Il corso si propone di fornire una preparazione avanzata in immunologia molecolare e cellulare, con particolare attenzione ai meccanismi che regolano e coordinano la risposta immunitaria nei vertebrati. Lə studentə acquisirà competenze nell’analisi dei processi di sviluppo, attivazione e differenziamento delle principali popolazioni cellulari del sistema immunitario, sviluppando la capacità di integrare tali conoscenze a livello molecolare, cellulare e funzionale.
Verranno fornite solide basi teoriche per comprendere i meccanismi di segnalazione intracellulare, la regolazione dell’espressione genica nei linfociti, l’integrazione dei segnali attivatori e inibitori e la dinamica delle risposte effettrici. Particolare attenzione sarà inoltre dedicata ai meccanismi che determinano l’attivazione e la specializzazione delle cellule immunitarie, nonché alla formazione e al mantenimento della memoria immunologica.
Il corso mira infine a sviluppare la capacità di interpretare i fenomeni immunologici in una prospettiva integrata, collegando i meccanismi molecolari alle funzioni cellulari e alla regolazione complessiva della risposta immunitaria.
Contenuti e finalità del corso
Il corso fornisce una visione integrata dei principali meccanismi molecolari e cellulari alla base della risposta immunitaria, dall’immunità innata e dal riconoscimento dei patogeni fino all’attivazione, al differenziamento e alla memoria delle cellule del sistema immunitario. Particolare attenzione sarà dedicata alle modalità con cui le cellule immunitarie riconoscono gli antigeni, integrano segnali attivatori e inibitori e coordinano risposte specifiche nei diversi contesti fisiologici e infiammatori.
Il percorso formativo mira a sviluppare una comprensione dei principi fondamentali dell’immunologia, mettendo in relazione i meccanismi molecolari con le funzioni cellulari e con l’organizzazione della risposta immunitaria nei diversi compartimenti anatomici. Saranno inoltre approfonditi i meccanismi di generazione della diversità dei recettori immunitari, della presentazione dell’antigene, della trasduzione del segnale, dell’attivazione e differenziamento dei linfociti e della memoria immunologica, con alcuni richiami alle applicazioni in ambito vaccinale e immunoterapico.
Argomenti trattati
1. Principi generali dell’immunologia
Principi fondamentali dell’immunologia e concetti chiave dell’immunità innata e adattativa
Origine evolutiva e integrazione funzionale delle risposte immunitarie
Organizzazione del sistema immunitario e integrazione delle risposte nei diversi compartimenti anatomici
2. Immunità innata e risposta infiammatoria
Barriere anatomiche e meccanismi di difesa innati
Proteine solubili dell’immunità innata, incluso il sistema del complemento
Cellule effettrici dell’immunità innata: fagociti, cellule dendritiche e cellule natural killer
Riconoscimento molecolare dei patogeni attraverso i recettori PRR
Attivazione e regolazione della risposta infiammatoria
Funzione e attivazione dei principali effettori cellulari dell’immunità innata
3. Riconoscimento dell’antigene e diversità recettoriale
Struttura e funzione degli anticorpi
Riconoscimento dell’antigene attraverso i recettori BCR e TCR
Principi molecolari dell’interazione antigene-recettore
Generazione della diversità dei recettori immunitari attraverso il riarrangiamento genico V(D)J
Editing recettoriale, ipermutazione somatica e selezione clonale
4. Presentazione dell’antigene e attivazione linfocitaria
Processamento degli antigeni e caricamento sui complessi MHC di classe I e II
Riconoscimento dell’antigene da parte dei linfociti T CD4+ e CD8+
Vie di trasduzione del segnale attivate dai recettori BCR e TCR
Principali pathway di segnalazione: MAPK, NF-κB e NFAT
Segnali co-stimolatori e inibitori nell’attivazione dei linfociti e nella regolazione della tolleranza periferica
5. Sviluppo e differenziamento dei linfociti
Sviluppo, selezione e mantenimento del repertorio dei linfociti T e B negli organi linfoidi primari
Timopoiesi e selezione positiva e negativa dei linfociti T
Meccanismi di tolleranza centrale
Attivazione dei linfociti T naïve e differenziamento in cellule effettrici
Differenziamento delle popolazioni T helper (Th1, Th2, Th17 e Treg) e delle cellule T citotossiche
Ruolo dei linfociti T CD4+ nella regolazione della risposta immunitaria
6. Risposta immunitaria umorale
Attivazione delle cellule B e cooperazione T-B
Commutazione isotipica e maturazione della risposta anticorpale
Ipermutazione somatica e maturazione dell’affinità anticorpale
Recettori Fc e meccanismi effettori mediati dagli anticorpi
7. Integrazione, memoria e applicazioni
Integrazione delle risposte immunitarie nei diversi compartimenti anatomici
Risposte immunitarie nei contesti infiammatori acuti e cronici
Meccanismi molecolari e cellulari della memoria immunologica
Per affrontare efficacemente gli argomenti del corso è richiesta una solida preparazione di base in biologia molecolare e cellulare. In particolare, è utile possedere conoscenze relative alla struttura e alla funzione delle principali macromolecole biologiche e ai meccanismi fondamentali che regolano il funzionamento e la risposta delle cellule.
Le conoscenze preliminari richieste comprendono in particolare:
struttura, proprietà e funzione degli acidi nucleici e delle proteine;
principi della replicazione, dell’espressione e della regolazione genica;
organizzazione e regolazione dei principali processi cellulari;
meccanismi di trasduzione e integrazione dei segnali intracellulari;
struttura, funzione e regolazione del ciclo cellulare;
principali meccanismi di comunicazione e interazione tra cellule.
Queste conoscenze costituiscono la base necessaria per comprendere i meccanismi molecolari e cellulari alla base dello sviluppo, dell’attivazione e della regolazione delle risposte immunitarie affrontati durante il corso.
L’attività didattica si svolgerà principalmente attraverso lezioni tradizionali in aula, condotte secondo un approccio interattivo e partecipativo, con l’obiettivo di favorire il coinvolgimento attivo dellə studentə e stimolare l’interesse verso gli argomenti affrontati. Le lezioni saranno strutturate in modo da alternare la presentazione dei principali contenuti teorici a momenti di discussione e confronto, favorendo la formulazione di domande, l’approfondimento dei concetti e lo sviluppo di una capacità di lettura critica dei fenomeni biologici.
Particolare attenzione sarà dedicata alla comprensione dei meccanismi molecolari e cellulari alla base dei processi immunologici, incoraggiando il collegamento tra i diversi argomenti trattati e la loro interpretazione in un contesto biologico integrato. Il confronto durante le lezioni consentirà inoltre di verificare progressivamente la comprensione dei contenuti e di chiarire eventuali dubbi o aspetti di maggiore complessità.
Le lezioni saranno supportate da diapositive PowerPoint, utilizzate come ausilio alla presentazione e alla discussione degli argomenti. Le diapositive non saranno distribuite al termine del corso per motivi di copyright. Saranno inoltre proposti test scritti periodici di autovalutazione, finalizzati a favorire una verifica autonoma e progressiva del livello di preparazione raggiunto. I test saranno successivamente corretti e discussi collettivamente durante le lezioni, offrendo l’opportunità di confrontarsi sulle risposte, individuare eventuali difficoltà e consolidare i concetti fondamentali.
L’insieme delle attività didattiche è pertanto finalizzato non solo all’acquisizione delle conoscenze previste dal corso, ma anche allo sviluppo di autonomia nello studio, capacità di analisi e collegamento tra concetti e un approccio critico alla comprensione dei processi immunologici.
La verifica dell’apprendimento consiste in un colloquio orale, che concorre per il 100% alla determinazione del voto finale, espresso in trentesimi. Il colloquio sarà articolato su almeno tre quesiti distinti, finalizzati a valutare:
la capacità descrittiva e argomentativa sui principali meccanismi immunologici;
la capacità di integrare conoscenze molecolari e cellulari per interpretare processi immunitari complessi;
l’attitudine al ragionamento scientifico e alla risoluzione di problemi.
Sarà oggetto di verifica la conoscenza degli argomenti trattati durante il corso, con particolare attenzione alla correttezza, completezza e ricchezza dei contenuti, alla chiarezza espositiva e alla capacità di stabilire collegamenti tra concetti e meccanismi diversi.
Durante il colloquio sarà inoltre richiesto di affrontare un caso applicativo, che presuppone una solida padronanza dei meccanismi molecolari e cellulari alla base del funzionamento del sistema immunitario. La valutazione di tale prova si baserà in particolare su:
la capacità di inquadrare e analizzare il problema in modo rigoroso;
l’applicazione corretta delle conoscenze teoriche e degli approcci risolutivi;
la capacità di integrare conoscenze teoriche e aspetti applicativi;
la capacità di interpretare criticamente i risultati e formulare conclusioni coerenti.
In caso di necessità, potranno essere proposti esercizi scritti integrativi, finalizzati ad approfondire la valutazione delle capacità analitiche e di problem-solving.
Le modalità di verifica, i criteri di valutazione e gli standard richiesti sono identici per chi frequenta il corso e per chi non lo frequenta. La valutazione terrà conto complessivamente della padronanza dei contenuti, della capacità di argomentazione, dell’integrazione tra i diversi livelli di conoscenza e dell’autonomia nel ragionamento scientifico.
Janeway et al., Immunobiologia, 9ª edizione, Piccin.
Gli argomenti trattati nel corso sono interamente contenuti nei primi 11 capitoli del testo consigliato.
