DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOMEDICHE E BIOTECNOLOGICHE
Corso di laurea magistrale in Biotecnologie mediche
Anno accademico 2019/2020 - 2° anno

PATOLOGIA GENERALE E METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

Docenti titolari dell'insegnamento

Obiettivi formativi

• PATOLOGIA GENERALE
  

  Il corso di Patologia Generale si propone di fornire agli studenti le conoscenze delle cause estrinseche ed intrinseche di malattia dell’uomo, interpretandone i meccanismi patogenetici fondamentali; dei meccanismi biologici fondamentali di difesa, di reazione al danno e di riparazione; delle alterazioni cellulari e di funzioni non differenziate; delle alterazioni primarie di funzioni differenziate di organi, apparati e sistemi. Si propone inoltre di fornire una visione cellulare e molecolare dell'oncologia. Sarranno approfonditi i meccanismi che regolano il normale, ma anche l"anomalo", funzionamento del sistema immunitario. In particolare gli obiettivi principali del corso di Immunologia saranno finalizzati alla conoscenza: delle caratteristiche generali degli antigeni, delle strutture molecolari (anticorpi, recettori, citochine), delle cellule, tessuti ed organi che costituiscono il sistema immunitario; dei meccanismi di maturazione dei linfociti T e B e di regolazione della tolleranza centrale e periferica: dei componenti e meccanismi molecolari delle risposte immuni innata ed adattativa e della loro cooperazione ed integrazione. Inoltre verranno approfondite i meccanismi alla base delle alterazioni del sistema immunitario, in particolare: le reazioni di Ipersensibilità, le Immunodeficienze e le Patologie Autoimmnuni.

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  Lo studente deve aver sviluppato e maturato le conoscenze teoriche, scientifiche e professionali, le competenze specifiche e le abilità necessarie per la comprensione delle caratteristiche molecolari dei tumori alla base della trasformazione neoplastica. Sono specifici ambiti di competenza che lo studente deve acquisire la conoscenza delle metodologie cliniche molecolari in oncologia (biopsia, biopsia liquida, marcatori tumorali), le modificazioni genetiche ed epigenetiche alla base dei tumori e le terapie farmacologiche e di supporto in oncologia. Lo studente deve infine aver acquisito esperienza diretta nelle metodologie diagnostiche di laboratorio più rilevanti e nella sperimentazione clinica.

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  Gli obiettivi formativi specifici del Corso di Metodologie diagnostiche di Laboratorio sono quelli di consentire allo studente l’acquisizione delle nozioni fondamentali per la valutazione critica e l’interpretazione dei risultati delle principali tecniche diagnostiche e biomolecolari utilizzate nella pratica clinica e nella ricerca di base.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• PATOLOGIA GENERALE
  

  Il corso è articolato in lezioni frontali e lezioni teorico-pratiche (esercitazioni

  pratiche/dimostrative, discussioni seminariali).

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  L’attività didattica sarà di tipo frontale e integrata da alcuni seminari. Per la formazione dello studente verrà distribuito del materiale didattico informativo (articoli scientifici di notevole rilevanza) affinché gli studenti possano abituarsi all’analisi critica di articoli scientifici.

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  L'insegnamento verrà svolto mediante l'erogazione di lezioni di didattica frontale da svolgere in aula più esercitazioni di laboratorio da svolgere presso i laboratori didattici della Torre Biologica per integrare le conoscenze teoriche acquisite durante le ore svolte in aula.

Prerequisiti richiesti

• PATOLOGIA GENERALE
  

  Conoscenze di chimica biologica, fisiologia, conoscenza delle basi anatomo-istologiche e dei meccanismi fisiologici dei sistemi ed apparati umani

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  Prerequisiti per poter sostenere l'esame finale sono la conoscenza della biologia molecolare, della biologia e della fisiologia

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  Nessuno

Frequenza lezioni

• PATOLOGIA GENERALE
  

  Frequenza obbligatoria

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  La frequenza delle lezioni è obbligatoria ed è stabilita dal regolamento del CdLM

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  Obbligatoria

Contenuti del corso

• PATOLOGIA GENERALE
  

  1. Definizione di Malattia

  2. Definizione di Eziologia

  3. Definizione di Patogenesi

  Patologia Cellulare

  1. Adattamenti cellulari- Rigenerazione-Ipertrofia, iperplasia, poliploidia- Atrofia-Modulazione e metaplasia
  2. I sintomi di malattia della cellula

  Gli accumuli intracellulari:

  Accumulo di liquidi (Vacuoli; Rigonfiamento cellulare)

  Accumulo di lipidi (Accumulo di Trigliceridi, di esteri del colesterolo e patologie ad essi correlati)

  Accumulo di glicogeno

  Accumulo di pigmenti esogeni ed endogeni

  Ferritina ed emosiderina

  Patologia da sovraccarico di ferro

  3. Patologia degli organuli:

  Misfolding delle proteine

  Patologia della membrana cellulare (lesioni traumatiche, Vescicolazione, Scompenso delle pompe di membrana (Rigonfiamento cellulare acuto)

  Modificazione della fluidità della membrana cellulare-

  Alterazione dei recettori di membrana

  Alterazioni congenite dei recettori di membrana

  Alterazioni congenite della membrana cellulare

  Canalopatie congenite e acquisite

  Patologia dei mitocondri:

  DNA mitocondriale

  Encefalomiopatie mitocondriali

  Mitocondri e invecchiamento

  Mitocondri e morte cellulare

  Mitocondri e metabolismo lipidico

  Anomalie ultrastrutturali dei mitocondri

  Patologia del reticolo endoplasmatico e dell’apparato di Golgi

  Patologia del reticolo endoplasmatico collegata alla sintesi proteica

  Patologia del reticolo endoplasmatico collegata alla detossificazione

  Patologia dell’apparato del Golgi

  Patologia dei lisosomi:

  Liberazione massiva di enzimi lisosomiali nella cellula

  Liberazione massiva di enzimi lisosomiali nello spazio extracellulare

  Lisosomi e parassiti: insuccessi funzionali

  Lisosomi congenitamente anormali (malattie da accumulo lisosomiale)

  Malattie lisosomiali indotte da farmaci (iatrogene)

  Patologia dei perossisomi

  Patologia del citoscheletro

  Patologia dei filamenti sottili

  Patologia dei filamenti intermedi

  Patologia dei microtubuli

  Patologia delle ciglia

  Dai corpi inclusi ai prioni

  Aggresomi – Corpi inclusi nelle malattie neurodegenerative

  Patologie del nucleo:

  Microscopia del nucleoStudio dei cromosomi: la citogenetica

  Biologia molecolare: gli animali transgenici

  Genetica molecolare: i metodi della patologia molecolare

  L’avvento dei microarray

  Danno cellulare e morte cellulare

  Risposta cellulare allo stress

  Ferite cellulari

  Ferite cellulari isolate

  Danno cellulare e patologia da radicali liberi

  Le reazioni dei radicali liberi nei sistemi biologici

  Esempi di malattie da radicali liberi

  Morte cellulare: oncosi e apoptosi

  Morte cellulare con rigonfiamento: l’oncosi

  Morte cellulare con restringimento: l’apoptosi

  Morte cellulare programmata

  La necrosi

  Deposizione di calcio

  Figure mieliniche

  Molecole rilasciate dalle cellule lese, morenti e morte

  Morte di grandi quantità di batteri

  Morte cellulare e necrosi nei tessuti specializzati

  Autolisi

  Come le cellule si uccidono tra loro

  Uccisione da parte dei linfociti

  Uccisione da parte dei macrofagi

  Calcificazione patologica

  Dal calcio plasmatico all’apatite

  Caratteristiche istologiche della calcificazione

  Due vie per la calcificazione patologica

  Calcificazione distrofica

  Calcificazione metastatica

  Crescita ed evoluzione delle calcificazioni

  Patologia extracellulare:

  Patologia del collageno

  Difetti genetici e difetti acquisiti del collageno

  Patologia dell’elastina

  Difetti genetici e difetti acquisiti delle fibre elastiche

  Patologia delle membrane basali

  Patologia dei proteoglicani

  Alterazioni patologiche causate dal glucosio

  Amiloide

  Infiammazione:

  Le due fasi della risposta infiammatoria: innata e adattiva

  Infezione e infiammazione a confronto

  Terminologia dell’infiammazione

  Sistema reticolo-endoteliale

  Alcuni fondamentali della fisiologia del SRE

  Infiammazione neurogena

  Infiammazione generalizzata

  L’infiammazione: i protagonisti e la loro lingua

  Neutrofili, Eosinofili, Macrofagi, Piastrine, Mastociti e basofili, Linfociti T e B, Cellule Natural Killer, Cellule dentritiche, Cellule endoteliali, Fibroblasti

  Mediatori del linguaggio chimico dell’infiammazione: Origine dei mediatori infiammatori endogeni; Amine vasoattive; Peptidi vasoattivi

  Complemento: Cascata coagulativa e fibrinolitica

  Mediatori derivati dai fosfolipidi

  Citochine

  Agenti chemioterapici (chemiotassine)

  Radicali liberi

  Enzimi lisosomiali

  Fattori nucleari

  Peptidi battericidi

  Componenti cellulari

  Mediatori esogeni dell’infiammazione

  I quattro segni cardinali dell’infiammazione

  Meccanismi del rossore, del calore e del dolore

  Reazione triplice della cute

  Calore e dolore

  Infiammazione acuta senza rossore

  Infiammazione acuta senza dolore

  Edema infiammatorio: i meccanismi della permeabilità vascolare

  Dinamiche dell’essudazione

  Tipi di permeabilizzazione vascolare

  Questioni sollevate dalla permeabilizzazione vascolare

  Il richiamo del leucocita all’azione: le fasi della fagocitosi

  Biologia della chemiotassi

  Chemiotassi e infiammazione

  Attivazione dell’endotelio e rotolamento del leucocita

  Attivazione e arresto del leucocita

  Diapedesi

  Seconda ondata di marginazione e diapedesi

  Diapedesi inversa

  Riconoscimento e adesione

  Fagocitosi

  Meccanismi antibatterici ossigeno-dipendenti

  Meccanismi antibatterici ossigeno-dipendenti induttori dell’attivazione fagocitaria

  Funzione delle molecole adesive

  L’essudato infiammatorio

  Sequenza delle cellule e sue radici nell’evoluzione

  Evoluzione dell’infiammazione

  Funzioni dell’essudato infiammatorio

  Trasudati ed essudati

  Linfociti nell’infiammazione

  L’infiammazione cronica

  I molti aspetti dell’infiammazione cronica

  L’organizzazione “riassorbimento asettico”

  Ascesso

  Ulcere

  Aderenze: infiammazione delle superfici sierose

  Infiammazione granulomatosa

  Le cellule giganti

  Fibrosi

  Cause della fibrosi e suo sviluppo

  La guarigione delle ferite

  Guarigione per prima intenzione: ferite asettiche a margini ravvicinati

  Emostasi, Infiammazione, Formazione dell’escara, Migrazione delle cellule residenti

  Rigenerazione

  Cicatrice iniziale

  Maturazione della cicatrice

  Cellule e mediatori della guarigione delle ferite

  Guarigione per seconda intenzione: la contrazione delle ferite

  Guarigione delle ferite infette

  Guarigione delle ferite aperte

  Velocita del processo di guarigione

  Alterazioni del processo di guarigione

  Infezione delle ferite

  Cicatrici ipertrofiche e cheloidi

   

   

  IMMUNOLOGIA

  LA RISPOSTA IMMUNITARIA

  A) LA PROFILASSI ATTIVA E PASSIVA, L’ANAFILASSI

  1. Definizione etimologica ed evoluzione dei concetti di antigene e anticorpo

  2. Gli effetti protettivi e dannosi della risposta immunologica

   

  B) ANTIGENI

   

  1. Concetto di immunogeno e di antigene

  2. Caratteri chimico-fisici e proprietà biologiche degli antigeni

  3. Epitopo, determinante, aptene, “carrier”; epitopi conformazionali e lineari

   

  C) IL RECETTORE PER L’ANTIGENE

   

  1. L’antigene come ligando

  2. Il recettore solubile: anticorpi e immunoglobuline

  3. Il recettore associato alla membrana cellulare

  3. Riarrangiamenti

   

  D) I LINFOCITI COME PROTAGONISTI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA

  1. Il recettore per l’antigene sulla superficie dei linfociti

  2. I cloni linfocitari e la selezione clonale

  3. La generazione della diversità

  4. La memoria immunitaria

   

  E) I TIPI CELLULARI IMPLICATI NELLA RISPOSTA IMMUNITARIA

  1. Identificazione delle cellule linfo-ematopoietiche sulla base di marcatori molecolari

  (nomenclatura CD)

  2. I linfociti T; i linfociti T vergini CD4 e CD8 positivi

  3. I linfociti B

  4. Le cellule presentanti l’antigene (APC)

   

  F) LE BASI MOLECOLARI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA

   

  1. Le proprietà molecolari dei recettori B linfocitario (BCR) eT linfocitario (TCR)

  2. Le molecole codificate dal Complesso Maggiore di Istocompatibilità (MHC)

  3. La interazione TCR-MHC-Peptide

   

  G) IL RUOLO DELL’MHC NELLA RISPOSTA IMMUNITARIA

   

  1. L’espressione cellulare delle molecole MHC di I e II classe

  2. La restrizione MHC della risposta immunitaria

  3. La poligenia e il polimorfismo allelico dell’MHC e il loro significato immunologico

  4. La presentazione selettiva degli epitopi antigenici sulle molecole dell’MHC

  5. Le basi genetiche della variabilità individuale della risposta ad un antigene

   

  H) L’ORGANIZZAZIONE ANATOMO-FUNZIONALE DEL SISTEMA LINFATICO

   

  1. L’anatomia funzionale degli organi linfoidi primari e secondari

  2. Il traffico e lo “homing” linfocitario

  3. La maturazione antigene-indipendente dei linfociti T e B negli organi linfoidi primari

  4. La selezione clonale antigene-dipendente negli organi linfoidi secondari

   

  I) LE CELLULE E LE MOLECOLE EFFETTRICI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA

   

  1. Le sottopopolazioni linfocitarie generate dallo sviluppo clonale antigene-dipendente

  2. La cooperazione tra T e B linfociti

  3. Le cellule “natural killer”, i macrofagi attivati, la citotossicità cellulo-mediata anticorpodipendente

  (ADCC)

  4. Le citochine

  5. Il processo infiammatorio come branca effettrice della risposta immunitaria

   

  L) LA RISPOSTA PRIMARIA E SECONDARIA AD UN ANTIGENE

   

  1. La risposta primaria

  2. La risposta secondaria come espressione della espansione e della maturazione clonale

  3. La vaccinazione

   

  M) LA TOLLERANZA IMMUNITARIA

  1. I meccanismi centrali e periferici di induzione della tolleranza

  2. La delezione e l’anergia clonale dei T e B linfociti

  3. La tolleranza da alta e bassa dose

  4. La segregazione immunitaria

   

  N) LA IPERSENSIBILITA’

   

  1. Definizione e cenni storici

  2. Definizione di allergia, atopia, anafilassi

  3. La classificazione dei vari tipi di ipersensibiltà secondo Coombs e Gell: criteri generali e

  meccanismi patogenetici

   

  O) L’AUTOIMMUNITA’

  1. Definizione e meccanismi patogenetici dell’autoimmunità

  2. Esempi delle principali malattie autoimmunitarie organo-specifiche e sistemiche

   

   

  Q) IMMUNODEFICIENZE E IMMUNOSOPPRESSIONE

   

  1. L’immunodeficienza primaria e secondaria

  3. Patologie da immunodeficienza

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  1. Epidemiologia molecolare dei tumori
  2. Fattori di rischio e agenti eziologici di trasformazione neoplastica
  3. Epigenetica dei tumori
  4. Alterazioni molecolari nei tumori
  5. Targeted therapy
  6. Tumori ereditari
  7. Immuno-terapia nei tumori - Immune checkpoint inhibitor

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  1. Sequenziamento di prima generazione: Metodo Sanger e Pirosequenziamento.

  2. Microarray di espressione genica.

  3. Sequenziamento di nuova generazione NGS – Tecnologia Illumina pt 1/2

  4. Sequenziamento di nuova generazione NGS – Tecnologia Illumina pt 2/2 e Roche 454

  5. Digital Droplet PCR.

  6. Ruolo del Microbiota e sue implicazioni nelle patologie oncologiche e neuropsichiatriche

  7. Consultazione della letteratura scientifica e progettazione di primers per PCR.

Testi di riferimento

• PATOLOGIA GENERALE
  

  Patologia Generale:

  Rubin et al., Patologia Generale. Patologia d’organo e molecolare, Piccin Ed.
  Majno e Joris. Cellule, Tessuti e Malattia., Casa Editrice Ambrosiana

  Pontieri. Piccin

  
  

  Immunologia:
  C.A Janeway, P.Travers,M.Walport, M. Shlomchik, Immunobiology V Churchill Livingstone, UK

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  ROSA M. PASCALE - FRANCESCO FEO; Elementi di oncologia molecolare - Piccin

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  1) Widmann: Interpretazione clinica degli esami di laboratorio. Ronald A. Sacher e Richard A. McPherson. 2001 Undicesima edizione. Mc Graw Hill libri Italia (Milano)

  2) Giorgio Federici: Medicina di Laboratorio. 2008 Terza edizione. Mc Graw Hill libri Italia (Milano)

Altro materiale didattico

• PATOLOGIA GENERALE
  

  Il materiale didattico predisposto dal docente (come ad esempio diapositive, dispense, esercitazioni) e le comunicazioni specifiche del docente sono reperibili, assieme ad altre attività di supporto, all'interno della piattaforma Studium

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  Durante le lezioni verranno forniti agli studenti pubblicazioni scientifiche e presentazioni powerpoint di supporto all'attività didattica

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  Il materiale didattico comprendente dispense e diapositive verrà fornito tramite e-mail agli studenti alla fine di ogni lezione. Agli studenti verranno inoltre forniti articoli scientifici presenti su PubMed (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) inerenti gli argomenti trattati a lezione e durante le ore di laboratorio.

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

• PATOLOGIA GENERALE
  

  Esame orale

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  Prova orale

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  L'esame consiste di un test scritto a risposta multipla e di un esame orale per valutare la preparazione dello studente sulle tematiche trattate a lezione.

• PATOLOGIA GENERALE
  

  - Domande inerenti alla programmazione del corso.

• ONCOLOGIA MOLECOLARE
  

  Quali sono i principali pathway molecolari alterati nei tumori?

  Cosa si intende per alterazioni epigenetiche?

  Qual'è il ruolo della nutraceutica e del microbiota intestinale nei pazienti con patologia oncologica?

• METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
  

  - Principali differenze tra sequenziamento di prima generazione e Next Generation Sequencing.

  - Flusso di lavoro della droplet digital PCR.

  - Ruolo del microbiota intestinale nelle patologie oncologiche