo Metilazione del DNA e degli istoni come target terapeutico La strategia basata sull'RNA interference Sequenziamento high throughtput applicato alle malattie neoplastiche

Il programma esteso del corso è contenuto nei singoli moduli di Cell and Gene Therapy e Molecular and Oncological Therapy.

Prova scritta: due domande a risposta aperta (una del corso Cellular and Gene Therapy e una del corso Molecular and Oncological Therapy).Prova orale: colloquio finale (in lingua inglese) con la presentazione e la discussione di un articolo scientifico.

Per ogni argomento verranno indicate a lezione revisioni aggiornate su cui orientare lo studio.Sulla pagina del corso verranno caricate alcune pubblicazioni inerenti e le diapositive (in formato PDF) delle lezioni.