biotecnologie farmaceutiche

Gli obiettivi del corso sono: approfondire le conoscenze su sistemi di comunicazione cellulare alternativi che possono essere utilizzati in protocolli biotecnologici

Gli obiettivi del corso sono: approfondire le conoscenze su struttura e funzioni cellulari, genesi delle esovescicole e del loro ruolo nella comunicazione cellulare e delle possibili applicazioni diagnostiche-terapeutiche; funzione delle nicchie biologiche ed infine approfondire alcuni meccanismi di trasmissione dei caratteri ereditari.

Si richiede allo studente la conoscenza della Biologia Cellulare e Molecolare

Lezioni frontali, esercitazioni pratiche, seminari

Destino post sintetico delle proteine: targeting di proteine alle loro destinazioni appropriate. Traffico vescicolare intracelluare ed extracellulare, ruolo delle vescicole nella comunicazione cellulare. Applicazioni biotecnologiche delle esovescicole.Divisione simmetrica e asimmetrica delle cellule. Invecchiamento cellulare: senescenza cellulare, autofagia, sistemi di riparo del danno al DNA.Cellule staminali e nicchie biologiche.Trasmissione caratteri ereditari: eccezioni leggi di Mendel, imprinting genetico, disomia uniparentale mosaicismo genetico, chimere, caratteri multifattoriali. Eredità mitocondriale. Principali tecniche applicate in genetica medica per la diagnosiEsercitazioni pratiche:Differenziamento cellule staminali: preparazione terreni, colorazioni istochimiche e PCR per dimostrare il differenziamento. Formazione dei corpi embrioidi.Isolamento vescicole extracellulari, estrazione RNA, PCR

Prova orale che consiste in una discussione della durata di circa 20 minuti finalizzata ad accertare la capacità di comprensione raggiunta dallo studente sui contenuti teorici e metodologici del programma.

Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter "Biologia molecolare della cellula" Zanichelli Alcuni argomenti trattati durante il corso, per la loro attualità dovranno essere integrati da articoli scientifici perchè non ancora disponibili nei testi didattici

Il corso ha l'obiettivo di fornire una comprensione approfondita dei meccanismi molecolari che regolano la struttura, la funzione e la dinamica dei sistemi biologici, integrando le conoscenze classiche della biologia molecolare con i più recenti approcci genomici, trascrittomici, proteomici e multi-omici. Lo studente acquisirà la capacità di interpretare i processi cellulari a livello molecolare, comprendere le reti di regolazione genica e proteica, e valutare criticamente le principali tecnologie avanzate utilizzate nella ricerca biomedica e biotecnologica.

Processi biologici a livello molecolare attraverso un approccio integrato che comprende DNA, RNA, proteine e altre biomolecole, con particolare attenzione ai meccanismi di regolazione cellulare e alle moderne tecnologie omiche impiegate nella ricerca contemporanea

Basi di Biologia Molecolare

Lezioni frontali in modalità mista. Ottengono il permesso per il collegamento online studenti con specifiche motivazioni personali. Le lezioni vengono svolte con il supporto di presentazioni in PowerPoint che saranno caricate nel sistema Unistudium, in modo che tutti gli studenti iscritti possano visualizzale. Il docente chiede continuo riscontro agli studenti con domande dirette e collegamenti logici. Inoltre, al termine della lezione, il docente utilizza pochi minuti per fare un riassunto su quanto presentato a lezione stimolando gli studenti alla collaborazione. Sono previsti percorsi e materiali coerenti con le necessità degli studenti disabili e/o DSA

Regolazione dell'espressione genica nella salute e nella malattia. Epigenetica ed epigenomica RNA non codificanti Organizzazione 3D del genoma Genomica funzionale Trascrittomica Interazioni proteina-DNA, proteina-RNA, lipidi-DNA, lipidi-RNA. L'intelligenza artificiale nella biologia molecolare

Prova orale finale che valuterà le conoscenze acquisite. Sono previste metodologie di accertamento coerenti con le necessità degli studenti disabili e/o DSA

Biologia Molecolare della Cellula. Alberts et al. Casa editrice Zanichelli

L’obiettivo principale dell’insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per la costruzione di un biofarmaco sia esso una molecola identica ad una biologica sia di fantasia. Le principali conocenze acquisite saranno: • Le principali tecniche per l’ottenimento di anticorpi monoclonali: • L’impiego degli stessi e delle proteine come agenti terapeutici • Principali metodi per l’ottenimento di cellule ed animali ingegnerizzati. Le principali abilità saranno: • Produrre degli ibridomi • La caratterizzazione di animali knockout e transgenici • Recettori e proteine chimeriche.

L’insegnamento consiste in lezioni orali ed esercitazioni inerenti i metodi più importanti per la produzione di biofarmaci, e di quelli impiegati per la produzione di animali e cellule geneticamente modificati, loro caratterizzazione ed applicazioni in campo farmaceutico.

Al fine di comprendere i contenuti trattati e raggiungere gli obiettivi di questo insegnamento è necessario avere le conoscenze di tecniche di base di biologia molecolare e dei principi di farmacologia generale. Queste nozioni lo studente dovrebbe già averle acquisite nel percorso di studio. La conoscenza di questi argomenti è un prerequisito importante per lo studente che coglia seguire questo insegnamento con profitto.

Lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche.

Programma: Farmacogenomica: impatto nell'identificazione, validazione e risposta ai farmaci - Basi molecolari per il disegno di biofarmaci - Anticorpi monoclonali e chimerici: - Impiego come agenti terapeutici - loro uso nella caratterizzazione cellulare tramite citofluorimetria a flusso (FACS) - Cellule staminali e loro potenziali applicazioni nelle biotecnologie, metodi per l’ottenimento di cellule staminali riprogrammate. Farmacologia in vivo: comprensione del ruolo di un gene in condizioni fisiologiche e patologiche - Animali transgenici : Metodi usati per l’ ottenimento di animali transgenici Applicazioni di animali transgenici nella produzione di biofarmaci , - Animali knockout:

L’esame prevede una prova orale. Tale prova consiste in una discussione della durata di circa venti minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e la capacità di comprensione raggiunto dallo studenti sui contenuti teorici e pratici presenti nel programma (anticorpi come biofarmaci, ingegneria animale per la produzione di molecole biologicamente attive). La prova consentirà anche di verificare il livello di comunicazione dello studente e le proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell’esposizione sugli argomenti teorici.

Compendio di Biotecnologie Farmaceutiche, Calabrò. Farmaci Biotecnologici (Edra), Biotecnologie Farmaci biotecnologici, Slides delle lezioni.

Al termine del corso lo studente è in grado di comprendere come i principi della chimica organica meccanicistica possano essere applicati allo studio delle trasformazioni biologiche, nel drug design e nella biocatalisi. Ha acquisito conoscenze sui meccanismi catalitici di alcune classi di enzimi e sull'impiego di biocatalizzatori nella produzione di molecole organiche. Lo studente è in grado di discutere gli aspetti chimici delle trasformazioni biologiche e di elaborare in modo autonomo le conoscenze acquisite nella discussione di esempi tratti dalla letteratura scientifica.

La chimica bioorganica applica i principi e le tecniche della Chimica Organica ad argomenti interdisciplinari correlati alla biochimica, alla chimica farmaceutica ed alle biotecnologie. Lo scopo principale di questo corso è quello di fornire conoscenze sui meccanismi catalitici degli enzimi e sulle bioconversioni dal punto di vista della chimica organica. Nella prima parte del corso sono messe in evidenza le analogie e le differenze tra le reazioni organiche condotte in laboratorio e quelle nei sistemi biologici, sono discussi i meccanismi catalitici di alcune classi di enzimi ed il ruolo dei principali coenzimi. Nella seconda parte sono fornite informazioni riguardo all’impiego degli enzimi nella sintesi organica (biocatalisi) e nella produzione di molecole enantiomericamente arricchite.

Per la comprensione dei contenuti del corso ed ottenere risultati soddisfacenti nell’apprendimento è necessario possedere nozioni di base di Chimica Organica.

Lezioni frontali con l’ausilio di slides su tutti gli argomenti del corso.

Introduzione alla chimica bioorganica. Acidità e pKa in chimica bioorganica. Stereochimica e chiralità: approfondimenti di stereochimica (concetti e nomenclatura). Unità stereogeniche e prostereogeniche. Eccesso enantiomerico. Analogie tra reazioni organiche e trasformazioni biochimiche: comuni meccanismi organici in chimica biologica. Biosintesi di terpeni e polichetidi. Catalisi chimica e catalisi enzimatica: principi generali. Catalisi acida e catalisi basica, catalisi nucleofila, catalisi metallica. Effetti di prossimità, orientamento e distorsione. Perfezione catalitica. Classificazione di enzimi. Stereochimica nelle reazioni enzimatiche. Meccanismi catalitici di alcune classi di enzimi: protein chinasi, serinproteasi (case study:chimotripsina) cistein proteasi, aspartico proteasi (HIV proteasi) e metallo proteasi (carbossipeptidasi). Meccanismi catalitici di glicosidasi. Lisozima. Aldolasi. Enzimi come bersaglio di farmaci. Coenzimi. Ruolo di NAD e FAD nei processi redox. Ruolo della biotina, vitamina K, tiamina pirofosfato, S-adenosilmetionina e piridossal fosfato nei processi enzimatici. Introduzione alla biocatalisi: uso di microrganismi e di enzimi isolati nella produzione di molecole organiche. Impiego di enzimi in solvente organico. Enzimi immobilizzati ed enzimi modificati per l’ottimizzazione delle performance catalitiche. Risoluzioni cinetiche enzimatiche. Risoluzioni cinetiche dinamiche. Esempi di applicazione di idrolasi nella produzione di amminoacidi altamente enantioarricchiti (naturali e non naturali) e di composti per l'industria farmaceutica. Sintesi enantioselettive. Utilizzo in biocatalisi di deidrogenasi e metodi di riciclo del coenzima. Anticorpi catalitici.

L'esame prevede una prova orale della durata approssimativa di 30 minuti volta ad accertare la comprensione e la capacità di esporre in modo chiaro e appropriato gli argomenti oggetto del corso. Verrà valutata la capacità di applicare le conoscenze acquisite alla discussione di meccanismi enzimatici e processi biocatalitici,anche tratti dalla letteratura. Per accedere alla prova orale è necessario iscriversi on-line attraverso il portale SOL nelle date previste dal calendario ufficiale degli esami del Dipartimento di Scienze Farmaceutiche. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa.

Diapositive delle lezioni e altro materiale didattico fornito dal docente. Testi di consultazione: T.D. Bugg "Introduction to Enzyme and Coenzyme Chemistry"3° Edition John Wiley & Sons, Ltd, 2012. K.Faber Biotransformations in Organic Chemistry, Springer-Verlag, 2011. J.J. E. McMurry, T.Begley The Organic Chemistry of Biological Pathways, Roberts & Co. 2005. Silverman, R.B., "The Organic Chemistry of Drug Design and Drug Action", Academic Press Y. BRUICE, Chimica Organica, Ed. EdiSES.

Fornire agli studenti una visione sul processo di scoperta e sviluppo di farmaci.

Il corso offrirà approfondimenti su specifiche tematiche ed argomenti che giocano un ruolo chiave nel processo di drug discovery quali: la scoperta di un bersaglio biologico innovatito; le fasi di progettazione e sviluppo di un nuovo farmaco; la sperimentazione preclinica. Un attenzione particolare verrà data agli approcci biotecnologici che interessano il processo di scoperta e sviluppo di farmaci. Diversi casi studio verranno affrontati nella parte finale del corso per mettere in evidenza come gli argomenti trattati nel corso vengono ad essere integrati.

I contenuti ed obiettivi del corso saranno pienamente acquisiti e raggiunti dallo studente se in possesso delle seguenti conoscenze. Conoscenze indispensabili che lo studente deve possedere all'inizio del corso: - Farmacologia, Chimica Bioorganica. Conoscenze importanti che lo studente deve possedere all'inizio del corso: - Biologia Molecolare; Bioinformatica. Conoscenze utili che lo studente deve possedere all'inizio del corso: - Matematica (statistica); Inglese.

Lezioni in aula e/o in modalità di didattica a distanza (DaD) su tutti gli argomenti dl corso.

Definizione ed evoluzione del processo di scoperta di un farmaco. Metodi di identificazione e validazione di un bersaglio biologico. Approcci di Chimica Genomica. Definizione di "chemical tool" e suoi caratteristiche. Tipologie di bersagli biologici e concetto di druggability. Interazioni proteina/proteina quali bersagli biologici innovativi. Saggi sperimentali biologici/farmacologici tradizionali ed a larga scala (HTS). Definizione e modalità di scoperta di un composto "Lead". Chimica combinatoriale e costruzione di librerie di composti chimici. Modalità di ottimizzazione di un composto "Lead". Concetto di spazio chimico e strumenti per la sua navigazione ai fini della biologia e medicina. Strategie di progettazione di analoghi strutturali per l'ottimizzazione di composti lead. Principi di farmacocinetica ed interazione tra farmaci. Sviluppo di modelli predittivi di attività biologica (SAR, QSAR). Caso studio 1: sviluppo di farmaci antiulcera. Caso studio 2: sviluppo di farmaci per Alzheimer. Caso studio 3: sviluppo di farmaci per il Parkinson. Conclusioni.

L'esame prevede una prova orale consistente in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzata ad accertare l'estensione del livello di comprensione raggiunto dallo studente e la sua profondità di comprensione negli argomenti del programma. Inoltre, verrà valutata la capacità di esprimersi con proprietà di linguaggio e di organizzazione dell'argomento esposto. L'esame prevede una prova orale consistente in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzata ad accertare l'estensione del livello di comprensione raggiunto dallo studente e la sua profondità di comprensione negli argomenti del programma. Inoltre, verrà valutata la capacità di esprimersi con proprietà di linguaggio e di organizzazione dell'argomento esposto Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

1) Introduzione alla Chimica Farmaceutica, Graham L. Patrick, II Edizione (Editore: EdiSes). 2) Drugs: From Discovery to Approval, 2nd Edition Rick Ng (Editore: Wiley-Blackwell).

L’obiettivo del corso di Basi genetico-molecolari dei biofarmaci è di rendere lo studente in grado di progettare e realizzare un biofarmaco. Le lezioni teoriche, infatti, forniranno allo studente le nozioni chiave per l'identificazione di potenziali biofarmaci e delle metodiche utilizzabili per lo sviluppo di terapie innovative personalizzate. La parte pratica ha come obiettivo quello di fornire tutte le competenze necessarie allo studente per clonare, far esprimere e verificare l'attività biologica di una proteina terapeutica di fusione.

Il corso consiste in lezioni frontali ed esercitazioni pratiche finalizzate all'apprendimento delle tecniche di ingegneria genetica per la produzione di nuovi farmaci biotecnologici come proteine ricombinanti ed enzimi.

Conoscenze base di biologia, biologia molecolare, immunologia e farmacologia.

Lezioni teoriche e pratiche (laboratorio).

Lezioni teoriche: Biofarmaci, modifiche delle proteine naturali per la generazione di biofarmaci. Nuovi approcci di ingegneria genetica per l’identificazione, progettazione e sviluppo di biofarmaci: CRISPR/Cas9. Sistemi per la produzione di proteine ricombinanti nei procarioti, insetti, lieviti e negli eucarioti. Vettori plasmidici convenzionali, retrovirali e virali. Biofarmaci come terapia farmacologica per il trattamento di patologie autoimmuni, cardiovascolari, infiammatorie e tumorali. Lezioni pratiche: Snapgene e DNASTAR genomics: Software per la progettazione virtuale di un biofarmaco. Nuove tecnologie per il clonaggio del DNA codificate per biomolecole: Gibson assembly, In-Fusion Cloning. Identificazione molecolare dei polimorfismi a singolo nucleotide e mutagenesi sito specifica. Clonaggio, purificazione ed analisi funzionale della proteina di fusione CTLA-4-Ig.

L'apprendimento di quanto descritto verrà verificato tramite esame orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e pratici indicati nel programma. Inoltre, verrà valutata la capacità di eseguire calcoli matematici finalizzati all'esecuzione di procedure di laboratorio. Gli studenti e le studentesse con disabilità e/o con DSA sono invitati/e a visitare la pagina dedicata agli strumenti e alle misure previste e a concordare preventivamente quanto necessario con il/la docente (https://www.unipg.it/disabilita-e-dsa).

R.J. Reece- Analisi dei geni e dei genomi. EdiSES.

Conoscenza degli aspetti salienti delle Biotecnologie Farmaceutiche con particolare riferimento alle modificazioni chimiche di biofarmaci. Conoscenza delle principali tecniche di analisi, purificazione e manipolazione delle biomasse.

Metodologie di produzione, progettazione e modifiche chimiche di alcuni farmaci biotecnologici: siRNA, aptameri, ribozimi. Biotrasformazioni. Antibiotici come farmaci biotecnologici tradizionali. Processi industriali per la produzione di biomasse e prodotti biotecnologici.

Al fine di comprendere gli argomenti trattati nell'insegnamento e raggiungere gli obbiettivi di apprendimento prefissati è necessario aver acquisito le conoscenze di base sia chimiche che biologiche da utilizzare come piattaforma di partenza. In particolare è indispensabile avere buone basi di chimica organica e biochimica.

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche di laboratorio a posto singolo con relazioni scritte delle esperienze condotte.

Lezioni frontali (4 CFU): Antibiotici da fonti naturali: attività, meccanismi d'azione produzioni industriali fermentative. Aspetti chimici e produttivi nella lavorazione delle biomasse; reazioni chimiche mediante l'uso di microrganismi ed enzimi per l'ottenimento di prodotti biotecnologici. Aspetti teorici della cromatografia e della polarimetria. Aspetti chimico-farmaceutici degli siRNA, aptameri e ribozimi: modificazioni chimiche, relazioni struttura-affinità e stabilità. Progettazione di nuovi acidi nucleici terapeutici. Esempi di farmaci biotecnologici a RNA: patisiran, givosiran, inclisiran, lumasiran, pegaptanib, angiozyme. Lo studente dopo aver appreso le principali informazioni riguardanti la strumentazione i materiali e la vetreria utilizzati in un laboratorio biotecnologico potrà partecipare attivamente alle esperienze di laboratorio (2 CFU-6 esercitazioni) riguardanti: - reazioni di identificazione F.U., analisi polarimetriche, e TLC di penicilline, aminoacidi e zuccheri e separazione di miscele; - reazione di riduzione enantioselettivà dell’aceto acetato di etile mediante l'uso del Saccharomyces cerevisiae.

L'esame prevede una prova orale consistente in un colloquio della durata di circa 25 min. La prova orale è finalizzata ad accertare il livello di conoscenza raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e pratici trattati nel corso, la sua capacità di ragionamento logico, l'abilità di comunicazione con proprietà di linguaggio e di organizzazione autonoma dell'esposizione degli argomenti oggetto della prova. Nella valutazione finale si terrà conto delle relazioni scritte relative alle esperienze di laboratorio. La valutazione è espressa in trentesimi con possibilità di lode. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa.

Stampati delle slides e Pharmaceutical Biothecnology-fundamentals and applications-Sixth edition-Springer. Edited by Crommelin, Sindelar, Meibohm.

L'insegnamento di Patologia Molecolare rappresenta un insegnamento, del Corso di Laurea in Biotecnologie Farmaceutiche, che studia le cause (eziologia) ed i fenomeni patologici delle malattie a livello, cellulare e molecolare, rispetto alla biologia e fisiologia della cellula. Questo insegnamento permette di acquisire conoscenze riguardo i meccanismi di base che sottendono le malattie più frequenti nell'uomo e la risposta della cellula ad alterazioni dell'ambiente esterno. L'obiettivo principale dell'insegnamento è l'acquisizione di conoscenze riguardo: patologie intrinseche molecolari e cellulari cause fisiche, chimiche e biologiche di malattia meccanismi molecolari e cellulari di morte cancerogenesi, oncologia molecolare processi cellulari e molecolari dell'infiammazione Le lezioni pratiche riguardano le acquisizioni di tecnologie atte a spiegare meccanismi molecolari inerenti fenomeni cellulari e molecolari delle malattie con particolare riferimento alla proliferazione cellulare ed i meccanismi di controllo della stessa. La formazione scientifica conseguita durante lo studio della Patologia Molecolare permette di acquisire un'ampia visione d'insieme riguardo la correlazione tra il genoma umano, l'ambiente e lo sviluppo di patologie. La prova finale orale ed i seminari facoltativi sono strumenti per valutare il grado di l’apprendimento e la capacità di comunicare e spiegare, in maniera semplice, ma al tempo stesso rigorosa, immediata ed esaustiva le conoscenze acquisite.

Cause intrinseche ed estrinseche di malattia. Processi regressivi e progressivi. Oncologia: Classificazione dei tumori. Cancerogenesi. Oncogene ed oncosoppressore. Invasività e metastatizzazione. Infiammazione: acuta e cronica.

The teaching of Molecular Pathology is a teaching of the Degree in Pharmaceutical Biotechnology, which studies the causes (etiology) and pathological phenomena of the disease level, cellular and molecular biology and physiology compared to the cell. This course intends to acquire knowledge about the basic mechanisms underlying the most common diseases in humans and the cell response to changes in the external environment. The main objective of the course is to acquire knowledge about: • pathologies inherent molecular and cellular • physical, chemical and biological causes of disease • molecular and cellular mechanisms of death • carcinogenesis, molecular oncology • cellular and molecular processes of inflammation The practical lessons concerning the acquisition of technologies to explain the molecular mechanisms related to cellular and molecular phenomena of diseases with particular reference to cell proliferation and the control mechanisms of the same. The scientific education obtained during the study of Molecular Pathology can capture a wide overview about the correlation between the human genome, the environment and the development of diseases. The oral examination and optional seminars are tools to assess the degree of learning and the ability to communicate and explain, in a simple, yet rigorous, immediate and thorough knowledge gained.

The acquisition of relevant knowledge in the course of Molecular Pathology, provide for the achievement of knowledge in Genetics, Molecular Biology and Biochemistry. The basic knowledge of these materials are essential to the student to understand the concepts etiopathogenetic of molecular and cellular pathology. The student so prepared will draw from the course a substantial profit.

Cause intrinseche di malattia Patologia Genetica -Analisi genica strumentale nella diagnosi delle malattie umane. -Modelli sperimentali di malattie genetiche. -Malattie monogeniche autosomiche ed eterocromosomiche. Eterogeneità genetica, eterogeneità allelica, interazione tra i geni ed i loro prodotti, interazioni gene-ambiente, mutazioni dinamiche e somatiche, modificazioni epigenetiche. -Mutazioni del DNA e meccanismi di riparazione. -Mutazioni del DNA mitocondriale. -Suscettibilità genetica alle malattie nell'uomo. Concetto di penetranza. -Patologia del sangue da difetto genetico: Talassemie, Sferocitosi, Falcemia, Emofilia. -Distrofia muscolare. -Alterazioni cromosomiche. Alterazioni numeriche e strutturali dei cromosomi: Sindrome di Down, sindrome di Turner e sindrome di Klinefelter. Cause estrinseche di malattia -Agenti fisici. Radiazioni non ionizzanti e ionizzanti. Basse e alte temperature: congelamenti ed ustioni. Energia elettrica ed elettromagnetica. -Agenti chimici e ambientali. Inquinamento ambientale. Sostanze stupefacenti. -Cause alimentari. Vitamine A,D,E,K, gruppo B e C. -Radicali liberi. Stress ossidativo. -Embriopatia e fetopatie di natura fisica, infettiva, endocrina e tossica Patologia Cellulare -La cellula: cenni sulla struttura e principali funzioni. Ciclo cellulare, fasi e proteine regolatrici del ciclo. Recettori di membrana, pathways principali del segnale mitogenico. -Lesioni elementari della cellula. Patologia del nucleo, del mitocondrio, del reticolo endoplasmatico, del lisosoma, del citoscheletro, dei perossisomi, dell?apparato di Golgi e della membrana cellulare. Processi regressivi -Atrofie fisiologiche e patologiche. -Processi regressivi intracellulari. Degenerazione vacuolare, idropica e rigonfiamento torbido. Degenerazione ialina e mucosa. Steatosi. -Processi regressivi extracellulari. Amiloidosi. Degenerazione ialina, fibrinoide e mucosa. Patologia dei componenti della matrice extracellulare, fibrosi, cirrosi, sclerosi. -Morte cellulare. Necrosi. Vari tipi di necrosi. Gangrene. Gli esiti del processo necrotico. Autolisi post-mortale. Apoptosi. Eventi molecolari della morte apoptotica. -Invecchiamento. Teorie della senescenza. La senescenza in cellule intermitotiche e post-mitotiche. Analisi della senescenza a livello molecolare. Invecchiamento dell?organismo, cellulare e subcellulare. Patologia dell'invecchiamento. Concetto di Immunopatologia e malattia Autoimmune Processi progressivi Ipertrofia ed iperplasia fisiologiche e patologiche. Il processo rigenerativo delle cellule labili, stabili e perenni. La rigenerazione epatica. La ricostituzione. Oncologia -Classificazione dei tumori. Caratteristiche della cellula normale e trasformata. Metaplasia. Displasia. Anaplasia. Tumori benigni e maligni. Classificazione istogenica ed elementi di morfologia dei tumori umani benigni e maligni. Carcinoma in situ. -Elementi di epidemiologia dei tumori. Cancerogenesi: chimica, fisica (radiazioni ultraviolette, radiazioni ionizzanti), virale, da cause ambientali. -Co-cancerogenesi, meccanismi della trasformazione. -Basi molecolari della trasformazione cellulare. Meccanismi patogenetici. Concetto di oncogene ed oncosoppressore. Controllo della replicazione del DNA. Le mutazioni. Neoplasie a carattere familiare ereditario. Cariotipo ed alterazioni cromosomiche nei tumori. -Ruolo del controllo dell?apoptosi nei tumori. -Patologia molecolare della riparazione del DNA. Patologia del mismatch repair. Sindromi di Lynch e carcinoma colon-rettale ereditario. Patologia dello excision repair. Xeroderma pigmentosum e atassia teleangectasica. -Patologia della trascrizione e traduzione. -Angiogenesi tumorale. -Concetto di invasività tumorale. Metastatizzazione e stadiazione. Meccanismi molecolari alla base del fenomeno delle metastasi. Tumori primitivi e metastatici. Vie di metastatizzazione. Infiammazione -Caratteri generali. Definizione di infiammazione. Meccanismi di riconoscimento di un patogeno. Caratteri distintivi tra flogosi acute e croniche. -Flogosi acuta essudativa (Angioflogosi). Le fasi. I mediatori plasmatici e tissutali dell?infiammazione. L'essudazione: i diversi tipi di essudato. Le proteine della fase acuta. Le cellule della infiammazione acuta. La diapedesi, la chemiotassi e la fagocitosi. I diversi tipi di infiammazione acuta: sierosa, siero-fibrinosa, fribinosa, catarrale, purulenta, emorragica, necrotico-emorragica e allergica. -Flogosi cronica (Istoflogosi). Le cellule della infiammazione cronica. -Le infiammazioni croniche granulomatose e interstiziali. Struttura dei granulomi: tubercoloma, sifiloma, nodulo reumatico, leproma, granuloma di origine virale, granuloma da corpo estraneo. -Esiti dei processi infiammatori. -I processi riparativi ed il tessuto di granulazione.

La valutazione dello studente si articola in una prova orale al termine del Corso di lezioni. La verifica della preparazione dello studente ha una durata media di trenta minuti dipendente dal grado di conoscenza degli argomenti trattati e dalle capacità di esposizione dello studente. La prova consta di tre domande riguardanti la disciplina studiata. Due domande sono inerenti a: cause di malattia legati all’ambiente e allo stress cellulare; alterazioni della cellula verso lo stato oncologico e processi infiammatori. La terza domanda verte sulle biotecnologie applicate inerenti alle cause patogenetiche di malattie. La prova orale è fondamentale per la verifica delle conoscenze acquisite dallo studente, della sua abilità espositiva e della padronanza della materia studiata con particolare riferimento alla capacità di collegamento tra i diversi argomenti trattati e la idoneità ad applicare tecniche e metodologie innovative per lo studio di eventi patologici.

Intrinsic and Extrinsic Causes of Disease. Regressive and Progressive processes. Oncology. Classification of the tumors. Carcinogenesis. Oncogenes and Tumor Suppressor Genes. Invasive cancer and metastasis. Acute and Chronic inflammation.

L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per comprendere le proprietà delle proteine quali possibili target farmacologici. Le principali competenze acquisite saranno: -Conoscenza della organizzazione spaziale delle proteine e delle interazioni che la stabilizzano -Comprensione della struttura delle proteine e della loro funzione -Conoscenza delle principali modificazioni che regolano la attività delle proteine. -Conoscenza delle principali tecniche di analisi omica delle proteine e delle modalità di analisi dei dati ricavati da esperimenti omici su larga scala.

Aminoacidi, struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria; modificazioni che regolano l'attività delle proteine. Tecnologie omiche avanzate per lo studio del proteoma. Bioinformatica applicata alla proteomica.

Al fine di poter al meglio comprendere la maggior parte degli argomenti affrontati nell'insegnamento si richiede la conoscenza di tematiche di biochimica generale. La conoscenza di tali argomenti rappresenta un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso con profitto.

lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso; attività di laboratorio per l'analisi della funzionalità di proteine Attività di laboratorio per analisi dei dati di proteomica.

Struttura e proprietà degli aminoacidi; Struttura primaria; Strutture secondarie: alfa-elica, foglietto beta, beta turn; folding; motivi strutturali: Elica-loop-elica, zinc finger, Forcina beta, Chiave greca, beta-alfa-beta; Domini strutturali: dominio alfa, dominio beta, dominio alfa-beta; Struttura quaternaria; Proteine fibrose: collagene, cheratina, fibroina, fibrille amiloidi, prioni; Proteine di membrana; Enzimi; Modificazioni covalenti regolano la attività delle proteine; Modificazioni non covalenti regolano la attività delle proteine. Tecnologie omiche per l’analisi di proteine: preparazione del campione, spettrometria di massa, analisi modificazioni post-traduzionali, proximity extension assays, tecnologie ad aptameri. Analisi bioinformatica dell’espressione differenziale proteica e tecniche di analisi funzionale del proteoma.

Esami orali di natura teorica, consistenti in quesiti relativi alle tematiche affrontate durante il corso e volti ad accertare la loro conoscenza e comprensione da parte dello studente, nonché la capacità di esporne il contenuto Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Nelson, Cox Principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli

L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi per capire come viene progettato un dispositivo medico, un tessuto bioingegnerizzato e forme farmaceutiche innovative. Le principale conoscenze acquisite saranno: -caratteristiche/proprietà delle quattro classi di biomateriali e loro potenziali applicazioni in campo biologico. - aspetti regolatori dei dispositivi medici. - conoscenza dei vari metodi di preparazioni e delle strategie usate per formulare diversi tipi di carrier innovativi per applicazioni farmaceutiche. Le principali abilità saranno: - saper individuare il materiale migliore da utilizzare per una determinata applicazione a seconda delle proprietà di questo materiale. - saper classificare un dispositivo biomedico in base alla sua applicazione biomedica basandosi sul regolamento (UE) 2017/745 sui dispositivi medici. - saper preparare formulazioni farmaceutiche innovative grazie alle esercitazioni in laboratorio.

Applicazioni dei biomateriali a contatto con i fluidi biologici in vari campi quali cardiovascolare, nefrologico, farmaceutico, articolare, ingegneria tessutale. Aspetti regolatori dei biomateriali usati in campo biologico. Esercitazioni riguardanti i metodi di preparazione di carrier per applicazioni farmaceutiche.

Al fine di comprendere gli argomenti trattati a lezione, può essere utile avere nozioni di anatomia e patologia umana così come conoscenze sui materiali polimerici, ceramici e metallici. Non ci sono prerequisiti indispensabili per lo studente che voglia seguire il corso con profitto.

Il corso è organizzato nel seguente modo: - Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso; - Esercitazioni in laboratorio sulle applicazioni farmaceutiche dei biomateriali.

Introduzione al corso: definizioni biomateriali e biocompatibilità. Applicazioni dei biomateriali. Biomateriali ed ambiente biologico, classificazione dei biomateriali. Problemi dei biomateriali:le varie forme di degradazione: la degradazione funzionale, la degradazione ambientale e la degradazione programmata. Le cause della degradazione e in particolare la fatica. Degradazione dei biomateriali: la corrosione. I metalli come biomateriali: acciai inossidabili, leghe di cobalto, platino, leghe di titanio. Le leghe a memoria di forma. Le forme di degradazione: l'usura. Le cause e le conseguenze della biodegradazione. I fili da sutura. Introduzione sulle applicazioni in campo cardiovascolare: emocompatibilità , emolisi, coagulazione, anatomia del cuore, le protesi valvolari meccaniche. I vari tipi di protesi valvolarie i materiali usati per produrrle: gomma siliconica, leghe Co-Cr-Mo, Leghe Ti, PTFE, PET, resina acetalica, carbonio turbostratico pirolitico e PVD. Le protesi valvolari meccaniche (tipi, proprietà). Le protesi valvolari biologiche, cause e conseguenze del fallimento delle protesi, confronto traprotesi meccaniche e biologiche, controlli sulle protesi valvolari. Le protesi vascolari: introduzione, proprietà delle protesi vascolari sintetiche. Materiali usati nelle protesi vascolari: PET, PTFE, PTFE espanso, i siliconi e i poliuretani. Gli stents: proprietà degli stent, materiali di rivestimento, la ristenosi e i drug eluting stents. Gli stents BIS. Il dispositivo medico Amplatzer. L'ingegneria tessutale: Gli sostituti temporanei e permanenti della pelle: Transcyte, Idrocolloidi, Integra. Gli scaffold: metodi di preparazione degli scaffold (convenzionali, selective laser sintering, soft lithography). Gli scaffold: metodi di preparazione degli scaffold (electrospinning). Metodi di preparazioni dipolimeri per il riconoscimento molecolare: sintesi in bulk o per precipitazione. Applicazioni dei polimeri per il riconoscimento molecolare. L'acido ialuronico per la preparazione di scaffold. Proprietà e funzioni dell'acido ialuronico. L'acido ialuronico per il derma e l'epidermide bio-ingegnerizzato. La cartilagine e l'osso bioingegnerizzato. Evoluzione dell'ingegneria tessutale: verso la co-coltura di diversi tipi cellulari e accenni alla medicina rigenerativa, caso studio ABAT per la rigenerazione di piccoli tratti arteriosi. Le protesi di articolazione: la protesi totale di anca, materiali usati per i vari componenti dellaprotesi: cemento osseo, UHMWPE, leghe metalliche. Le ceramiche come componente delle teste femorali della protesi d'anca. Accoppiamenti acetabolari. Modifiche superficiali dei biomateriali: Deposizione di strati polimerici (antiaderenti, antimicrobici), Funzionalizzazione con il plasma: che cos'è il plasma, come viene generato edutilizzato permodificare le proprietà superficiali dei biomateriali, applicazioni del plasma permodificare le proprietà superficiali dei biomateriali. Tecnologia SAM:self-assembled monolayers,tecniche utilizzate per modificare le proprietà superficiali dei biomateriali con la tecnologia SAM. Modifiche superficiali atte a migliorare l'osteointegrazione dei materiali usati nelle protesi articolari: idrossiapatite, biovetri, il titanio biomimetico prodotto con il metodo Kokubo e l'Anodic Spark Deposition. Aspetti regolatori dei dispositivi medici: Direttiva europea 93/42/CE, la direttiva 2007/47. I prodotti borderline e il regolamento europeo 2017/475. I liposomi: definizione e composizione, i fosfolipidi: struttura e proprietà. Il comportamento termotropico del doppio strato fosfolipidico e importanza della temperatura ditransizione principale. Influenza del tipo di fosfolipide sulla temperatura di transizione principale, effetto del colesterolo sulla fluidità del doppio strato fosfolipidico. Classificazione dei liposomi a seconda delle dimensionie del numero di lamelle, caratteristiche dei MLV, LUV e SUV, metodi di preparazione dei liposomi:il thin layer evaporation, metodo della solvente injection per la preparazione di liposomi. Utilizzo dell'estrusione e dell'omogenizzazionead alta pressione. Metodi di caricamento dei liposomi: caricamento remoto mediato da gradiente di concentrazione e freeze-thawing. Utilizzo dei liposomi per la veicolazione di farmaci: concetti di targeting passivo e attivo. Le formulazioni liposomiali contenenti antitumorali commercializzate:confronto. Applicazioni farmaceutiche: polimeri usati nella microincapsulazione, il caso dei poliesteri e degli acrilati. La biodegradazione e la bioerosione dei polimeri. Metodi di preparazione delle microparticelle: la coacervazione, l'evaporazione del solvente. Applicazioni farmaceutiche: cos'è la solubilità e quanti tipi di solubilità esistono. L'importanzadella solubilità nel drug discovery and development. Come determinare la solubilità all'equilibrio: shake flask method, metodo delle aggiunte successive, parametri che influenzano la solubilità,mezzi di dissoluzione, influenza del pH, delle impurezze, della forma polimorfica. Le ciclodestrine e la complessazione con le ciclodestrine per aumentare la solubilità apparente degli API pocosolubili. Proprietà delle ciclodestrine e metodi di preparazione dei complessi di inclusione. Prodotti in commercio a base di ciclodestrine. La gelificazione ionica dell'alginato di sodio. Laboratori didattici: Preparazione di liposomi MLV con il metodo Thin Layer Evaporation utilizzando la DPPC. Analisi dimensionali delle MLV ottenute con la tecnica SPOS- utilizzo dello strumento Accusizer Particle Sizing System, Preparazione di nanoparticelle di albumina con il metodo della coacervazione di fase e reticolazione termica, analisi dimensionale delle NP di albumina preparate con la tecnica della coacervazione di fase. Preparazione di liposomi contenenti il colorante rosso alizarina con il metodo dell'etanolo injection. Dialisi dei liposomi preparati per solvente injection e analisi Uv-vis del dializzato per la determinazione dell'efficienza di incapsulamento dei liposomi. Acyclovir-Hydroxypropyl-beta-cyclodextrin inclusioncomplex: kneading method, incorporazione delcomplesso beta-CD/acyclovir in un idrogel mucoadesivo per la produzione di un patch bucale e preparazione del backing layer, preparazione del patch bucale con acyclovir. Acyclovir loaded oil entrapped calcium alginate beads: ionotropic gelation method. Preparazione di NP di PLGA con la tecnica della nanoprecipitazione. Preparation of Eudragit nanoparticles loaded with acyclovir, dimensional analysis and freezer-drying. Studio di rilascio in vitro dell'aciclovir dalle nanoparticelle di Eudragit e analisi allo spettrofotometro UV-Vis per determinare la concentrazione. Preparazione di idrogel con CMC e ialuronato di sodio. Nylon: interface polymerization. Chitosan fibers for tissue engineering applications: fabrication and annealing.

La prova di valutazione è unica e ha come obiettivo quella di accertare l'effettiva acquisizione da parte dello studente delle conoscenze che riguardano sia le lezioni frontali che le lezioni pratiche e si svolge con un esame orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 30-45 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e pratici indicati nel programma. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà (adeguatezza) di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli stessi argomenti teorici e pratici. La prova orale consente di accertare ugualmente la capacità dello studente di collegare gli argomenti tra di loro quando è rilevante. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Polymeric biomaterials edited by Severian Dumitriu, 2nd edition, 2002, Marcel Dekker, NY, USA. Microencapsulation: Methods and industrial applications edited by Simon Benita, 1996, Marcel Dekker, NY, USA. R. Pietrabissa, Biomateriali per protesi e organi artificiali, Pàtron Editore, Bologna. C. Di Bello, Biomateriali, Pàtron Editore, Bologna.

L'insegnamento ha l'obiettivo principale di fornire conoscenze sia teoriche che pratiche sulle principali metodologie computazionali applicate alla progettazione/scoperta di piccole molecole organiche di interesse farmaceutico. Le principali conoscenze acquisite saranno: - conoscenze relative all'analisi di strutture cristallografiche e dell'interazione ligando-proteina - conoscenze relative ai principali approcci computazionali per l'identificazione/sviluppo di composti di interesse farmaceutico - conoscenze relative alle principali problematiche relative alla scoperta razionale di un farmaco - conoscenze di base sull'utilizzo di alcuni softwares di modellistica molecolare Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno: - saper utilizzare (utente principiante) alcuni programmi di modellistica molecolare - saper analizzare strutture tridimensionali - saper analizzare e identificare interazioni ligando-proteina - saper comprendere un progetto di structure-based drug discovery

CADD (computer-aided drug discovery): comprensione ed applicazione delle principali metodologie computazionali applicate alla progettazione/scoperta di piccole molecole organiche di interesse farmaceutico.

Lo studente che accede a questo insegnamento deve essere in possesso di una buona preparazione nei fondamenti della chimica organica e della biochimica. E' inoltre necessario aver frequentato il corso di "Chimica Farmaceutica avanzata

Il corso è organizzato nel seguente modo: - lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso: utilizzo di slides che verrano consegnate agli studenti in formato elettronico alla fine del corso; - esercitazioni presso il Laboratorio di Bioinformatica: gli studenti effettueranno 12 esercitazioni guidate a posto singolo della durata di quattro ore ciascuna. Ogni esercitazione sarà preceduta da una spiegazione accurata del lavoro da effettuare e dalla consegna di materiale in forma cartacea che illustra dettagliatamente l'esercitazione. Durante tutta la durata dell'esercitazione vi è interazione continua tra docente-studente (domande, chiarimenti, ulteriori spiegazioni). Sono inoltre previste esperienze immersive con visori Meta Quest 3 per la visualizzazione di interazioni farmaco-target.

• Introduzione alla Modellistica Molecolare - Banche dati strutturali e visualizzazione di strutture molecolari - Costruzione di piccole molecole organiche: Maestro - Minimizzazione dell'energia e Force Fields - Analisi conformazionale - CADD (computer-aided drug discovery): approcci target-based e ligand-based ¿ - Modelli farmacoforici (LigandScout) - Progettazione razionale di composti di interesse farmaceutico - Docking molecolare: LigPrep e Glide - SiteMap ed ottimizzazione degli hit compounds ¿ - Virtual screening di librerie di composti (fragment-based, composti commercialmente disponibili e drug repositioning) - Predizione delle principali proprietà chimico-fisiche e di ADME - Intelligenza Artificiale (AI) nella Drug Discovery: Introduzione ad AI, Limiti, Sfide e Prospettive - Database Chimici e Bioattività; Database Strutturali e di Target - PyMol

Prove di laboratorio in itinere: valutazione delle conoscenze man mano acquisite. L'esame prevede solo una prova orale finale, che consiste in una discussone relativa agli argomenti trattati durante il corso ed indicati nel programma. L'esame è finalizzato ad accertare la conoscenza e comprensione da parte dello studente dei moderni approcci computazionali applicati alla progettazione razionale di piccole molecole organiche di interesse farmaceutico. Verrà inoltre valutata la capacità di sintesi, esposizione e proprietà di linguaggio che lo studente possiede. La durata dell'esame varia a seconda dell'andamento della prova stessa (durata media di circa 30 min). Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa

Chimica Farmaceutica - Sbardella, Costantino - 2024 Nessun testo disponibile soddisfa pienamente le esigenze del corso. Il materiale necessario allo studio verrà fornito dal docente del corso