ONCOLOGIA MOLECOLARE E IMMUNOPATOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE

Anno accademico 2021/2022 - 1° anno - Curriculum BIOTECNOLOGIE MEDICHE
Docenti Crediti: 12
SSD
  • MED/04 - Patologia generale
  • MED/46 - Scienze tecniche di Medicina di laboratorio
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 188 di studio individuale, 63 di lezione frontale, 49 di laboratorio
Semestre:
ENGLISH VERSION

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


Programmazione del corso

TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
 ArgomentiRiferimenti testi
1Anticorpi monoclonaliMauro Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. Zanichelli. 2019; Abbas, Lichtaman, Pillai. Immunologia cellulare e molecolare. Edra; 9° edizione 2018 
2ELISA e immunofluorescenzaMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio. Antonio Delfino Editore; Mauro Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. Zanichelli. 2019 
3CitofluorimetriaMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio. Antonio Delfino Editore; Mauro Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. Zanichelli. 2019 
4SierologiaMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio. Antonio Delfino Editore; Mauro Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. Zanichelli. 2019 
5Immunolgia dei trapaintiMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio. Antonio Delfino Editore; Mauro Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari. Zanichelli. 2019 
IMMUNOPATOLOGIA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE
 ArgomentiRiferimenti testi
1Patologia GeneralePontieri; Altucci 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di 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.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • TECNICHE DI IMMUNOLOGIA APPLICATE ALLE BIOTECNOLOGIE UMANE

    -Studio dell'apoptosi tramite citofluorimetria

    -Applicazioni pratiche dell'immunofluorescenza

    -Elettroforesi in condizioni native e denaturanti