corso di laurea magistrale in biologia– f005 · corso di laurea magistrale in biologia applicata...

CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN BIOLOGIA APPLICATA ALLA

RICERCA BIOMEDICA– F006

PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI A.A. 2014/2015

INSEGNAMENTI I ANNO

BIOCHIMICA CELLULARE - SCV0158 Docente: MAURO FASANO

CFU SSD LEZIONI ANNO LINGUA

9 BIO/10 50 I Italiano

Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi

Gli obiettivi dell'insegnamento riguardano l'acquisizione di competenze teoriche e operative con

riferimento ad aspetti morfologico/funzionali. In particolare, costituisce obiettivo principale la

comprensione dei meccanismi di regolazione biochimica della funzione cellulare. All'interno di

questo si possono identificare i seguenti obiettivi secondari: - Processi chimici di trasmissione del

segnale - Integrazione dei processi chimici a livello dell'organismo umano - Costituenti molecolari

delle cellule e dei tessuti.

Contenuti e programma del corso

Introduzione alla Biochimica della cellula. Descrizione dei contenuti del corso e delle modalità di

esame.

Membrane e trasporto. Composizione chimica delle membrane. Proteine periferiche ed integrali.

Lipid rafts. Controllo della fusione delle membrane. Processi di trasporto. Cooperatività e allosteria

nei trasportatori di membrana. ATPasi. Aquaporine.

Biosegnalazione. Caratteristiche di un sistema di trasduzione. Meccanismi molecolari di

riconoscimento del segnale. Canali ionici attivati dal ligando. Esempi: il recettore nicotinico,

segnalazione neuronale. Recettori con attività enzimatica intrinseca. Esempi: regolazione della

sintesi del glicogeno. Recettori accoppiati alle proteine G. Esempi: trasduzione dei segnali gustativo

e olfattivo. Recettori che associano con chinasi citosoliche. Esempio: il recettore dell'eritropoietina.

Attività guanilato-ciclasica e attivazione della NO sintasi. Recettori di adesione. Recettori

intracellulari.

Citoscheletro. Tre tipi di filamenti che formano il citoscheletro. Actina: tipologia dei filamenti,

controllo della polimerizzazione, dinamica dei microfilamenti, ruolo delle miosine, mobilità

cellulare. Filamenti intermedi: funzione strutturale, funzione meccanica, struttura. Proteine

associate ai filamenti intermedi. Organizzazione e polarizzazione di microtubuli. Proteine che

regolano la dinamica dei microtubuli. Centri di organizzazione dei microtubuli. Proteine motrici:

Kinesine e dyneine. L'apparato mitotico.

Ciclo cellulare. Gli stadi del ciclo cellulare. Cicline e CDK. Attivazione enzimatica delle CDK.

http://www4.uninsubria.it/on-line/home/rubrica/home-page-docente.html?P1_m=P000394

Depolimerizzazione della lamina nucleare. Fattori di crescita.

Morte cellulare. Apoptosi e necrosi. Attivazione dell'apoptosi. Caspasi. La via intrinseca. La via

estrinseca. Le heat-shock proteins.

Omeostasi proteica. Sintesi delle proteine. Traslocazione post-traduzionale. Sequenze segnale.

Processi post-traduzionali e trasporto agli organelli e al nucleo. Modificazioni post-traduzionali.

Controllo di qualità. Degradazione attraverso la via ubiquitina-proteasoma. Pathway secretorio.

Meccanismi molecolari del traffico vescicolare. Coating proteins e clatrina. Processamento

proteolitico delle proteine secrete. Endocitosi recettore-mediata. Secrezione sinaptica. Autofagia.

Stress ossidativo. Specie reattive dell'ossigeno. Controllo enzimatico dello stress ossidativo.

Omeostasi del ferro. Ossidazione lipidica. Ossidazione proteica.

Integrazione delle cellule nei tessuti. Interazioni adesive. Proteine di adesione. Biochimica delle

giunzioni cellulari: giunzioni aderenti, desmosomi, emidesmosomi, giunzioni serrate, giunzioni

comunicanti. La lamina basale. Proteine della matrice extracellulare.

Energetica cellulare. Il mitocondrio. Biochimica mitocondriale. Trasporto attraverso la membrana

interna. Catabolismo del glucosio e degli acidi grassi. Meccanismi di trasporto elettronico nella

catena respiratoria. Omeostasi del calcio. Controllo dell'apoptosi.

Regolazione ormonale e controllo del metabolismo. Meccanismi molecolari dell'azione degli

ormoni. Ormoni peptidici. Catecolamine. Eicosanoidi. Ormoni steroidei. Vitamina D. Retinoidi.

Ormoni tiroidei. Il sistema neuroendocrino. Specializzazione metabolica dei tessuti: fegato,

muscolo, cervello e pancreas. L'ipotalamo.

Regolazione dell'espressione genica. Processi che regolano il livello di espressione. Proteine che

legano il DNA: helix-turn-helix, zinc fingers, homeodomains, leucine zippers, helix-loop-helix.

Transforming growth factor beta. Citochine e la via JAK-STAT. La via di RAS. Le vie delle MAP

kinasi. Fosfoinositolo. Attivazione/rimozione proteolitica (Wnt, hedgehog, notch/delta, NF-kB).

Metodi post-genomici in biochimica cellulare. Modelli cellulari e animali. Trascrittomica.

Proteomica. Systems biology. Un esempio sperimentale.

Testi e materiale didattico

Bibliografia, dispense, slides ed eventuali altri sussidi didattici verranno messi a disposizione dello

studente sul sito e-learning.

Modalità di verifica dell’apprendimento

L'esame, solo orale, consiste in due domande.

La prima riguarda l'organizzazione dell'esposizione di un argomento del corso, senza indicazioni

specifiche, in modo da valutare l'autonomia di giudizio (making judgements), oltre a conoscenza e

capacità di comprensione (knowledge and understanding).

La seconda domanda è più specifica ed è rivolta all'analisi di specifiche problematiche all'interno di

un singolo argomento, per valutare conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying

knowledge and understanding).

CONTROLLO FARMACOLOGICO DELLA CRESCITA NEOPLASTICA – SCV0162

Docente: ELENA MONTI

CFU SSD LEZIONI ESERCITAZIONI ANNO LINGUA

6 BIO/13 40 16 I Italiano

http://elearning2.uninsubria.it/http://www4.uninsubria.it/on-line/home/rubrica/home-page-docente.html?P1_m=P000213


Conoscenza delle terapie farmacologiche in uso clinico per il trattamento dei tumori;

Comprensione dei meccanismi alla base della trasformazione e crescita neoplastica e del

razionale che sottende allo sviluppo dei nuovi farmaci; Conoscenza delle principali

metodologie impiegate nello studio dei farmaci antitumorali e capacità di pianificazione di

esperimenti in questo ambito; Capacità di effettuare ricerche bibliografiche e di sintetizzare

le informazioni reperite in forma di presentazione orale e visuale.

Prerequisiti

Conoscenze di base per quanto riguarda la farmacologia generale, la biologia/biochimica

cellulare e il processo di trasformazione neoplastica.


A) MODULO FRONTALE

1) Principi generali di chemioterapia antineoplastica: cinetica della crescita tumorale;

meccanismi di resistenza; effetti tossici collaterali; aspetti farmacogenetici

6) Terapie bersaglio-specifiche in corso di sperimentazione clinica: modulazione

farmacologica di p53; farmaci che interferiscono con la progressione nel ciclo cellulare e/o

con i meccanismi di checkpoint; farmaci che attivano direttamente il processo apoptotico;

inibitori telomerasici

7) Nuovi concetti per lo sviluppo di terapie farmacologiche antitumorali: microambiente

tumorale come potenziale bersaglio terapeutico (ipossia e metabolismo); ruolo del processo

autofagico nello sviluppo dei tumori e nella risposta alle terapie; la transizione epitelio-

mesenchimale e il processo metastatico); cellule staminali tumorali (vismodegib)

B) MODULO TEORICO-PRATICO

1) Modelli sperimentali per lo studio di farmaci anti-tumorali: modelli cellulari e test in

vitro; modelli animali (cancerogenesi chimica; animali geneticamente modificati;

xenotrapianti)

2) Modelli sperimentali per lo studio di farmaci in grado di inibire il processo

metastatico: modelli in vitro (test della capacità migratoria e della capacità proteolitica);

modelli in vivo (modelli “spontanei” e “sperimentali”)

3) Modelli sperimentali per lo studio di farmaci antiangiogenici: modelli in vitro su

cellule endoteliali in coltura (modified Boyden chamber, fagokinetic track assay e test della

formazione di tubi); modelli su espianti di organo (anello aortico); test sulla membrana

corioallantoidea di pollo (CAM assay); modelli in vivo (vascolarizzazione corneale; matrigel

plug; dorsal skinfold chamber assay)

4) Studi clinici nello sviluppo di farmaci oncologici: le fasi classiche della sperimentazione

clinica; importanza della fase 0 nella sperimentazione di farmaci oncologici; trials clinici

adattativi.


Il materiale didattico per questo corso è in continuo aggiornamento e consiste nelle slides che

vengono presentate a lezione e in articoli inerenti gli argomenti trattati a lezione; tutto il

materiale è a disposizione sulla piattaforma e-learning.


L'apprendimento viene verificato mediante colloquio orale sugli argomenti delle lezioni

frontali del corso, accertando non soltanto le conoscenze acquisite dallo studente a proposito

delle diverse classi di farmaci, ma anche la sua capacità di pianificare esperimenti appropriati

per valutarne gli effetti e di ipotizzare nuove possibili modalità di intervento terapeutico;

inoltre gli studenti, singolarmente o organizzati in gruppi di 2-3, dovranno preparare ed

esporre davanti al docente e ai colleghi una presentazione PowerPoint sulle terapie dedicate a

un particolare tipo tumorale (preventivamente individuato e concordato con il docente).

La valutazione complessiva comporta l'attribuzione di un voto finale, espresso in trentesimi,

basata sui seguenti criteri:

http://elearning2.uninsubria.it/

Conoscenza delle terapie farmacologiche in uso clinico per il trattamento dei tumori;

Comprensione dei meccanismi alla base della trasformazione e crescita neoplastica e del

razionale che sottende allo sviluppo dei nuovi farmaci;

Conoscenza delle principali metodologie impiegate nello studio dei farmaci antitumorali e

capacità di pianificazione di esperimenti in questo ambito

Capacità di effettuare ricerche bibliografiche e di sintetizzare le informazioni reperite in

forma di presentazione orale e visuale.

FARMACOLOGIA – SCV0157

Docente: ELENA MONTI




Conoscenza dei meccanismi molecolari d'azione delle principali classi di farmaci.

Comprensione dei meccanismi patologici e delle modalità con cui le principali classi di

farmaci sono in grado di modificarli. Comprensione delle interazioni che i farmaci

appartenenti alle diverse classi stabiliscono con l'organismo, ad di là delle modificazioni

terapeutiche dei loro bersagli molecolari.

Prerequisiti

Conoscenze di fisiologia generale e fisiologia di organi e apparati; conoscenze di base di

farmacologia generale e molecolare.


1. Basi di Farmacologia del Sistema Nervoso

1.1. Modulazione farmacologica del sistema nervoso autonomo e periferico

1.1.1. Modulazione farmacologica dei recettori nicotinici e muscarinici e dell’attività

acetilcolinesterasica;

1.1.2. Modulazione dei recettori adrenergici nel sistema nervoso autonomo;

modulazione periferica dei recettori serotoninergici;

1.2. Basi di farmacologia del sistema nervoso centrale

1.2.1. Modulazione farmacologica dei principali sistemi neurotrasmettitoriali

(colinergico, noradrenergico, dopaminergico, serotonergico, GABAergico e

glutamatergico);

1.3. Approfondimenti:


1.3.1. Terapia farmacologica delle principali patologie neurodegenerative (malattia

di Parkinson e di Alzheimer);

1.3.2. Terapia farmacologica delle cefalee e dell'emicrania;

1.3.3. Anestesia generale e locale;

1.3.4. Emesi e farmaci antiemetici;

2. Farmacologia dei processi infiammatori e immunitari e farmacologia d’organo

2.1. Farmaci anti-infiammatori;

2.1.1. Anti-infiammatori non steroidei (FANS);

2.1.2. Inibitori della cicloossigenasi 2 (COXIB);

2.1.3. Terapie biologiche;

2.1.4. Farmaci anti-infiammatori steroidei.

2.2. Farmaci immunosoppressivi;

2.3. Farmaci anti-istaminici;

2.4. Modulazione farmacologica della secrezione acida gastrica;

2.5. Farmaci utilizzati nella terapia dell'asma bronchiale;

2.6. Farmaci utilizzati nella terapia di disturbi del metabolismo:

2.6.1. Farmaci anti-diabetici;

2.6.2 Farmaci utilizzati nelle dislipidemie;

2.6.3 Obesità e sindrome metabolica

2.7. Farmaci attivi sull'apparato cardiovascolare:

2.7.1. Modulazione farmacologica del processo emostatico (antiaggreganti

piastrinici, farmaci anticoagulanti, fibrinolitici);

2.7.2. Farmaci anti-ipertensivi e diuretici;

2.7.3. Farmaci utilizzati nell'ischemia del miocardio;

2.7.4. Farmaci utilizzati nel trattamento dell'insufficienza cardiaca;

2.7.5. Farmaci anti-aritmici

3. Concetti speciali

3.1. Ormoni sessuali femminili e contraccezione orale;

3.2. Farmaci e sport;

3.3. Cenni di nutraceutica.

4. Chemioterapia delle malattie infettive

4.1. Chemioterapia antibatterica:

4.1.1. Concetti generali, resistenza;

4.1.2. Chemioterapici di sintesi (sulfamidici e trimetoprim; fluorochinoloni);

4.1.3. Chemioterapici attivi sulla parete batterica;

4.1.4. Chemioterapici attivi sulla sintesi proteica batterica;

4.1.5. Farmaci antitubercolari.

4.2. Profilassi e terapia della malaria.

4.3. Chemioterapia antivirale:

4.3.1. Farmaci utilizzati nelle infezioni da virus a DNA;

4.3.2. Farmaci utilizzati nelle infezioni croniche da HBV e HCV;

4.3.3. Farmaci anti-influenzali;

4.3.4. Farmaci antiretrovirali.


Rang H.P. , Dale M.M. , Ritter J.M. , Flower R.J. , Henderson G., FARMACOLOGIA,

Elsevier, 2012, 7° edizione.

Golan D., Tashjian A.H, Armstrong E.J., Armstrong A., PRINCIPLES OF

PHARMACOLOGY: THE PATHOPHYSIOLOGIC BASIS OF DRUG THERAPY, 3rd

edition, Lippincott Williams & Wilkins.


L'apprendimento viene verificato mediante colloquio orale.

La valutazione comporta l'attribuzione di un voto finale, espresso in trentesimi, basata sui seguenti

criteri:

Conoscenza delle terapie farmacologiche in uso clinico per le principali patologie;

Comprensione dei meccanismi molecolari alla base delle azioni terapeutiche delle principali

classi di farmaci.

Capacità di integrare quanto appreso sui meccanismi molecolari dei farmaci con le

conoscenze pregresse di fisiologia e farmacologia generale.

INGLESE NELLA COMUNICAZIONE SCIENTIFICA – SCV0168

Docente: ALESSANDRA VICENTINI


3 L-LIN/12 24 I Inglese


Il corso si propone di fornire agli studenti gli elementi necessari per organizzare in maniera

coerente e logica alcune delle forme di comunicazione usate nell’ambito della ricerca

biomedica, quali stesura di abstract e di articoli di ricerca per riviste e conferenze

internazionali. In particolare, lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito un lessico

scientifico corretto e adeguato, le principali strutture morfo-sintattiche dell’inglese


accademico in campo scientifico, di leggere e comprendere testi scientifici (articoli di ricerca,

abstract etc.) autentici e di avere sviluppato e riuscire ad applicare alcune strategie di scrittura

accademica. Le abilità linguistiche maggiormente esercitate saranno quelle di scrittura, lettura

e comprensione, ma si toccherà anche l’abilità del parlato, per cui lo studente dovrà imparare

a esprimere accordo e disaccordo con tesi e ipotesi, illustrare e comunicare risultati e dati

contenuti in tabelle, descrivere la propria storia curriculare ed essere in grado di illustrare i

propri progetti/ambiti di ricerca. Infine, si porrà particolare enfasi sulla pratica di

consultazione di materiale bibliografico specialistico in ambito scientifico, banche dati,

dizionari di pronuncia, dizionari monolingui online e cartacei, al fine di supportare

adeguatamente lo studio autonomo e sviluppare/approfondire le competenze richieste.

Prerequisiti

Non sono previsti prerequisiti formali.


Il corso verte intorno ai seguenti argomenti:

1. Lettura e discussione di abstract e articoli scientifici a partire da una dispensa di testi

autentici assegnata.

2. Studio del lessico, delle strutture morfo-sintattiche e delle funzioni

comunicative/argomentative tipiche del discorso accademico in ambito scientifico:

A) working with academic vocabulary: key nouns (sostantivi che si riferiscono a idee,

fenomeni, processi, riflessioni e attività), key verbs (verbi per strutturare tipici processi e

compiti accademici), key adjectives, key adverbs, phrasal verbs, key quantifying expressions;

B) word combinations: prepositional phrases, verbs/nouns and prepositions, fixed

expressions;

C) at academic institutions: academic courses, applications and application forms;

D) ways of talking about: sources, facts, evidence and data, numbers, statistics, graphs and

diagrams, cause and effect;

E) opinions and ideas: talking about ideas, reporting what others say, analysis of results,

talking about meaning, research and study aims, talking about points of view;

F) functions: presenting a topic, organising your writing, making a presentation, describing

research methods, classifying, making connections, comparing and contrasting, describing

problems, situation, processes and procedures, change, evaluation and emphasis, summary

and conclusions.

3.Studio del lessico inglese specialistico della scienza mediante l’analisi testuale e lessicale

dei testi forniti (vd. punto 1).

4.Acquisizione e applicazione pratica di note strategia di scrittura accademica per la stesura di

abstract e articoli scientifici, secondo le funzioni di background, purpose, methods, findings e

conclusion/discussion.


Studenti frequentanti

Il materiale per lo studio verrà distribuito/mostrato in classe durante le lezioni e caricato sulla

piattaforma e-learning.


Studenti NON frequentanti

Gli studenti non frequentanti potranno reperire il materiale didattico sulla piattaforma e-

learning.

Ulteriore testo di riferimento: Swales M. John, Academic Writing for Graduate Students, The

University of Michigan Press, Michigan, 2009.


L’apprendimento verrà verificato mediante un test finale scritto della durata di 3 ore che consta di 3

esercizi:

1) un abstract scientifico da analizzare mediante l’assegnazione delle funzioni comunicative

(background, etc) (4 punti);

2) un abstract scientifico a cui assegnare un titolo (6 punti);

3) scrittura di un abstract o di un breve articolo scientifico sulla base di ipotesi, tesi e dati

sperimentali assegnati (20 punti).

Il test permetterà di totalizzare 30 punti. La sufficienza viene raggiunta con il punteggio di 18/30.

Qualora il punteggio sia inferiore a 18/30, il test non viene superato e lo studente deve ripetere il

test all’appello successivo.

MECCANISMI MOLECOLARI ED EPIGENETICI DEL CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE

GENICA – SCV0161

Docente: NICOLETTA LANDSBERGER




Alla fine del corso gli studenti dovrebbero avere acquisito una buona famigliarità con:

1) le più moderne e rilevanti tecniche di biologia molecolare utili per lo studio della

regolazione dell’espressione genica;

2) i meccanismi di regolazione genetica e epigenetica della trascrizione nelle cellule

eucariotiche; dovrebbero inoltre avere compreso l’importanza dell’epigenetica per la salute

umana per nuovi approcci clinici.

Prerequisiti

L’allievo che accede a questo insegnamento deve avere una buona conoscenza della biologia

molecolare di base e delle principali tecniche di biologia molecolare e ingegneria genetica. E’

inoltre necessaria la comprensione della lingua inglese scritta così da potere leggere le

pubblicazioni che verranno fornite come materiale didattico e molte delle diapositive che il

docente utilizzerà a lezione che potranno essere in inglese.

http://elearning2.uninsubria.it/http://elearning2.uninsubria.it/http://www4.uninsubria.it/on-line/home/rubrica/home-page-docente.html?P1_m=P000198


1. Breve ripasso della trascrizione di classe II, della struttura dei promotori di classe II, degli elementi regolativi e dei fattori trascrizionali

2. Introduzione all’epigenetica e alla sua importanza nella salute umana. 3. Metilazione del DNA: scrittori, lettori e distribuzione nel nostro genoma. Tecniche utili allo

studio della metilazione del DNA. Metilomica. Patologie umane associate alla metilazione

del DNA.

4. La sesta base del DNA: l’idrossimetilcitosina. Stato attuale delle conoscenze e tecniche utili al suo studio.

5. Struttura e regolazione della cromatina: lettori, scrittori e “eraser”. Patologie connesse. 6. Nuovi approcci di epigenomica. 7. Non coding RNA: sintesi, attività e coinvolgimento nella salute umana. 8. Terapia genica: un riassunto su come è stata implementata negli anni e le problematiche

epigenetiche connesse.

9. Riprogrammazione cellulare e iPS: applicazioni, limiti e problematiche epigenetiche connesse

Ogni argomento verrà analizzato in dettaglio considerando gli approcci sperimentali che

hanno portato alle attuali conoscenze e che ne permettono lo studio.


Al termine della lezione gli studenti riceveranno la presentazione usata per la didattica e

alcuni pdf contenenti le più utili pubblicazioni relative all’argomento affrontato.


L’accertamento dell’acquisizione delle conoscenze avviene tramite lo svolgimento di una

prova orale della durata media di 20 minuti. L’esame inizia con domande “di studio” in cui

vengono generalmente valutate le conoscenze di regolazione dell’espressione genica

eucariotica e di epigenetica con particolare attenzione alla comprensione dei meccanismi

molecolari e delle tecniche utili per il loro studio. La seconda parte dell’esame è invece volta

a comprendere la capacità dello studente di avvalersi delle tecniche di biologia molecolare

per allestire in maniera corretta esperimenti volti ad affrontare uno specifico problema di

biologia molecolare inerente il corso.

METODOLOGIE ED ETICA DELLA RICERCA – SCV0313

Docente: PAOLO MARINO CATTORINI

CFU SSD LEZIONI ESERCITAZIONI ANNO LINGUA

4 MED/43 16 16 I Italiano


Addestrare al ragionamento etico in situazioni di lavoro e ricerca in ambito biomedico. Le

abilità ricercate come obiettivo e promosse dal corso consistono nelle seguenti: individuare


il problema morale, giustificare la propria valutazione alla luce di princìpi, regole, visioni

del mondo e teorie etiche, comporre una divergenza in seno all' equipe, riconoscere la

presenza di fattori storico-culturali all’interno delle pratiche di studio scientifico e

applicazione tecnica, acquisizione di un linguaggio idoneo allo svolgimento di un dialogo

costruttivo, comprensione e interpretazione degli eventi narrativi rilevanti in un contesto

socio-istituzionale.

Prerequisiti

Non sono richieste particolari conoscenze.


Definizione di bioetica (obiettivi e metodo), di biologia, di ricerca, di applicazione; la verità

al malato e al soggetto di sperimentazione; segreto professionale (differenza tra trasmissione

e rivelazione); eutanasia e trattamenti eccessivi; sperimentazione clinico-farmacologica;

consenso informato; aborto; statuto dell'embrione; procreazione assistita; giustizia nelle

allocazioni biomediche; trapianti d'organo; definizioni di morte e morte cerebrale; la

consulenza etica; diritti degli animali; clonazione e test genetici; uso di cellule staminali

embrionali; il paziente islamico ed ebreo; dialogo etico tra diverse figure professionali

(biologi, medici, infermieri, odontoiatri, amministratori, psicologi, ecc.); bioetica, narrazione

e cinema; vaccini e temi di sanità pubblica; il biologo in burn out: etica in psicoterapia,

psichiatria e psicoanalisi.

Epidemiologia descrittiva e misure correlate. Misure di associazione. Studi epidemiologici di

coorte e caso-controllo. Screening. Epidemiologia dei tumori umani

Le lezioni frontali affronteranno la maggior parte di questi temi, mostrando la metodologia

d’apprendimento e rinviando lo studente all’acquisizione personale degli altri contenuti,

lungo vie d’approfondimento consigliate in aula


Paolo Cattorini, Bioetica. Metodo ed elementi di base per affrontare problemi clinici, Ed.

Elsevier, Milano, 4 ed. , 2011; Paolo Cattorini, Bioetica e cinema, Ed. FrancoAngeli, Milano,

2° ed. 2006; P. Cattorini, La libertà del cervello, Neuroscienze, etica e cinema, Bologna,

Dehoniane, 2013; T.L. Beauchamp – J.F. Childress, Princìpi di etica biomedica, Firenze, Le

Lettere, 1999; P. Dalla Torre, a cura di, Cinema contemporaneo e questioni bioetiche, Roma,

Studium, 2010; S. Shapshay, Ed., Bioethics at the Movies, Baltimore, The Johns Hopkins

Univ. Press, 2009; D. Neri, La bioetica in laboratorio, Roma-Bari, Laterza, 2005; G. Boniolo-

P. Maugeri, a cura di, Etica alle frontiere della medicina, Milano, Mondadori, 2014.


Una conversazione orale individuale col docente consentirà di valutare il grado di

apprendimento sia in ordine al contenuto teorico del corso, sia in merito alla capacità di

espressione linguistica e di dialogo interdisciplinare, sia in riferimento all’elasticità

nell’interpretazione di casi e situazioni caratterizzati da criticità.Ad ogni studente verranno

sottoposte inoltre alcune domande con risposte a scelta multipla sugli argomenti

epidemiologici illustrando le risposte preparate e le motivazioni delle risposte giuste e

sbagliate. Il voto finale sarà espresso in trentesimi

PATOLOGIA – SCV0156

Docente: IAN MARC BONAPACE


8 MED/04 64 I Italiano


Conoscenza e capacità di comprensione e d’apprendimento. Obiettivo principale è

l’acquisizione degli strumenti per la comprensione dei meccanismi generali

dell’eziopatogenesi delle malattie e delle basi biologiche e molecolari dei processi

patologici. Acquisizione di una visione integrata degli squilibri determinati dallle relazioni

intercorrenti tra genotipo e ambiente interno (cellula, tessuto, organo, apparato) ed esterno

(ambiente extra corporeo) e del binomio normale/anormale della condizione biologica.

Acquisire proprietà di linguaggio specifico e di aggiornamento autonomo attraverso la

consultazione delle principali banche dati bibliografiche (PubMed ecc.). Capacità di

partecipare alle iniziative di aggiornamento in ambito formativo e professionale. Capacità di

applicare conoscenza e comprensione. Capacità di utilizzare e applicare gli strumenti e le

metodologie appresi per l’esercizio di attività connesse alla tutela della salute umana.

Autonomia di giudizio. Acquisizione della capacità di esaminare autonomamente i risultati

di ricerche in ambito patologico, anche attraverso l’approfondimento della letteratura

scientifica, e di valutare criticamente le procedure sperimentali volte alla comprensione dei

meccanismi eziopatologici. Abilità comunicative. Essere in grado di spiegare in maniera

articolata e complessiva le conoscenze acquisite e di preparare autonomamente delle

presentazioni per attività seminariale sui temi della Patologia Generale.

Prerequisiti

Non sono previsti prerequisiti formali, ma è auspicabile che lo studente abbia superato gli

esami di Biochimica, Biologia Molecolare e Fisiologia prima di sostenere l’esame di

Patologia Generale.


Il corso ha lo scopo di presentare agli studenti le basi biologiche e molecolari della patologia

generale. Verranno trattati i concetti fondamentali delle alterazioni strutturali e funzionali

della cellula collegate alle patologie più diffuse ed un’attenzione particolare verrà data allo

studio del danno cellulare e della risposta infiammatoria. Verranno affrontate le basi

molecolari delle patologie a base genetica, monofattoriali e polifattoriali, e causate da fattori

esogeni, quali malattie infettive, ambientali e nutrizionali. Il capitolo dell’oncologia sarà

approfondito estensivamente a livello cellulare e molecolare, in quanto questa patologia sta


assumendo sempre più le caratteristiche di una malattia che coinvolge ambiti della fisiologia

cellulare e molecolare tradizionelmente considerati distanti tra loro e perché il suo studio sta

fornendo importanti risultati anche per altre patologie. Danno cellulare e morte cellulare.

Danno ischemico ed ipossico. Danno cellulare reversibile ed irreversibile. Danno cellulare da

radicali liberi e da agenti chimici. Stress ossidativo. Meccanismi della reversione del danno.

Danno irreversibile e necrosi. Apoptosi: caratteristiche biochimiche. Vie apoptotiche: mediate

da recettore e da mitocondrio. Risposte al danno cellulare: processi lisosomiali, alterazioni

mitocondriali e del citoscheletro. Adattamenti cellulari della crescita e del differenziamento:

iperplasia, ipertrofia, artofia, metaplasia. Accumuli intracellulari: lipidi, proteine, glicogeno.

Patologie da accumulo intracellulare. Invecchiamento: l’orologio biologico, meccanismi

molecolari della senescenza. Infiammazione acuta e cronica. Infiammazione acuta

Modificazioni vascolari: variazioni del flusso ematico e del calibro vascolare; variazioni della

permeabilità vascolare. Eventi cellulari: mobilità dei leucociti. Processi di fuoriuscita e di

reazione al focolaio d’infiammazione: adesione e diapedesi, chemiotassi, attivazione

leucocitaria, fagocitosi. Edema. Amine vasoattive: istamina, serotonina. Mediatori chimici

dell’infiammazione. Proteasi plasmatiche: sistema del complemento, delle chinine e della

coagulazione. Metaboliti dell’acido arachidonico: prostaglandine e leucotrieni. Citochine e

chemiochine, NO, radicali liberi. Fattori attivanti le piastrine e cascata della coagulazione.

Esiti dell’infiammazione acuta. Infiammazione cronica Evoluzione dell’infiammazione acuta.

Infiltrazione di cellule mononucleate. Infiammazione grannulomatosa. Il ruolo dei linfatici.

Infiammazione sierosa, fibrinosa, purulenta e suppurativa. Ascessi. Effetti sistemici: febbre e

proteine di fase acuta. Aspetti fisiologici della termoregolazione. Le ipertermie febbrili.

Riparazione dei tessuti Guarigione delle ferite: guarigione per prima e seconda intenzione.

Resistenza della ferita, fattori che influenzano la guarigione e aspetti patologici della

riparazione delle ferite. Processi regressivi della matrice extracellulare Struttura e patologia

del collageno. Malattia di Marfan, Sindrome di Ehlers-Danlos, Osteogenesi imperfetta.

Controllo della crescita e della proliferazione cellulare Il ciclo cellulare. Le fasi del ciclo

cellulare. Struttura e funzione delle cicline e delle chinasi ciclino dipendenti. Le ‘pocket

proteins’: pRb, p130, p107. Fattore di trascrizione E2F. La replicazione del DNA. La fase

G2/M e le attività chinasiche associate. ‘Maturation Promoting Factor’ e ‘Anaphase

Promoting Complex’. Fattori di crescita: EGF. La trasduzione del segnale. Le principali vie di

trasduzione dal segnale extracellulare al nucleo: recettori per fattori di crescita, ‘G proteins’,

chinasi citoplasmatiche e fattori di trascrizione associati. Controllo della proliferazione e della

crescita cellulare mediata dall’adesione al substrato. Oncologia Definizione di tumore.

Tumore benigno e maligno. Criteri per definire una cellula maligna. Classificazione dei

tumori solidi e delle leucemie. Caratteristiche delle cellule tumorali e delle cellule

metastatiche. Concetto di origine clonale dei tumori. Abberrazioni cromosomali nei tumori.

Adesività cellulare e metastasi. Le tappe della diffusione metastatica. La predisposizione

ereditaria dei tumori. Difetti genetici ereditari. Aspetti molecolari delle neoplasie: oncogeni

ed antioncogeni. Oncogeni/antioncogeni e ciclo cellulare: Erb-2, Ras, Src, MAPK, Jun/Fos,

Myc, p53, pRb. Modello di progressione tumorale: il carcinoma del colon. Oncogenesi virale:

virus a DNA (Adenovirus, papilloma e polyoma) e RNA (retrovirus). Oncogenesi e

differenziamento: le leucemie. Basi molecolari del processo di inibizione del

differenziamento terminale nelle leucemie. Patologia Genetica Le basi molecolari della

patologia genetica: mutazioni puntiformi, mutazioni e abberrazioni cromosomiche. Disordini

genetici: Disordini mendeliani legati alla trasmissione di un solo gene (autosomici

dominanati, autosomici recessivi, legati al cromosoma X); basi molecolari e biochimiche dei

disordini legati ad un solo gene (disordini associati con anomalie delle proteine strutturali, dei

recettori proteici, anomalie enzimatiche e che regolano la crescita cellulare. Malattie legate ad

eredita' multifattoriale; il cariotipo normale e disordini citogenetici autosomici e legati ai

cromosomi sessuali. Trisomie e monosomie. Sindromi di Down, Turner e Klinefelter.

Disordini legati ad un solo gene con ereditarieta' non classica: malattie con ripetizione di

triplette, sindrome della X fragile, mutazioni dei geni mitocondriali. Esempi: talassemie,

anemia falciforme, distrofia muscolare Duchene; malattie da accumulo lisosomiale,

gangliosidosi e Malattia di Tay-Sachs. Disordini associati con anomalie del metabolismo:

Ipercolesterolemia famigliare. Infezioni microbiche Le difese naturali dell’ospite. I fattori

della virulenza: la capsula batterica, le adesine, la motilità. Patogenesi ed eredità

extracromosomale. Le tossine batteriche: le esotossine. Le tossine difterica e colerica.

meccanismi cellulari e molecolari di alcune patologie che faranno parte integrante del corso


La modalità d’esame sarà orale e verterà sul programma generale e sui contenuti specifici

degli articoli di review resi disponibili alla fine del corso. I criteri di attribuzione del voto

finale si fonderanno su: conoscenza e capacità di comprensione e d’apprendimento, capacità

di applicare conoscenza e comprensione, abilità di creare connessioni tra gli argomenti del

corso.

TECNOLOGIE BIOMEDICHE AVANZATE E TERAPIE CELLULARI – SCV0207

Docente: CARLO ROSSETTI

CFU SSD LEZIONI ESERCITAZIONI USCITE ANNO LINGUA

9 BIO/13 50 12 14 I Italiano


Acquisizione di competenze teoriche e operative con riferimento alle tecnologie alla base

degli strumenti usati per la ricerca medica avanzata e all'utilizzo delle cellule come farmaci

biologici.

Acquisizione di competenze applicative con riferimento: alla ricerca biomedica avanzata e

alle nuove tecnologie più recenti in uso nei laboratori di ricerca biomedica/farmacologica;

all'utilizzo delle cellule staminali e non, come farmaci biologici di nuove generazione.

Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento, in particolare, agli

aspetti etici nell'utilizzo delle cellule staminali per la cura di malattia, alla possibilità di

invertire il processo biologico da cellule mature a cellule staminali agendo sull'espressione

genica.

Acquisizione di competenze teoriche e operative con riferimento alle tecnologie alla base

degli strumenti usati per la ricerca medica avanzata e all'utilizzo delle cellule come farmaci

biologici.

Acquisizione di competenze applicative con riferimento: alla ricerca biomedica avanzata e

alle nuove tecnologie inserite recentemente nei laboratori di ricerca

biomedica/farmacologica; all'utilizzo delle cellule staminali e non, come farmaci biologici di

nuove generazione.

Acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento a

tutti gli argomenti tratti dal corso, da verificarsi come dettagliato sotto.

Acquisizione di adeguate capacità per lo sviluppo e l'approfondimento di ulteriori, da

verificarsi come dettagliato sotto.


Prerequisiti

Non sono previsti prerequisiti formali.


Il corso è organizzato in due parti distinte così strutturate:

Tecnologie Biomediche Avanzate

La fluorescenza: Basi teoriche della fluorescenza. Basi teoriche dei meccanismi di Frett. Il

microscopio a fluorescenza ed il filtro dicromico. Il microscopio confocale il sistema a pilol,

trasformazione del segale analogico in pixel/livelli di grigio. Spettrometri a "Dual Photon".

Fluorescenza near red e le misure di farmacocinetica con animale vivente. I fluorocromi e il

loro utilizzo come flag, l'esempio dei kit elisa con la misura della fluorescenza.

Spettrometria di massa: Basi teoriche della spettrometria di massa. Ionizzazione ESI e la

ionizzazione MALDI (Laser). Gli analizzatori: a trappola ionica, quadripolo, tubo di Tof. Il

deflector e il daily retention Time. L'Orbtrap. L'utilizzo della misura della massa esatta per la

determinazione della formula bruta.

I fenomeni piezoelettrici: Basi teoriche del fenomeno piezoelettrico. I cristalli piezoelettrici.

L'utilizzo dei cristalli piezoelettrici per la ecografia. Basi teoriche delle immagini ottenute con

l'ecografo. Effetto doppler e le misure del flusso sanguigno.

La risonanza magnetica: basi teoriche della risonanza magnetica. la legge di Larmor.

L'applicazione l'NMR e l'analisi molecolare. L'applicazione nella realizzazione di immagini

con l'MRI. La trasformata di Fourier. Filtri analogici e digitali, principi di analisi del segnale.

Terapie Cellulari

Concetti di "Nicchie" e "Microambiente". I recettori e l'interazione della cellula con

l'ambiente. Recettori associati alle G-protein, Recettori con attività chinasica intrinseca,

Recettori scafold. I fattori trascrizionali: Myc. NF-kB.

Le cellule staminali embrionali. Metodi di estrazione e mantenimento. Le caratteristiche delle

cellule staminali embrionali, la potenza e il differenziamento. Graft-VS-Host.

Le cellule staminali adulte. Metodi di estrazione e mantenimento. Le caratteristiche delle

cellule staminali adulte. Le cellule staminali adulte mesenchimali e tessuti utilizzati per

l'isolamento.

Le cellule staminali emopoietiche. L'utilizzo delle cellule staminali ematopoietiche nel

trapianto del midollo osseo e le leucemie.

Le cellule adulte indotte a proliferare (iPS). I fattori trascrizionali ed i geni coinvolti

nell'imposizione del differenziamento. Le caratteristiche delle iPS rispetto alle altre cellule

staminali. L'utilizzo delle iPS per lo sviluppo di farmaci personalizzati.

I vaccini cellulari, l'esempio delle cellule dendritiche nella terapia antitumorale.

Presentazione dell'utilizzo delle cellule staminali in terapie rigenerative.


Le slides presentate a lezione sono disponibili sulla piattaforma e-learning.


La verifica dell’apprendimento prevede: Prove in itinere al corso per ogni modulo, una prova

scritta per il primo modulo ed una orale per il secondo. Ad ogni studente che frequenterà il

corso si richiederà di esporre agli studenti del corso e al docente almeno due relazioni di

approfondimento su argomenti del primo e del secondo modulo. Le presentazioni avranno


durata minima di 20 minuti oltre a di 10 minuti riservate alle domande del docente. Le

presentazioni dovranno essere effettuate in Power Point, corredate da immagini e

Bibliografia. Queste presentazioni saranno parte integrante della valutazione finale. Ad ogni

studente all'inizio del secondo modulo verrà assegnata una patologia specifica che dovrà

essere presentata come relazione orale finale contenente i risultati ottenuti, per tale patologia

con la terapia cellulare, e ove possibile confrontati con le cure farmacologiche standard.

Esame orale finale ed a scelta scritto.

La valutazione sarà espressa come voto espressione del raggiungimento degli obiettivi del

corso sopra descritti.

Il voto finale terrà conto dell’esattezza e della qualità delle risposte (70%), e della capacità di

motivare adeguatamente affermazioni, analisi e giudizi (30%).

INSEGNAMENTI II ANNO

FISIOPATOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE – SCV0163

Docente: RICCARDO FESCE


4 BIO/09 48 II Italiano


Acquisire una comprensione chiara dei meccanismi cellulari e di rete che permettono al sistema nervoso di elaborare le informazioni e al tempo stesso modificare plasticamente,

proprio in funzione delle informazioni elaborate, le modalità stesse di tale elaborazione e

delle conseguenti risposte (plasticità neuronale)

Comprendere le modalità del controllo e della regolazione dell'omeostasi neurovegetativa, del comportamento motorio, della elaborazione sensoriale ed emotiva.

Acquisire una conoscenza di base dei substrati neuronali delle funzioni cerebrali superiori.

Comprendere gli aspetti cellulari e funzionali che sottostanno alle alterazioni neuropatologiche e saper riconoscere le basi neurofisiologiche delle disfunzioni e dei

disturbi motori, neurovegetativi, cognitivi e psico-affettivi.

Prerequisiti

Preparazione di livello Laurea Triennale in Fisiologia Umana.


Struttura del Sistema Nervoso Centrale (SNC)

Differenziamento e sviluppo del SNC

Sinaptologia

Neurotrasmettitori del SNC

Neurotrasmissione e neuromodulazione

Plasticità neuronale e sinaptica

Sviluppo e degenerazione neuronale. Glia e neuroni

Sclerosi multipla (MS)

Organizzazione della corteccia cerebrale


Sistemi sensoriali ed elaborazione centrale delle informazioni sensoriali

Organizzazione del controllo motorio

Sclerosi Laterale Amiotrofica (ALS)

Fisiopatologia del cervelletto

Fisiopatologia dei nuclei della base

Malattia di Parkinson (PD)

Malattia di Huntington (HD)

Fisiopatologia della memoria e dell'apprendimento

Spettro delle malattie autistiche (ASD) e iperattività con deficit attentivo (ADHD)

Malattia di Alzheimer (AD)

Il sistema limbico - Disturbi dell'umore: ansia e depressione (BDS)

Epilessia e emicrania

Organizzazione delle funzioni superiori - linguaggio

Disturbi del pensiero - schizofrenia

Disturbi del comportamento

Testi e materiale didattico Fondamenti delle neuroscienze e del comportamento, E.R. Kandel, J.H. Schwartz, T.M. Jessel

- CEA

Fundamental Neuroscience, L.R. Squire, D. Berg, F.E. Bloom et al. - ELSEVIER, 3a ed., 2008


Presentazione di 20 minuti davanti alla classe su una patologia a scelta, dimostrando di essere

in grado di collegare gli aspetti genetici, biomolecolari, fisiopatologici e farmacologici.

Valutazione finale dopo colloquio orale.

NEUROPSCICOFARMACOLOGIA GENERALE E SPERIMENTALE– SCV0164

Docente: DANIELA PAROLARO




Conoscenza della struttura e dell’organizzazione del sistema nervoso centrale

Conoscenza dei principali metodi di studio in neuropsicofarmacologia

Conoscenza e comprensione delle basi neurobiologiche dei principali disturbi affettivi e del

loro trattamento farmacologico

Conoscenza e comprensione delle basi neurobiologche delle psicosi e del loro trattamento

farmacologico

Conoscenza delle basi neurobiologiche dei disturbi ossessivi compulsivi e della

gratificazione

Conoscenza e comprensione dei meccanismi d’azione delle principali sostanze d’abuso e dei

possibili trattamenti per la dipendenza


Prerequisiti

Conoscenze di farmacologia cellulare e molecolare, di neurofisiologia e di neuroanatomia


1. Cellule del sistema nervoso centrale

1.1. Organizzazione del SNC

2. I neurotrasmettitori

2.1. I trasmettitori classici;

2.2. I neuro peptidi;

2.3. I neuro modulatori;

3. La trasmissione sinaptica e la sua modulazione farmacologica

4. Metodi di ricerca in Psicofamacologia

4.1 Tecniche neurobiologiche per lo studio del SNC;

4.1.1 Tecniche stereotassiche ( lesioni, microiniezioni, dialisi) registrazioni

elettrofisiologiche, elettroencefalografia

4.1.2 Localizzazione e quantificazioni di proteine nel SNC ( binding , immunocitochimica,

immunofluorescenza, RIA);

4.1.3 Tecniche di imaging

4.1.4 Ibridazione in situ e microarrays

4.2 L’ingegneria genetica

4.3 Farmacologia comportamentale

4.3.1 Validità e trasferibilità dei tests comportamentali

4.3.2 Tests di Irwin

4.3.3 Valutazione attività motoria

4.3.4 Analgesia

4.3.5 Tests di apprendimento e di memoria

4.3.6 Test di ansia e depressione

4.3.7 Test di valutazione della gratificazione

4.3.8 I farmaci come stimoli discriminativi

5. Organizzazione e funzione del sistema serotonergico

6. Organizzazione e funzione del sistema colinergico

7. Organizzazione e funzione del sistema dopaminergico

8. Organizzazione e funzione del sistema noradrenergico

9. Organizzazione e funzione del sistema gabaergico e glutammatergico

10. Disturbi affettivi: depressione e disturbi bipolari

10.1 Caratteristiche dei disturbi affettivi

10.2 Basi neurochimiche/neurobiologiche

10.3 Modelli animali

10.4 Terapia dei disturbi affettivi: antidepressivi classici e stabilizzanti umore di seconda

generazione

11. Disturbi d’ansia

11.1 Caratteristiche e basi neurobiologiche dei disturbi d’ansia

11.2 Modelli sperimentali

11.3 Terapia dei disturbi d’ansia: ansiolitici e ipnosedativi

11.4 Trattamento farmacologico dei disturbi ossessivo compulsivi, attacchi d’ansia e disturbi

fobici

12. Psicosi e schizofrenia

12.1 Caratteristiche e basi neurochimiche/neurobiologiche

12.2 Modelli sperimentali

12.3 Farmaci antipsicotici

13” Attention deficit hyperactivity disorders” (ADHD) e suo trattamento farmacologico

14 Disturbi ossessivi compulsivi e sostanze d’abuso.

14.1 Il circuito della gratificazione

14.2 Modelli sperimentali di abuso e dipendenza

15 Psicostimolanti: cocaina e anfetamine

15.1. Caffeina e nicotina

17.Alcool

18. Marijuana e il sistema degli endocannabinoidi

19. Allucinogeni PCP e ketamina

20. Inalanti

21. Steroidi anabolizzanti


Come testo di riferimento viene indicato: “Sthal’s Essential Psychopharmacology”

IVedizione, Cambridge University Press. Autore Stephen M. Sthal

Tutte le diapositive usate durante le lezioni verranno messe direttamente a disposizione degli

studenti dal docente stesso. Review recenti verranno distribuite ad integrazione di particolari

argomenti.


Gli studenti all’inizio del corso potranno scegliere tra 2 diverse modalità di verifica; una

basata su 2 prove scritte da effettuarsi durante il corso; l’altra su un esame orale da sostenere

alla fine del corso.

Nel primo caso durante il corso verranno effettuate 2 prove scritte ognuna della durata di 90

minuti contenti sia domande a risposta multipla che a risposta aperta sui seguenti argomenti:

I Test: organizzazione e funzione del SNC, i neurotrasmettitori, metodi di ricerca in

Neuropsicofarmacologia , depressione e disturbi bipolari ( non più di 25 domande a risposta

multipla e 3 domande aperte)

II Test: Disturbi d’ansia, psicosi e schizofrenia, ADHD,disturbi ossessivi compulsivi,

sostanze d’abuso (non più di 20 domande a risposta multipla e 3 domande aperte)

Ogni prova si considera superata se si riporta una votazione di almeno 18/30 e il risultato

finale è la media aritmetica delle singole votazioni.

Per gli studenti che sceglieranno di sostenere l’esame in un’unica prova orale al termine del

corso, il colloquio sarà organizzato su tre domande.

L’esame si considera superato se si riporta la votazione di almeno 18/30.

II ANNO INSEGNAMENTO A SCELTA TRA

BIOCHIMICA STRUTTURALE– SCV0166

Docente: MAURO FASANO




1. Acquisizione di competenze teoriche e operative con riferimento a: Aspetti

Morfologici/Funzionali:

- Comprensione dei meccanismi strutturali di regolazione della funzione delle proteine.

2. Acquisizione di competenze applicative con riferimento a: Procedure metodologiche e

strumentali ad ampio spettro per la ricerca biologica:

- Metodologie per la determinazione sperimentale della struttura proteica e strumenti

bioinformatici per la classificazione gerarchica della struttura proteica.

- Metodologie per lo studio dei meccanismi di regolazione dell'attività enzimatica.

Prerequisiti

Non sono richiesti prerequisiti formali.


Introduzione alla struttura delle proteine.

Proprietà chimico-fisiche degli aminoacidi. Gli aminoacidi proteici, proprietà chimico-

fisiche. Interazioni non covalenti. Aminoacidi non proteici.


Organizzazione strutturale delle proteine. Livelli di organizzazione strutturale. Il grafico di

Ramachandran. Proteine fibrose (cheratina, elastina, collageno). Proteine globulari.

Architetture multidominio. Denaturazione e folding.

Purificazione e caratterizzazione delle proteine. Purificazione: Cromatografia ed

elettroforesi. Caratterizzazione: Massa molecolare, struttura primaria, struttura secondaria,

folding/unfolding, struttura terziaria. Metodi di spettrometria di massa.

Determinazione della struttura delle proteine . Principi di diffrattometria a raggi X. Aspetti

storici. Analisi delle strutture cristallografiche. Esempi applicativi. Principi di spettroscopia

NMR. Principi metodologici della strutturistica NMR. Confronto tra strutture raggi X e

strutture NMR.

Classificazione strutturale delle proteine e principali motivi strutturali. Il Protein Data Bank.

Classificazione gerarchica delle proteine (SCOP, CATH). Esempi dei principali fold: elica

singola, helix-turn-helix, four-helix-bundle, esempi di packing di alfa-eliche, beta-sandwich

e beta-barrel, beta-propeller, croce greca, Rossman fold, alpha-beta barrels, alpha-beta

sheets, topologie alfa + beta.

Strutture quaternarie e cooperatività. Approfondimento dell'esempio classico: l'emoglobina.

Il quadrato termodinamico e la teoria delle linked functions di Wyman. L'effetto allosterico

(emoglobina, recettore del GABA, recettori legati alle proteine G). Cooperatività e allosteria

in proteine monomeriche: l'esempio della sieroalbumina umana. Evoluzione molecolare

delle proprietà allosteriche.

Ioni metallici e struttura/funzione delle proteine. Cofattori metallici. Metalloenzimi. Aspetti

storici di Fe, Cu, Mg e Zn in biochimica. Ruolo degli ioni metallici in biologia. Specificità

degli aminoacidi come leganti di ioni metallici. Geometrie di coordinazione in

metalloproteine: Fe, Zn, Cu.

Enzimi. Richiami di catalisi enzimatica. Vitamine e cofattori. Classificazione IUBMB EC

degli enzimi. Cinetica allo stato stazionario. Meccanismi di inibizione e metodi per

determinare il meccanismo. Diagrammi di Cleland.

Proteine del sistema immunitario . Immunoglobuline. Motivi strutturali. Determinanti del

riconoscimento molecolare. Variabilità e conservazione strutturale. MHC di classe I e II.

Analisi delle strutture cristallografiche. Il recettore delle cellule T. I corecettori CD4 e CD8.

Citochine. Classificazione funzionale delle citochine. Classificazione strutturale delle

citochine e dei recettori.

Patologie da aggregazione proteica. Aβ (Alzheimer), α-sinucleina (Parkinson), huntingtina

(corea di Huntington), proteina prionica (encefalopatia spongiforme, malattia di Kreutzfeld-

Jakob).


Bibliografia, dispense, slides ed eventuali altri sussidi didattici verranno messi a disposizione

a disposizione dello studente sul sito e-learning


L'esame, solo orale, consiste in due domande.

La prima riguarda l'organizzazione dell'esposizione di un argomento del corso, senza indicazioni

specifiche, in modo da valutare l'autonomia di giudizio (making judgements), oltre a conoscenza e

capacità di comprensione (knowledge and understanding).

La seconda domanda è più specifica ed è rivolta all'analisi di specifiche problematiche all'interno di

un singolo argomento, per valutare conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying

knowledge and understanding).


BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE– SCV0150

Docente: TIZIANA RUBINO




Conoscenza delle nuove tecniche di biologia molecolare che hanno portato alla produzione di

nuove molecole ad attività terapeutica o contribuito alla ricerca farmacologica in generale.

Comprensione delle potenzialità offerte dalle biotecnologie nella ricerca di nuovi principi

terapeuticamente validi e delle problematiche inerenti la loro sperimentazione. Conoscenza

delle principali classi di biofarmaci.

Prerequisiti

Conoscenze di Biologia Molecolare e di Farmacologia.


Identificazione e sviluppo di molecole farmacologicamente attive nella tradizione e dopo l’avvento

delle biotecnologie. I nuovi strumenti per la ricerca di un farmaco:

conoscenze derivate dal progetto genoma umano ed altri genomi bioinformatica; proteomica; genomica; ingegneria cellulare; ingegneria animale.

Le biotecnologie per l’identificazione di nuovi target farmacologici. Le biotecnologie per lo screening di composti farmacologicamente attivi. I farmaci biotecnologici attualmente in commercio:

farmaci che agiscono sul DNA: gli oligonucleotidi antisenso e i PNA; farmaci che agiscono sul DNA: gli oligonucleotidi anti-gene, i ribozimi, gli aptameri, i decoy; farmaci che agiscono sul DNA: i siRNA; proteine terapeutiche di prima generazione; proteine terapeutiche di seconda generazione: con attività enzimatica o regolatoria; proteine terapeutiche di seconda generazione: gli anticorpi ingegnerizzati; proteine terapeutiche di seconda generazione: i vaccini terapeutici.



Durante le lezioni verranno suggeriti degli articoli di approfondimento. Le slides delle lezioni

verranno fornite agli studenti direttamente dal docente.


L’apprendimento viene verificato attraverso un esame scritto ed un colloquio orale.

La prova scritta consisterà in quattro domande aperte, e gli studenti dovranno dimostrare di

avere adeguate conoscenze sulle applicazioni farmacologiche delle biotecnologie.

La prova orale consisterà in una relazione approfondita su uno dei nuovi farmaci

biotecnologici in commercio o almeno già utilizzato nei trials clinici ed in un’analisi critica

delle caratteristiche del nuovo farmaco rispetto ai farmaci classici già in uso.

La valutazione dell’apprendimento comporterà l’attribuzione di voto finale, espresso in

trentesimi, sulla base dei risultati ottenuti nella due prove.

PSICOBIOLOGIA – SCV0167

Docente: RICCARDO FESCE




Acquisire la conoscenza delle metodologie di indagine delle Neuroscienze Cognitive

Comprendere come informazioni ottenute da tecniche di elettrofisiologia, neuroimaging e imaging funzionale, dall'esame di situazioni neuropatologiche, e da appropriati test e

condizioni sperimentali, permettano di attribuire specifiche funzioni a specifiche strutture e

reti nel cervello

Comprendere, grazie a una conoscenza ragionata e interdisciplinare, come i meccanismi cellulari neuronali e le modalità di elaborazione da parte dei circuiti neuronali permettano

l’interpretazione dell’informazione, la generazione e l’impiego di sistemi simbolici, il

linguaggio, il pensiero, la interrelazione tra affettività e attività cognitive, il costituirsi della

coscienza, le attività oniriche, immaginative e creative.

Prerequisiti

Una buona conoscenza della fisiologia generale e una ragionevole conoscenza della organizzazione del sistema nervoso e delle basi fisiologiche del funzionamento dei neuroni.

Contenuti e programma del corso - La nuova disciplina delle Neuroscienze Cognitive e le sue metodologie

- Cenni di anatomia funzionale del SNC e di di fisiologia neuronale

- Sensazione e percezione

- Spazio e tempo

- Riconoscimento degli oggetti, dei luoghi, dei visi, delle parole

- Il controllo del movimento

- Memoria e apprendimento - Condizionamento

- Emozione e affettività - I sistemi gratificazionali e motivazionali


- Il controllo del comportamento

- Attenzione e coscienza - Immaginazione e pensiero

- Controllo cognitivo

- Coscienza di sé e consapevolezza sociale

Testi e materiale didattico Cognitive Neuroscience - The Biology of the Mind, M.S. Gazzaniga, R.B. Ivry & G.R.

Mangun - W.W. Norton & Co., New York - London, 3a ed., 2009

Fisiologia dell’anima - La metafisica dei neuroni, R. Fesce, Lulu, 2008


Presentazione di 20 minuti davanti alla classe su una problematica a scelta, dimostrando di

essere in grado di collegare gli aspetti cognitivi e psicologici alle basi neuronali e funzionali

sottostanti.

Valutazione finale dopo colloquio orale.

TOSSICOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE – SCV0165

Docente: GIANPAOLO PERLETTI




Conoscenza della natura e delle modalità di insorgenza del danno a livello molecolare,

cellulare, tissutale e d’organo causato da tossine di origine naturale (tossine vegetali, animali,

batteriche e fungine) e antropica (farmaci, pesticidi, prodotti dell’industria chimica, metalli

pesanti, ecc).

Comprensione del principio di insorgenza del danno tossico quale fenomeno innescato dalla

perdita di equilibrio tra meccanismi che favoriscono o ostacolano l’assorbimento, la

distribuzione al bersaglio, la bioattivazione e l’escrezione di sostanze tossiche.

Comprensione dei principali meccanismi chimici, biochimici o molecolari con i quali

importanti tossine (I) provocano alterazioni o danni a livello delle macromolecole biologiche

(acidi nucleici, proteine, lipidi), (II) inibiscono o attivano vie di trasduzione di segnali erronei

o patologici, causando alterazioni e danni all’omeostasi cellulare di importanti sostanze e

molecole (calcio, ATP, ecc.).

Prerequisiti

Conoscenze di chimica organica, biochimica, anatomia umana, fisiologia generale e fisiologia di

organi ed apparati, patologia generale.


1. Danni a livello tossicocinetico. Meccanismi che favoriscono o contrastano la manifestazione di un effetto tossico:

http://www.neuroworld.it/animahttp://www4.uninsubria.it/on-line/home/rubrica/home-page-docente.html?P1_m=P000225

assorbimento vs. eliminazione presistemica, meccanismi che facilitano la distribuzione al

bersaglio (es: danno dell’MPTP alla sostanza nera) vs. meccanismi che si oppongono al

processo di distribuzione, escrezione renale o biliare vs. riassorbimento.

2. Danni causati dalla bioattivazione delle sostanze tossiche Bioattivazione: Formazione di elettrofili, di nucleofili, di radicali liberi, di specie redox-

attive. Meccanismi di formazione di specie radicaliche (reazione di Fenton, ciclo di Haber-

Weiss; approfondimenti: paraquat, antracicline, nitrofurantoina).

Bioinattivazione: Danni causati dal malfunzionamento o reversibilità dei meccanismi di

detossificazione (approfondimento: meccanismo molecolare della cancerogenesi da

naftilammina.

3. Danni a macromolecole endogene. Tipi di reazione: formazione di legami noncovalenti (es: saxitossina, stricnina, warfarina) e

covalenti (addotti al DNA), reazioni enzimatiche (es: veleno di Loxosceles reclusa e

loxoscelismo, veleni fosfolipasici di rettili), reazioni di deidrogenazione. Reazioni di

trasferimento di elettroni (es: ossidazione del ferro nell’emoglobina).

4. Effetti delle sostanze tossiche sulle molecole bersaglio. Disfunzione delle molecole bersaglio (approfondimenti: curari, stricnina, atropina,

tetrodotossina, saxitossina, alcaliodi della Vinca, colchicina, falloidina, aflatossina)

Distruzione delle molecole bersaglio (approfondimento: perossidazione lipidica, formazione

di breaks del DNA e rottura delle proteine causate da specie reattive dell’ossigeno).

Formazione di neoantigeni (es: aneststici generali).

5. Danni a specifiche funzioni cellulari (con esempi di meccanismi d’azione di circa 50 sostanze tossiche).

Alterazioni della regolazione cellulare: esempi a livello dei recettori degli estrogeni e dei

glucocorticoidi. Sostanze che alterano i meccanismi di trascrizione e traduzione. Alterazioni

a livello di cellule eccitabili elettricamente. Sostanze che provocano (I) variazioni

quantitative dei neurotrasmettitori; (II) alterazioni della funzione recettoriale (recettori-

canale); (III) alterazioni della trasduzione della depolarizzazione (canali voltaggio-

dipendenti); (IV) alterazione della regolazione negativa/terminazione dei segnali (es: canali

del potassio, NA-K ATP-asi, ecc.).

6. Danni all’omeostasi cellulare. Sostanze che alterano l’omeostasi del calcio e loro meccanismi d’azione (inibitori della

catena di trasporto degli elettroni, degli enzimi coinvolti nel ciclo di Krebs, dell’apporto

dell’ossigeno ai mitocondri, dell’ATP sintetasi, dell’antiporto ADP-ATP). Sostanze che

alterano l’omeostasi dei composti fosfati ad alta energia (es: kainato, maitotossina, veleni

fosfolipasici, falloidina, verrucotossina, ecc., con meccanismo d’azione).

7. Relazione struttura molecolare-attività (SAR) in farmacologia e tossicologia. Approfondimento: i farmaci antibatterici fluorochinolonici.

8. Elementi di tossicogenetica . Approfondimento dei meccanismi genetici che predispongono alla manifestazione di effetti

tossici nelle cellule eucariotiche (approfondimento: la tossicogenetica degli aminoglicosidi).

9. Meccanismi di mutagenesi e la cancerogenesi Modelli classici di oncogenesi: iniziazione, promozione, progressione, metastasi. Reazioni

di mutagenesi. I cancerogeni chimici: nitroso-composti, nitrosammine, analoghi delle basi,

nitrenio, sostanze formanti addotti arilici o alchilici.


Slides ed altri sussidi didattici (articoli scientifici, ecc.) saranno a disposizione dello studente

sulla piattaforma e-learning

Casarett and Doull’s Toxicology (CD Klaassen, Ed.). International edition. Mc Graw Hill.



La verifica dell'apprendimento sarà basata su un unico esame finale scritto, della durata

massima di 2 ore, comprendente 2 o 3 domande a tema aperto, con attribuzione del voto

finale in trentesimi.

Tale esame sarà valido come verifica dell'apprendimento delle materie trattate nell'intero

corso, il cui carico complessivo è di 4 CFU.

Per il superamento della prova finale è necessario che gli studenti rispondano in modo

soddisfacente alle domande d'esame, dimostrando di essere in grado di trattare in modo

esaustivo il tema assegnato, e di avere compreso le tematiche proposte in ogni loro aspetto

(teorico e applicativo). In particolare non sarà ritenuta sufficiente per il superamento

dell'esame la sola trattazione teorica del tema proposto, ma sarà necessario che gli studenti

diano prova della conoscenza delle basi chimiche, biochimiche e genetiche dei meccanismi di

tossicità trattati durante il corso.

Qualora l'esame comprenda 3 domande, per il superamento della prova sarà necessario che lo

studente abbia risposto in modo esaustivo a due domande.

Qualora l'esame comprenda 2 domande, per il superamento della prova sarà necessario che lo

studente abbia risposto

corso di laurea magistrale in biologia– f005 · corso di laurea magistrale in biologia applicata...

Documents