PATOLOGIA GENERALE E METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

Anno accademico 2020/2021 - 2° anno
Docenti Crediti: 10
SSD: MED/04 - Patologia generale
Organizzazione didattica: 250 ore d'impegno totale, 160 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 48 di esercitazione
Semestre:
ENGLISH VERSION

Obiettivi formativi

  • PATOLOGIA GENERALE

    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.

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    Lo studente deve aver sviluppato e maturato le conoscenze teoriche, scientifiche e professionali, le competenze specifiche e le abilità necessarie per la comprensione delle caratteristiche molecolari dei tumori alla base della trasformazione neoplastica. Sono specifici ambiti di competenza che lo studente deve acquisire la conoscenza delle metodologie cliniche molecolari in oncologia (biopsia, biopsia liquida, marcatori tumorali), le modificazioni genetiche ed epigenetiche alla base dei tumori e le terapie farmacologiche e di supporto in oncologia. Lo studente deve infine aver acquisito esperienza diretta nelle metodologie diagnostiche di laboratorio più rilevanti e nella sperimentazione clinica.

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

    Gli obiettivi formativi specifici del Corso di Metodologie diagnostiche di Laboratorio sono quelli di consentire allo studente l’acquisizione delle nozioni fondamentali per la valutazione critica e l’interpretazione dei risultati delle principali tecniche diagnostiche e biomolecolari utilizzate nella pratica clinica e nella ricerca di base.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

  • PATOLOGIA GENERALE

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

    pratiche/dimostrative, discussioni seminariali).

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    L’attività didattica sarà di tipo frontale e integrata da alcuni seminari. Per la formazione dello studente verrà distribuito del materiale didattico informativo (articoli scientifici di notevole rilevanza) affinché gli studenti possano abituarsi all’analisi critica di articoli scientifici.

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

    L'insegnamento verrà svolto mediante l'erogazione di lezioni di didattica frontale da svolgere in aula più esercitazioni di laboratorio da svolgere presso i laboratori didattici della Torre Biologica per integrare le conoscenze teoriche acquisite durante le ore svolte in aula.


Prerequisiti richiesti

  • PATOLOGIA GENERALE

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

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    Prerequisiti per poter sostenere l'esame finale sono la conoscenza della biologia molecolare, della biologia e della fisiologia

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

    Prerequisiti per poter sostenere l'esame finale sono la conoscenza della biologia molecolare e della biologia


Frequenza lezioni

  • PATOLOGIA GENERALE

    Frequenza obbligatoria

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    La frequenza delle lezioni è obbligatoria ed è stabilita dal regolamento del CdLM

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

    Obbligatoria


Contenuti del corso

  • PATOLOGIA GENERALE

    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

     

     

    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

     

     

    Q) IMMUNODEFICIENZE E IMMUNOSOPPRESSIONE

     

    1. L’immunodeficienza primaria e secondaria

    3. Patologie da immunodeficienza

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    1. Epidemiologia molecolare dei tumori
    2. Fattori di rischio e agenti eziologici di trasformazione neoplastica
    3. Epigenetica dei tumori
    4. Alterazioni molecolari nei tumori
    5. Targeted therapy
    6. Tumori ereditari
    7. Immuno-terapia nei tumori - Immune checkpoint inhibitor

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
    • Medicina evidence-based
    • Specificità e sensibilità dei test
    • Teorema di Bayes
    • Biomarcatori e medicina personalizzata:

    - Immunoterapia

    - Inibitori delle tirosin-chinasi

    • Microarray di espressione GENICA: Piattaforme, preprocessamento e normalizzazione
    • Analisi di dati whole-genome: Class Comparison; Class Discovery; Class Prediction
    • First e Next-generation Sequencing
    • Applicazioni delle tecniche di patologia molecolare:

    - Studio delle mutazioni BRCA1 nei tumori ovarici e mammari

    - Studio delle mutazioni CEBPA nella leucemia mieloide acuta

    - Tipizzazione HLA nel trapianto


Testi di riferimento

  • PATOLOGIA GENERALE

    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

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    ROSA M. PASCALE - FRANCESCO FEO; Elementi di oncologia molecolare - Piccin

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

    McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio. Antonio Delfino Editore Leonard. Molecular Pathology in Clinical Practice. Springer


Programmazione del corso

PATOLOGIA GENERALE
 ArgomentiRiferimenti testi
1 Patologia Generale.Rubin 
ONCOLOGIA MOLECOLARE
 ArgomentiRiferimenti testi
11. Epidemiologia molecolare dei tumori 
2 2. Fattori di rischio e agenti eziologici di trasformazione neoplastica 
3 3. Epigenetica dei tumori 
44. Alterazioni molecolari nei tumori 
5 5. Targeted therapy 
66. Tumori ereditari 
77. Immuno-terapia nei tumori - Immune checkpoint inhibitor 
87. Immuno-terapia nei tumori - Immune checkpoint inhibitor 
METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
 ArgomentiRiferimenti testi
1Medicina evidence-based McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
2Specificità e sensibilità dei testMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
3Teorema di BayesMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
4Biomaractori e medicina personalizzataMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
5ImmunoterapiaMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
6Inibitori delle tirosin-chinasiMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
7Microarray di espressione genica: Piattaforme, preprocessamento e normalizzazione McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
8Analisi di dati di whole-genome: Class comparison; class discovery, class predictionMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
9First e Next Generation SequencingMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
10Applicazioni delle tecniche di patologia molecolareMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
11Studio delle mutazioni BRCA1 nei tumori ovarici e mammariMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
12Studio di mutazioni CEBPA nella leucemia mieloide acutaMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 
13Tipizzazione HLA nel trapiantoMcPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • PATOLOGIA GENERALE

    Esame orale

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    Prova orale

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

    L'esame consiste di un test scritto a risposta multipla e di un esame orale per valutare la preparazione dello studente sulle tematiche trattate a lezione.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • PATOLOGIA GENERALE

    - Domande inerenti alla programmazione del corso.

  • ONCOLOGIA MOLECOLARE

    Quali sono i principali pathway molecolari alterati nei tumori?

    Cosa si intende per alterazioni epigenetiche?

    Qual'è il ruolo della nutraceutica e del microbiota intestinale nei pazienti con patologia oncologica?

  • METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO

    - Principali differenze tra sequenziamento di prima generazione e Next Generation Sequencing.

    - Flusso di lavoro della droplet digital PCR.

    - Ruolo del microbiota intestinale nelle patologie oncologiche