MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA E MICROBIOLOGIA CLINICA

12 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

STEFANIA STEFANI - Modulo MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA - BIO/19 - 6 CFU
VIVIANA CAFISO - Modulo MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
PIO MARIA FURNERI - Modulo MICROBIOLOGIA CLINICA - MED/07 - 6 CFU

Obiettivi formativi

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
Con l’insegnamento di MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA lo studente amplia ed approfondisce le conoscenze di base in ambito microbiologico e biomolecolare acquisite con le lauree di primo livello. Il corso approfondisce gli aspetti molecolari della patogenicità, della virulenza, e dell’antibiotico-resistenza dei principali patogeni dell’uomo, nonché le loro relazioni clonali. Vengono affrontate inoltre le nuove tecnologie di identificazione e studio dei microrganismi (genomi, metagenomi, proteomi etc) nonché le basi dell’interazione ospite parassita includendo gli aspetti immunologici. Dal punto di vista applicativo, vengono presi in considerazione le preparazioni vaccinali ( sia tradizionali che ricombinati) nonché alcuni esempi di prodotti microbici ottenuti con tecnologie avanzate. Lo studente matura, quindi, una comprensione integrata dei fenomeni biologici e una preparazione scientifica avanzata a livello morfologico/funzionale, chimico/biochimico, cellulare/molecolare ed evoluzionistico del mondo microbico.
MICROBIOLOGIA CLINICA
Acquisire la conoscenza delle basi applicative della microbiologia clinica nei vari settori di interesse sanitario;

Acquisire la conoscenza delle principali tecniche di identificazione microbica e capacità di applicare le stesse in campo sanitari

Conoscere i principi del controllo di qualità in microbiologia clinica

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
Orale
MICROBIOLOGIA CLINICA
Lezioni frontali (5 CFU) più Laboratorio (1 CFU)

Prerequisiti richiesti

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
Conoscenze di base di microbiologia, biochimica e genetica
MICROBIOLOGIA CLINICA
Conoscenze relative ai concetti fondamentali della biologia della cellula procariotica (struttura, funzione, metabolismo, genetica).

Frequenza lezioni

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
Obbligatoria
MICROBIOLOGIA CLINICA
Obbligatoria

Contenuti del corso

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
Studio dei microrganismi di interesse bio-medico. Tassonomia ed identificazione. Interazioni ospite- parassita. Meccanismi molecolari dell’azione patogena.

Biotecnologia molecolare dei sistemi microbici. Filo-genomica: I benefici della combinazione tra ricostruzione evolutiva e l’analisi genomica. Applicazioni

Genetica e genomica batterica indirizzata allo studio dei nuovi target molecolari.

Agenti terapeutici e studio di nuovi bersagli molecolari. Studio dei meccanismi molecolari di resistenza agli antibiotici

Screening di batteriocine. sRNA regolatori di geni target

Composti farmaceutici, enzimi, produzione di anticorpi in E.coli, acidi nucleici come agenti terapeutici.

Vaccini tradizionali e tecnologicamente avanzati.

Tecnologie tradizionali e ricombinanti in microbiologia medica.
MICROBIOLOGIA CLINICA
1. Caratteristiche essenziali e differenziali dei principali batteri, virus, miceti, protozoi ed altri parassiti responsabili di infezioni nell’uomo:
  1. Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Neisseria, Branhamella, Mycobacterium, Streptomyces, Nocardia, Actinomyces, Corynebacterium, Lactobacillus, Bartonella, Listeria, Gardnerella, Bacillus, Clostridium, Enterobacteriaceae, Haemophilus, Pasteurella, Vibrio, Legionella, Brucella, Bordetella, Acinetobacter, Pseudomonas, Bacteroides, Campylobacter, Helicobacter, Mycoplasma, Ureaplasma, Chlamydiaceae, Rickettsiales, Spirochetales.
  2. Poxviridae, Herpesviridae, Adenoviridae, Papillomavirus e Polyomavirus umani, Parvoviridae, Paramyxoviridae, Orthomyxoviridae, Picornaviridae, Arenaviridae, Bunyaviridae, Caliciviridae, Coronaviridae, Filoviridae, Flaviridae, Reoviridae, retrovirus umani, Togaviridae, Rhabdoviridae, virus delle epatiti (HAV, HBV, HCV, HDV, HEV, HGV).
  3. Funghi
    1. Patogeni primari Dimorfi responsabili di micosi profonde:
      
      Histoplasma capsulatum var. capsulatum, Histoplasma capsulatum var. duboisii, Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immits , Paracoccidioides brasiliensis .
    2. Micosi superficiali:
      
      Aspergillus spp., Rhizopus spp., Scopulariopsis spp., Mucor spp., Penicillium spp., Malassezia furfur, Exophiala werneckii, Trichosporon beigelii, Piedraia hortae, Candida spp.
    3. Micosi cutanee:
      
      Dermatofitosi: Microsporum spp., Trichophyton spp., Epidermophyton spp.
      
      Dermatomicosi: Candida albicans, Hendersonula toruloidea, Scytalidium hyalium (Natrassia spp.), Scopulariopsis brevicaulis.
    4. I principali agenti di micosi sottocutanee
    5. Patogeni opportunisti responsabili di varie forme di micosi:
      
      Candida spp., Cryptococcus neoformans (micosi sistemiche), Zygomyces spp., Trichosporon spp., Fusarium spp., Penicillium spp.
    6. Cenni su Microsporidiosi e Pneumocystis spp
  4. Parassiti
    1. Protozoi:
      
      Sarcomastigophora: flagellati (Giardia intestinalis, Trichomonas spp.); emoflagellati (Trypanosoma spp., Leishmania spp.); amebe (Entamoeba histolytica, Acanthamoeba spp).
      
      Apicomplexa: Plasmodium spp., Toxoplasma gondii, Criptosporidium parvum, Isospora (cenni), Eimeria (cenni) parassitosi opportunistiche.
      
      Ciliophora: Balantidium coli
    2. Elminti:
      
      Cestodi:
      
      Echinococcus spp., Taenia spp.
      
      Trematodi:
      
      Schistosoma spp., Paragonimus spp., Fasciola hepatica, Opistorchis spp.
      
      Nematodi:
      
      Ancylostoma duodenale, Necator americanus, Ascaris lumbricoides, Enterobius vermicularis, Trichinella spp., Filarie (Brugia malayi, Onchocerca volvulus , Wuchereria bancrofti, Loa loa)
2. Le diverse possibilità di contagio e diffusione delle infezioni;
  1. La popolazione microbica normalmente residente nell’organismo umano.
  2. L'epidemiologia delle malattie infettive
  3. Concetti generali
  4. Terminologia epidemiologica
  5. Indici di frequenza
  6. Riconoscimento di una malattia infettiva all'interno di una popolazione
  7. Riconoscimento di un'epidemia
  8. Il ciclo infettivo: storia di una malattia
  9. Portatori e serbatoi
  10. Il microbiota umano
    1. Modelli di microbiota per apparati
    2. Il ruolo del microbiota
    3. Disfunzioni del microbiota e perdita di resilienza
3. Il controllo delle infezioni e nozioni generali sulla prevenzione delle malattie infettive;
  1. Tecniche di sterilizzazione e disinfezione
    1. Sterilizzazione con metodi fisici
    2. Sterilizzazione con metodi chimici
    3. Preparazione di terreni nel laboratorio di microbiologia
    4. La sterilizzazione degli ambienti di lavoro
    5. I disinfettanti
      
      Obiettivi e metodi di realizzazione della disinfezione
      
      Bersagli e meccanismi d’azione dei disinfettanti
      
      Tipi di disinfettanti
      
      Metodi di valutazione dell’efficacia e dell’attività dei disinfettanti
  2. Biosicurezza
    1. Il decreto legge 81/2008 e la gestione del rischio microbiologico
  3. Il dosaggio biologico nel laboratorio di microbiologia clinica
    1. Saggi di sensibilità
      
      Metodi classici
      
      Metodi Automatizzati
    2. Il dosaggio biologico delle concentrazioni di antibiotici in vari organi ed apparati
    3. Tecniche non biologiche per Il dosaggio biologico delle concentrazioni di antibiotici in vari organi ed apparati
  4. Procedure per la conservazione dei microrganismi
4. Diagnostica delle malattie batteriche, micotiche, virali e protozoi;
  1. Il laboratorio di Microbiologia Clinica
  2. Tecniche colturali
    1. Batteri
    2. Virus
    3. Funghi
    4. Protozoi
  3. Tecniche coltura indipendente
    1. Tecniche istologiche
    2. Tecniche molecolari
      
      Amplificazione del bersaglio
      
      Amplificazione delle “sonde”
      
      Amplificazione del segnale
      
      Ibridazione
      
      Sistemi di sequenziamento
      
      Tecniche di proteomica (MALDI-TOF etc.)
    3. Tecniche cromatografiche
    4. Altre metodologie
  4. Tecniche sierologiche
    1. Fluorescenza
    2. Immunoenzimatica
    3. Sistemi immunocromatografici
5. Il controllo di qualità microbiologico, principi di diagnostica per la microbiologia degli alimenti e per la microbiologia ambientale in ambito sanitario.
  1. Il controllo di qualità nel laboratorio di microbiologia clinica
    1. Procedure ISO e UNI EN
  2. Procedure per il controllo microbiologico degli alimenti
    1. Il rischio e la gestione del rischio
    2. Il sistema HACCP
    3. Il concetto di limite
    4. Normativa vigente
  3. Il controllo ambientale in ambiente sanitario
    1. Ambito applicativo
    2. Tecniche di campionamento
      
      Aria
      
      Superfici
      
      Acqua
      
      Altro
    3. Valutazione microbiologica dei campioni
      
      Tecniche colturali
      
      Tecniche coltura indipendente
      
      Tecniche coltura indipendente molecolari
    4. Normativa vigente
6. Modelli diagnostici applicati alle infezioni
  1. dell’apparato respiratorio
  2. dell’apparato cardiocircolatorio
  3. dell’apparato tegumentario
  4. dell’apparato digerente
  5. dell’apparato escretore
  6. dell’apparato riproduttivo
  7. del sistema muscolare
  8. del sistema scheletrico
  9. del sistema nervoso e degli organi di senso
7. Nuove e vecchie metodologie diagnostiche integrate e i metodi polifasici
  1. Sequenziamento del DNA “Next-Generation” in Microbiologia clinica
  2. Spettroscopia Raman per la tipizzazione di ceppi batterici
  3. Applicazione dei biosensori in Microbiologia clinica
  4. Metodi rapidi in microbiologia clinica
  5. Metodi in ecologia microbica umana
    1. Tecniche colturali
    2. Metodi per la valutazione della diversità microbica
    3. Metodi per la valutazione della l'attività comunità microbiche
  6. I sistemi chemiotassonomici
  7. L’applicazione dell’omica nella microbiologia clinica
    1. Microbiomica
    2. Metagenomica
    3. Metabolomica
    4. Altre “omiche”
  8. I metodi polifasici in microbiologia clinica
    1. Caratteristiche generali

Testi di riferimento

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
1. Deho' Galli - Biologia dei Microrganismi - Casa editrice EA
2. Brock – Biologia dei Microrganismi – vol. 2 Casa Editrice CEA
3. Perry JJ et al – Microbiologia vol 2 – Casa Editrice Zanichelli
4. Sherris - Microbiologia Medica - Edizione EMSI
Da consultare:
1. Glick et al – Molecular Biotechnology 3th ed. ASM
2. Brodgen KA et al – Virulence mechanisms of bacterial pathogens 3th ed ASM
3. Lavori in lingua Inglese
MICROBIOLOGIA CLINICA
1) Koneman's - Color Atlas and textbook of Diagnostic Microbiology 7ed. Wolters Kluver - International Edition ISBN-13: 978-1-4511-8935-3

2) Persing et Al. MOLECULAR MICROBIOLOGY Diagnostic Principles and Practice 2 nd Ed. ASM Press. ISBN 978-1-55581-497-7

Altro materiale didattico

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
www.unict.it/labmicrobiologia
MICROBIOLOGIA CLINICA
Il materiale didattico in aggiunta a quanto già presente nei Testi consigliati sarà a disposizione nella pagina web del corso all'interno del sito "Studium" o distribuito direttamente agli studenti durante il corso

Programmazione del corso

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Tassonomia ed identificazione, interazione ospite-parassita, meccanismi molecolari dell'azione patogena	Deho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore
2	Analisi genomica, ricostruzxione evolutiva, applicazioni	pdf del docente
3	Agenti terapeutici, antibiotici e bersagli molecolari	pdf del docente
4	Cosa ci dice la genomica microbica	Deho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore
5	Produzione di batteriocine, regolazioni RNA e trascrittomica	Deho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore
6	Biofilm ed implicazioni	Deho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore
7	Vaccini tradizionali e ricombinanti	pdf del docente
8	applicazioni biotecnologiche in ambito biomedico	Glick et al - Molecula Biotechnology ASM USA
MICROBIOLOGIA CLINICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Caratteristiche essenziali e differenziali dei principali batteri, virus, miceti, protozoi ed altri parassiti responsabili di infezioni nell’uomo	Koneman Cap. 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 (solo Nocardia), 16 (solo Clostridium, Bacteroides, e Actinomyces), 18, 19, 20, 21, 22, 23: seguendo lo schema delle specie elencate nel programma
2	Le diverse possibilità di contagio e diffusione delle infezioni	Materiale fornito dal docente
3	Il controllo delle infezioni e nozioni generali sulla prevenzione delle malattie infettive	Materiale fornito dal docente
4	Diagnostica delle malattie batteriche, micotiche, virali e protozoi	Koneman Cap. 1, 3, 4 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 (solo Nocardia), 16 (solo Clostridium, Bacteroides, e Actinomyces), 18, 19, 20, 21, 22, 23: seguendo lo schema delle specie elencate nel programma
5	Il controllo di qualità microbiologico, principi di diagnostica per la microbiologia degli alimenti e per la microbiologia ambientale in ambito sanitario.	Materiale fornito dal docente
6	Modelli diagnostici applicati alle infezioni	Koneman Cap. 2; Materiale fornito dal docente
7	Nuove e vecchie metodologie diagnostiche integrate e i sistemi polifasici	Materiale fornito dal docente; Persing et Al. MOLECULAR MICROBIOLOGY Diagnostic Principles and Practice 2 nd Ed

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
Orale
MICROBIOLOGIA CLINICA
Verifiche in itinere non previste

Esame orale con 3 domande. Ogni risposta completa fino a 10 punti. Per superare l’esame con diciotto/venti bastano 2 risposte complete su 3.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
Le domande coprono le tre macroaree del programma (relazioni ospite parassita e patogenicità; genomica e trascrittomica; vaccini ed altre applicazioni)
MICROBIOLOGIA CLINICA
Non ci sono domande frequenti

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