DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOMEDICHE E BIOTECNOLOGICHE
Corso di laurea magistrale in Biotecnologie mediche
Anno accademico 2021/2022 - 1° anno - Curriculum BIOTECNOLOGIE MEDICHE

ONCOLOGIA MOLECOLARE E IMMUNOPATOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE

Docenti titolari dell'insegnamento

Obiettivi formativi

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Gli obiettivi formativi specifici del Modulo di Tecniche di Immunologia applicate alle Biotecnologie umane sono quelli di consentire allo studente l’acquisizione delle nozioni fondamentali sulle metodiche diagnostiche per la valutazione delle patologie del sistema immunitario

• IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  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.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Lezioni frontali/online

• IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

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

  pratiche/dimostrative, discussioni seminariali).

Prerequisiti richiesti

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Nessuno

• IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

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

Frequenza lezioni

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Obbligatorio al 70%
  

• IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Frequenza obbligatoria

Contenuti del corso

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Anticorpi policlonali e monoclonali. Tecniche di produzione: Ibridomi e Phage Display

  ELISA

  Citofluorimetria: principi e applicazioni in ambito bomedico

  Immunofluorescenza: principi e applicazioni nella diagnostica delle malattie autoimmunitarie

  Sierologia: principi e applicazioni

  Immunologia dei trapianti

• IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  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

   

  Oncologia:

  Patologia della proliferazione cellulare e delle differenziazione con richiami all’ omeostasi

  tissutale ed ai meccanismi di controllo. Iperplasia, ipoplasia, ipertrofia, ipotrofia, atrofia,

  metaplasia.

  I tumori: caratteri generali, definizione di benignità e malignità, classificazione istogenetica.

  Displasia; carcinoma in situ.

  Lesioni preneoplastiche; familiarità nei tumori.

  La cancerogenesi: cancerogeni e mutageni; la cancerogenesi chimica, da agenti fisici e

  biologici.

  Storia naturale del tumore. Iniziazione; promozione.

  Angiogenesi nei tumori.

  La metastatizzazione: meccanismi cellulari e molecolari; stadiazione dei tumori, classificazione

  TNM.

  La cellula neoplastica: proprietà morfologiche, di membrana, biochimiche, metaboliche.

  Oncogeni e geni oncosoppressori. MicroRNA e cancro.

  Antigeni neoplastici; l’ immunità nei tumori; rapporti tumore-ospite; sindromi paraneoplastiche;

  cachessia neoplastica.

   

  Disturbi vascolari:

  Alterazione dello scambio di liquidi

  Iperemia (attiva e passiva)

  Edema (localizzato generalizzato)

  Emostasi e trombosi:

  Il controllo dell’emorragia

  Meccanismo della coagulazione (retrazione del coagulo, coagulazione e chinine, fattori che

  contrastano la coagulazione, Fibrinolisi)

  Ruolo della parete vascolare nell’emostasi

  Trombosi (la triade di Virchow)

  Storia naturale di un trombo (trombogenesi, trombi arteriosi e venosi)

  Aspetti clinici delle trombosi

  CID

   

   

  Ostacoli al flusso Sanguigno:

  Emboli

  Ostruzioni dei vasi causata da alterazione della loro parete

  Ostruzione da compressione

  Ostruzione a livello dei capillari

   

  Ischemia e shock

  Ischemia localizzata e infarto

  Ischemia e riperfusione

  Ischemia generalizzata (lo shock)

   

  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

   

  P) I TRAPIANTI

   

  1. La istocompatibilità e le sue basi molecolari e immunologiche

  2. La tipizzazione tissutale

  3. Il rigetto dei trapianti come fenomeno immunitario

  4. I vari tipi di rigetto e i loro meccanismi

  5. La cosiddetta graft versus host disease

   

  Q) IMMUNODEFICIENZE E IMMUNOSOPPRESSIONE

   

  1. L’immunodeficienza primaria e secondaria

  3. Patologie da immunodeficienza

Testi di riferimento

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Abbas, Lichtman, Pillai. Immunologia cellulare e molecolare. Edra; 9° edizione 2018

  McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio. Antonio Delfino Editore

  Mauro Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. Zanichelli. 2019

• IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  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

Altro materiale didattico

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

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

• IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  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

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  Esame orale sugli argomenti trattati a lezione.

  Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA
  A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche.
  

• TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
  

  -Studio dell'apoptosi tramite citofluorimetria

  -Applicazioni pratiche dell'immunofluorescenza

  -Elettroforesi in condizioni native e denaturanti