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Marcello PINTI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Scienze Biomediche
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Insegnamento: Immunologia, patologia generale e vaccinologia
Biotecnologie (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
Fornire le conoscenze di base riguardanti cellule, organi e funzioni del sistema immunitario ed i meccanismi usati durante la risposta immunitaria. Fornire conoscenze sulle principali cause di malattia e sui loro meccanismi di azione a livello molecolare e cellulare. Fornire le basi per la comprensione della patogenesi molecolare e della evoluzione dei principali processi patologici: flogosi, degenerazioni, trasformazione tumorale. Fornire le conoscenze di base sulla composizione, le caratteristiche immunobiologiche ed i meccanismi di azione dei principali vaccini esistenti sul mercato ed in via di sviluppo.
Prerequisiti
Conoscenze di base relative a Biologia cellulare, Istologia, Biochimica generale, Microbiologia generale, Biologia molecolare, Anatomia e Fisiologia umana.
Programma del corso
CFU1: Caratteristiche generali della risposta immunitaria. Barriere fisiche e chimiche, immunità innata, immunità adattativa. Concetto di antigene. Principio di funzionamento dell’immunità adattativa: selezione ed espansione clonale. Memoria immunitaria. Linfociti T e B. Cellule presentanti l’antigene. Organi linfoidi primari e secondari Immunità innata- Fagociti , complemento. TLR. Citochine proinfiammatorie.
CFU2: Struttura generale delle Ig. Classi di Ig. Ricombinazione somatica. Switch di classe. Coespressione di IgM e IgD. Cellule Pro B Pre B. Attivazione periferica dei linfociti B. Ipermutazione somatica e maturazione dell’affinità.
Immunità adattativa e rigetto dei trapianti. Geni responsabili del rigetto: MHC I e MHC II. Struttura delle proteine MHC I e MHC II. Genetica dell’MHC. Aplotipo HLA. Cellule APC. Processazione esogena e endogena dell’antigene
CFU3 Struttura del TCR. Differenze tra TCR e Ig. Ricombinazione somatica nei linfociti T. Struttura di CD3, CD4, CD8.. Anatomia e istologia del timo. Fasi di differenziamento dei timociti. Selezione positiva e negativa. Differenziamento e attivazione delle cellule T. Interazione cellule B e T nei linfonodi. Risposte Th1, Th2 e Th17. Meccanismi effettori contro virus, batteri extracellulari e intracellulari, elminti.
CFU4 Il concetto di salute e di omeostasi. Deviazioni dall'omeostasi. Proliferazione, sopravvivenza e morte cellulare. Cause di malattia nell’essere umano. Radiazioni. Basse e alte temperature: congelamenti ed ustioni. Energia elettrica ed elettromagnetica. Agenti chimici e ambientali. Veleni. Cause alimentari. Ipertrofia ed iperplasia fisiologiche e patologiche. Morte cellulare. Necrosi. Vari tipi di necrosi. Apoptosi. Eventi molecolari della morte apoptotica. Necroptosi
CFU5: Definizione di infiammazione. Caratteri distintivi tra flogosi acute e croniche. Flogosi acuta Le fasi. I mediatori plasmatici e tissutali delle infiammazioni. L’ essudato. Le proteine della fase acuta. Le cellule della infiammazione acuta. La diapedesi, la chemiotassi e la fagocitosi. Flogosi croniche (Istoflogosi). Le cellule della infiammazione cronica. Le infiammazioni croniche granulomatose. Rigenerazione e riparazione. Cellule staminali. Tessuti labili, stabili, perenni. Rigenerazione epatica. Riparazione di una ferita cutanea. Cheloidi.
CFU6: Terminologia, nomenclatura, proprietà biologiche dei tumori benigni e maligni. Classificazione dei tumori. Le basi molecolari del cancro. Proto-oncogeni, oncogeni, oncosoppressori. Invasività e metastasi. Cancerogenesi chimica: iniziazione e promozione. Classi di cancerogeni chimici. Cancerogenesi da radiazioni. Patogeni associati alla cancerogenesi nell’uomo.
Patologie nutrizionali. Micronutrienti e macronutrienti. Esempi di malattie nutrizionali: kwashiorkor, marasma, scorbuto, pellagra.
CFU7 Dinamica del rapporto ospite-microrganismo. Fattori di virulenza microbici e strategie di evasione delle difese immunitarie dell’ospite. Prevenzione delle malattie infettive. I vaccini: cenni storici, basi immunologiche e valore socio-economico delle vaccinazioni
CFU8 Principali componenti di un vaccino. Classificazione dei vaccini esistenti. Parametri fondamentali di un vaccino: innocuità, immunogenicità ed efficacia; studi preclinici e trials clinici previsti per la loro valutazione.
CFU9 Vaccini ricombinanti batterici e virali: microrganismi/proteine geneticamente modificati. Vaccini contenenti microrganismi: a) uccisi/inattivati, b) vivi attenuati o c) parti di essi (vaccini acellulari o subunitari)
CFU10 Applicazioni delle biotecnologie nello sviluppo di vaccini: vaccini a DNA e vaccini commestibili prodotti in piante. Approccio genomico nello sviluppo di antigeni vaccinali: la "reverse vaccinology".
Metodi didattici
Il corso è articolato in lezioni i frontali (10 CFU in 2 moduli da 6 e 4 CFU). Il corso sarà svolto tramite lezioni frontali interattive con ausilio di materiale iconografico raccolto in file PowerPoint che, al termine del corso, saranno messi a disposizione degli studenti in formato pdf. Durante le lezioni saranno esposti i concetti principali di ogni argomento, fornendo esempi e stimolando gli studenti a porre quesiti anche sulla base di riferimenti bibliografici che saranno forniti. Come definito dal regolamento del CdS, la frequenza alle lezioni non è obbligatoria.
Testi di riferimento
Pontieri, Russo, Frati "Patologia generale" Piccin Editore Moncharmont "Patologia Generale" Idelson-Gnocchi
Robbins e Cotran Le basi patologiche delle malattie (Vol. 1) ed. Elsevier
Murphy Travers Immmunobiologia di Janeway, Ed. Piccin
Abbas Immunologia cellulare e molecolare, Ed. Elsevier
Mak Fondamenti di immunologia; Ed. Zanichelli
"Biotecnologie microbiche" di S. Donadio e G. Marino. Casa Editrice Ambrosiana
"Biotecnologia molecolare, principi ed applicazioni del DNA ricombinante" by B.R. Glick, J.J. Pasternak, Zanichelli Editore
“Principi di Microbiologia Medica“ Michele La Placa, XIV Edizione Esculapio
Verifica dell'apprendimento
L’apprendimento da parte degli studenti verrà valutato con un esame orale, svolto separatamente per i due moduli, nella stessa giornata. Per ciascuno dei due moduli, l’esame orale consiste in un colloquio semistrutturato con un minimo di tre domande, e una durata minima di 15 minuti. Lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito capacità critica nella discussione dei principali meccanismi immunologici e patologici, e della loro applicazione nello sviluppo e valutazione dell’efficacia dei vaccini. Lo studente sarà anche valutato sulle sue capacità di esporre i temi dell’immunologia, della patologia generale e della vaccinologia, e e applicare le conoscenze acquisite nell’ambito biotecnologico.
I parametri di valutazione comprendono:
- la padronanza della materia;
- la capacità di trattare in maniera trasversale gli argomenti richiesti;
- la capacità di ragionamento critico;
- la qualità dell’esposizione e l’utilizzo corretto del lessico specialistico.
Risultati attesi
A. Conoscenza e capacità di comprensione
Tramite lezioni in aula, letture guidate e discussioni collegiali lo studente potrà conoscere cause e meccanismi di malattia, funzionamento generale di una risposta immunitaria contro virus, batteri e parassiti, la composizione, le caratteristiche immunobiologiche ed i meccanismi di azione dei principali vaccini esistenti ed in via di sviluppo.
B. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
lo studente sarà in grado di discutere e applicare i principi e le tecniche di patologia, immunologia e vaccinologia, acquisite alla soluzione di problematiche riguardanti l’analisi di dati immunologici, l’identificazione di cause di malattie, lo sviluppo di vaccini innovativi, la prevenzione delle malattie infettive e la promozione della salute
C. Autonomia di giudizio
Tramite le lezioni lo studente sarà in grado di analizzare e formulare giudizi autonomi , su risultati e studi risultati di studi condotti in ambito immunologico, patologico e vaccinologico.
E. Capacità di apprendimento
Le attività descritte consentono allo studente di:
- utilizzare correttamente gli strumenti informatici idonei per la consultazione di banche date e letteratura specializzata
- acquisire le competenze metodologiche per intraprendere in modo autonomo percorsi volti ad aumentare le proprie conoscenze e capacità professionale