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Livio CASARINI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Biomediche, Metaboliche e Neuroscienze sede ex-Medicina, Endocrinologia, Metabolismo e Geriatria
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Insegnamento: Nuovi sviluppi della terapia personalizzata
Biotecnologie mediche (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
MODULO EPIGENETICA DEL CANCRO
L’evoluzione del cancro ad ogni stadio è guidata da alterazioni genetiche ed epigenetiche. I recenti sviluppi delle tecnologie genomiche hanno permesso di identificare il grande contributo epigenetico nei processi di trasformazione e progressione tumorale. Alterazioni epigenetiche sono presenti in tutti i tipi di tumore umano a cooperano con le mutazioni geniche per definire il fenotipo tumorale. Questi cambiamenti coinvolgono la metilazione del DNA, le modificazioni istoniche, il rimodellamento della cromatina, gli RNA non codificanti e altre componenti della cromatina. Nell’ottica della medicina personalizzata, il corso si propone di fornire una panoramica sulle modificazioni epigenetiche maggiormente coinvolte nella insorgenza e progressione dei tumori, sul loro possibile utilizzo per la stratificazione dei pazienti e le possibili terapie che possano revertire questo processo.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi.
MODULO NANOMEDICINA
La nuova frontiera della nanotecnologia applicata alla medicina, la Nanomedicina, offre importanti potenzialità nel campo della terapia, diagnosi e teranostica. Le più avazanzate ricerche in questo campo si basano su uno studio ed un design di nanomedicine, sul loro sviluppo e la produzione per l'ottenimento di sistemi nanotecnologici funzionali e efficaci che possano quindi migliorare le chance terapeutiche o pongano soluzioni formulative e di delivery ai nuovi farmaci in sviluppo. Il corso si propone quindi di porre le basi tecnologico-formulative e di design di sistemi altamente innovativi per future applicazioni specifiche verso patologie di difficile trattamento o per le quali non esistono soluzioni terapeutiche.
MODULO ENDOCRINOLOGIA MOLECOLARE
Conoscenza teorica delle basi molecolari e cellulari delle funzioni endocrine e metaboliche, e dell'evoluzione dei sistemi endocrini. Conoscenza della regolazione intracellulare dei segnali endocrini.
MODULO MEDICINA PERSONALIZZATA IN NEUROLOGIA
Le scoperte degli ultimi anni sui meccanismi genetici e patogenetici che regolano le malattie neurologiche hanno profondamente modificato l’approccio clinico alle stesse e ancora più il loro approccio terapeutico. Di fronte all’estrema eterogeneità clinico-patogenetica emersa in neurologia, la medicina di precisione sta assumendo sempre più importanza al fine di individuare il miglior trattamento per ogni singolo individuo. Il corso si propone di esaminare le basi genetiche e patogenetiche di alcune patologie neurologiche, di fornire agli studenti alcuni elementi epidemiologici e clinici indispensabili per la comprensione delle implicazioni terapeutiche, e quindi illustrerà le applicazioni cliniche della medicina di precisione in alcuni campi della neurologia. Verranno messi in luce non soltanto le acquisizioni attuali in ambito terapeutico legate alla medicina di precisione rispetto agli approcci storici, ma anche le correnti linee di ricerca clinico-terapeutiche.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi.
Prerequisiti
MODULO EPIGENETICA DEL CANCRO
Genetica e Biologia molecolare: la struttura del gene e il controllo dell’espressione genica, mutazioni geniche e sistemi di riparo del DNA
Biologia cellulare: il ciclo cellulare, la proliferazione e il differenziamento cellulare
Epigenetica di base: la struttura della cromatina e i meccanismi di regolazione epigenetica di base
Biochimica: il metabolismo cellulare
Buona conoscenza in fisiologia e patofisiologia, chimica, farmacodinamica, farmacologia e tossicità dei farmaci.
MODULO TERAPIA PERSONALIZZATA IN NEUROLOGIA
Nozioni di base di fisiologia umana, biologia molecolare, genetica, genomica, epidemiologia, e capacità di analisi dei dati.
Programma del corso
MODULO EPIGENETICA DEL CANCRO (2CFU)
1. Le alterazioni epigenetiche nella eziologia e progressione del cancro - 1 CFU
Complessità e plasticità dell’epigenoma. Conseguenze dell’alterata metilazione del DNA e della modificazioni istoniche, delle mutazioni dei modificatori della cromatina e delle molecole di RNA non codificante. Il crosstalk tra genetica ed epigenetica nella trasformazione e progressione tumorale.
2. La riprogrammazione epigenetica nella plasticità tumorale - 0.5 CFU
Meccanismi epigenetici nella transizione epitelio-mesenchimale (EMT) e nella riprogrammazione metabolica delle cellule tumorali.
3. Resistenza ai farmaci e farmaci epigenetici - 0.5 CFU
Meccanismi epigenetici alla base delle resistenza ai farmaci chemioterapici e sviluppo di molecole anti-tumorali “epigenome-targeted”.
Sono possibili eventuali integrazioni e/o modifiche dei contenuti alla luce dei feedback degli studenti.
MODULO NANOMEDICINA (2CFU)
1. Introduzione alle forme farmaceutiche convenzionali e non
2. Introduzione alle nanotecnologie e sue potenzialità ed applicazioni in medicina
3. Le principali nanomedicine e materiali di produzione
4. Tecniche di formulazione di nanomedicine e loro caratterizzazione chimico-fisica, tecnologica, farmaceutica
6. Targeting, Selettività, Biodistribuzione e Safety di Nanomedicine
7. Nanomedicine personalizzate
8. Design razionale
9. Cenni su aspetti regolatori e visione futura
MODULO ENDOCRINOLOGIA MOLECOLARE (4CFU)
1. Principi generali e metodi sperimentali di endocrinologia.
2. Azione e metodi di studio dei recettori nucleari, recettori di membrana e loro regolazione.
3. Trasduzione del segnale: proteine G e nucleotidi ciclici, Calcio/calmodulina, fosfolipidi, altri secondi messaggeri.
4. Fosforilazione e effetti ormonali non trascrizionali. Fattori di trascrizione regolati dagli ormoni. Controllo post-trascrizionale.
5. Basi molecolari delle endocrinopatie.
6. Evoluzione molecolare e analisi bioinformatica del sistema endocrino.
MODULO TERAPIA PERSONALIZZATA IN NEUROLOGIA (2CFU)
Meccanismi patogenetici, basi cliniche e terapia di alcune comuni e rare condizioni neurologiche: demenze, malattia di Parkinson e parkinsonismi, sclerosi laterale amiotrofica e altre malattie del motoneurone, epilessia, malattie neurologiche immunomediate (sclerosi multipla, sdr miasteniche, encefalopatie immunomediate) cefalee.
Problematiche cliniche diagnostiche, prognostiche e terapeutiche, correlazione clinico-neuropatologica, problematiche etiche.
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza che vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point) La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria. L'insegnamento è erogato in lingua italiana.
In caso di emergenza Covid, saranno previste modalità alternative.
Testi di riferimento
MODULO DI EPIGENETICA DEL CANCRO
Le lezioni sono basate sulle ultime scoperte scientifiche nell’ambito dell’epigenetica del cancro, pertanto il materiale didattico consisterà in pubblicazioni scientifiche in lingua inglese. Verrà messo a disposizione degli studenti materiale digitale a supporto dello studio: le presentazioni delle lezioni svolte in aula e gli articoli di riferimento verranno resi disponibili dal docente prima delle lezioni in formato pdf nella cartella File dell’aula virtuale Teams.
MODULO DI NANOMEDICINA
Slides fornite dal docente.
Recenti pubblicazioni scientifiche sull'argomento
Suggerimenti:
1. The Handbook of Nanomedicine, Authors: Jain, Kewal K. 2018
2. Nanomedicine 1st Edition Technologies and Applications, Editors: Thomas Webster, eBook ISBN: 9780857096449
3. Nanomedicine and Neurosciences: Advantages, Limitations and Safety Aspects; Book Series: Frontiers in Nanomedicine
Volume 2. DOI: 10.2174/97816810851281170101
MODULO ENDCRINOLOGIA MOLECOLARE
1. Slides fornite dal docente.
2. Recenti pubblicazioni scientifiche sull'argomento.
3. Testi suggeriti:
- G. Faglia, P. Beck-Peccoz: Malattue del Sistema Endocrino e Metabolico, McGraw-Hill, ISBN: 88-386-2392-9
- Endotext https://www.endotext.org/
- F. F. Bolander Jr: Molecular Endocrinology (3rd Ed). Elsevier, 2004. ISBN: 978-0-12-111232-5.
MODULO TERAPIA PERSONALIZZATA IN NEUROLOGIA
Le lezioni sono basate sulle ultime scoperte scientifiche nell’ambito della terapia personalizzata in neurologia, pertanto il materiale didattico consisterà nelle slides fornite dal docente e in pubblicazioni scientifiche in lingua inglese fornite dal docente
Verifica dell'apprendimento
La verifica dell’apprendimento prevede una prova orale che si svolgerà al termine dell’erogazione dell’insegnamento. La prova verrà svolta attraverso singoli colloqui con i quattro docenti in una o due giornate consecutive La durata della prova per ogni modulo è di circa 15 minuti. I colloqui semi-strutturati prevedono almeno tre domande su tre differenti argomenti tra quelli trattati durante lo svolgimento dell’insegnamento.
Gli esami si svolgono nell’arco del calendario didattico dell’offerta formativa e per ogni appello lo/a studente/studentessa che intenda sostenerlo dovrà iscriversi utilizzando la piattaforma Esse3. Non sono previste valutazioni intermedie.
Gli indicatori (caratteristiche accertate) di valutazione della prova orale sono: capacità di utilizzare e collegare gli argomenti trattati durante il corso e capacità di discutere e approfondire tali argomenti con appropriato linguaggio scientifico-biologico.
La valutazione è espressa in trentesimi e rappresenta la media ponderata dei quattro moduli. Per superare l’esame deve essere conseguito un punteggio non inferiore a 18/30.
Risultati attesi
MODULO DI EPIGENETICA DEL CANCRO
Alla fine del corso gli studenti sapranno:
- Comprendere i meccanismi epigenetici alla base dei processi di trasformazione e progressione tumorale.
- Interpretare e applicare i risultati delle pubblicazioni scientifiche più attuali sul ruolo dell’epigenetica nell’acquisizione del fenotipo tumorale
- Identificare i campi di potenziale applicazione delle conoscenze dell’epigenoma tumorale nella diagnosi e terapia.
- Acquisire capacità comunicative per sostenere una discussione costruttiva sugli argomenti trattati a lezione.
- Acquisire capacità di formulare giudizi sulla base delle informazioni ricevute, includendo la riflessione sulle
possibili conseguenze delle proprie valutazioni.
MODULO DI NANOMEDICINA
Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito competenze su:
-potenzialità e criticità nell'utilizzo di nanomedicine
-tecnologie di formulazione tecnologica di nanomedicina, materiali utilizzati, elementi di scelta formulativa
-tecnologie di modifica delle superficie di nanomedicine
-capacità di orientarsi nella scelta e dei parametri formulativi per i ligandi e il targeting specifico
-nozioni di biofarmacuetica ed impatto delle nanomedicine nel destino farmacodinamico e farmacocinetico dei farmaci.
-strumenti per il design razionale delle nanomedicine
MODULO DI ENDOCRINOLOGIA MOLECOLARE
Conoscenze e capacità di comprensione: Le lezioni frontali consentono agli studenti di conoscere le basi teoriche e li familiarizza alla biologia molecolare della funzione endocrina e la sua evoluzione.
MODULO TERAPIA PERSONALIZZATA IN NEUROLOGIA
Alla fine del corso gli studenti dovrebbero dimostrare di aver appreso:
- le basi della genetica e patogenesi delle patologie neurologiche oggetto del corso
- le basi cliniche e le problematiche prognostiche delle patologie neurologiche
- le basi degli approcci terapeutici attuali
- le basi della medicina di precisione applicata alla neurologia
- le linee di ricerca nel campo della medicina di precisione in neurologia