MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA E MICROBIOLOGIA CLINICA

Anno accademico 2019/2020 - 1° anno
Docenti Crediti: 12
SSD
  • BIO/19 - Microbiologia generale
  • MED/07 - Microbiologia e Microbiologia clinica
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 130 di studio individuale, 70 di lezione frontale, 100 di laboratorio
Semestre:
ENGLISH VERSION

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).

    Conoscenza dei principali patogeni umani e dei principali meccanismi della patogenesi delle infezioni microbiche.


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. Il Microbiota Umano - Le diverse possibilità di contagio e diffusione delle infezioni.
      1. La popolazione microbica normalmente residente nell’organismo umano.
        1. Il microbiota umano e modelli del microbiota per apparati
        2. Il ruolo del microbiota
        3. Disfunzioni del microbiota e perdita di resilienza
      2. L'epidemiologia delle malattie infettive
      3. Concetti generali e terminologia epidemiologica
      4. Il ciclo infettivo: storia di una malattia
        1. Portatori e serbatoi
    2. 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
          1. Obiettivi e metodi di realizzazione della disinfezione
          2. Bersagli e meccanismi d’azione dei disinfettanti
          3. Tipi di disinfettanti
          4. 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
          1. Metodi classici
          2. 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
    3. 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
          1. Amplificazione del bersaglio
          2. Amplificazione delle “sonde”
          3. Amplificazione del segnale
          4. Ibridazione
          5. Sistemi di sequenziamento
          6. Tecniche di proteomica (MALDI-TOF etc.)
      4. Tecniche cromatografiche
      5. Altre metodologie
      6. Tecniche sierologiche
        1. Fluorescenza
        2. Immunoenzimatica
        3. Sistemi immunocromatografici
      7. Specifiche procedure diagnostiche per
        1. Batteri
          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. Virus
          1. 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:
            1. Histoplasma capsulatum var. capsulatum, Histoplasma capsulatum var. duboisii, Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immits , Paracoccidioides brasiliensis .
          2. Micosi superficiali:
            1. Aspergillus spp., Rhizopus spp., Scopulariopsis spp., Mucor spp., Penicillium spp., Malassezia furfur, Exophiala werneckii, Trichosporon beigelii, Piedraia hortae, Candida spp.
          3. Micosi cutanee:
            1. Dermatofitosi: Microsporum spp., Trichophyton spp., Epidermophyton spp.
            2. 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:
            1. Candida spp., Cryptococcus neoformans (micosi sistemiche), Trichosporon spp., Fusarium spp., Penicillium spp, Talaromyces spp.
          6. Cenni su Microsporidiosi e Pneumocystis spp
        4. Parassiti
          1. Protozoi:
            1. Sarcomastigophora: flagellati (Giardia intestinalis, Trichomonas spp.); emoflagellati (Trypanosoma spp., Leishmania spp.); amebe (Entamoeba histolytica, Acanthamoeba spp).
            2. Apicomplexa: Plasmodium spp., Toxoplasma gondii, Criptosporidium parvum, Isospora (cenni), Eimeria (cenni) parassitosi opportunistiche.
            3. Ciliophora: Balantidium coli
          2. Elminti:
            1. Cestodi:
              1. Echinococcus spp., Taenia spp.
            2. Trematodi:
              1. Schistosoma spp., Paragonimus spp., Fasciola hepatica, Opistorchis spp.
            3. Nematodi:
              1. Ancylostoma duodenale, Necator americanus, Ascaris lumbricoides, Enterobius vermicularis, Trichinella spp., Filarie (Brugia malayi, Onchocerca volvulus , Wuchereria bancrofti, Loa loa)
    4. 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
          1. Aria
          2. Superfici
          3. Acqua
          4. Altro
        3. Valutazione microbiologica dei campioni
          1. Tecniche colturali
          2. Tecniche coltura indipendente
          3. Tecniche coltura indipendente molecolari
        4. Normativa vigente
    5. 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
    6. Nuove e vecchie metodologie diagnostiche integrate e i metodi polifasici
      1. Metodi rapidi in microbiologia clinica
      2. Metodi in ecologia microbica umana
        1. Tecniche colturali
        2. Metodi per la valutazione della diversità microbica
        3. Metodi per la valutazione dell'attività delle comunità microbiche
      3. I sistemi chemiotassonomici
      4. L’applicazione dell’omica nella microbiologia clinica
        1. Microbiomica
        2. Metagenomica
        3. Metabolomica
        4. Altre scienze “omiche”
      5. 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
    5. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470688618 (Scaricabile da tutti gli studenti)

    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

    Ulteriori risorse

    Topley & Wilsons' su: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470688 (il link funziona esclusivamente dentro la rete dell'Ateneo di Catania)


Programmazione del corso

MICROBIOLOGIA MOLECOLARE APPLICATA
 ArgomentiRiferimenti testi
1Tassonomia ed identificazione, interazione ospite-parassita, meccanismi molecolari dell'azione patogenaDeho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore 
2Analisi genomica, ricostruzxione evolutiva, applicazionipdf del docente 
3Agenti terapeutici, antibiotici e bersagli molecolaripdf del docente 
4Cosa ci dice la genomica microbicaDeho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore 
5Produzione di batteriocine, regolazioni RNA e trascrittomicaDeho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore 
6Biofilm ed implicazioniDeho'-Galli Biologia dei microrganismi - CEA editore 
7Vaccini tradizionali e ricombinantipdf del docente 
8applicazioni biotecnologiche in ambito biomedicoGlick et al - Molecula Biotechnology ASM USA 
MICROBIOLOGIA CLINICA
 ArgomentiRiferimenti testi
1Il Microbiota umano - Le diverse possibilità di contagio e diffusione delle infezioniTopley & Wilsons' https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470688,  
2Il controllo delle infezioni e nozioni generali sulla prevenzione delle malattie infettiveTopley & Wilsons' https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470688 
3Diagnostica delle malattie batteriche, micotiche, virali e da parassitiKoneman 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. Topley & Wilsons' https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470688 
4Il controllo di qualità microbiologico, principi di diagnostica per la microbiologia degli alimenti e per la microbiologia ambientale in ambito sanitario. Topley & Wilsons' https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470688 e Materiale fornito dal docente 
5Modelli diagnostici applicati alle infezioni Koneman Cap. 2; Topley & Wilsons' https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470688 e Materiale fornito dal docente 
6Nuove e vecchie metodologie diagnostiche integrate e i sistemi polifasiciMateriale 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