PATOLOGIA GENERALE E METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO
Anno accademico 2020/2021 - 2° anno- PATOLOGIA GENERALE: Lucia Malaguarnera
- ONCOLOGIA MOLECOLARE: Massimo Libra
- METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO: Massimo Libra e Paolo Fabrizio Fagone
SSD: MED/04 - Patologia generale
Organizzazione didattica: 250 ore d'impegno totale, 160 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 48 di esercitazione
Semestre: 1°
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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
- Adattamenti cellulari- Rigenerazione-Ipertrofia, iperplasia, poliploidia- Atrofia-Modulazione e metaplasia
- 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 AmbrosianaPontieri. 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 | |||
Argomenti | Riferimenti testi | ||
---|---|---|---|
1 | Patologia Generale. | Rubin | |
ONCOLOGIA MOLECOLARE | |||
Argomenti | Riferimenti testi | ||
1 | 1. Epidemiologia molecolare dei tumori | ||
2 | 2. Fattori di rischio e agenti eziologici di trasformazione neoplastica | ||
3 | 3. Epigenetica dei tumori | ||
4 | 4. Alterazioni molecolari nei tumori | ||
5 | 5. Targeted therapy | ||
6 | 6. Tumori ereditari | ||
7 | 7. Immuno-terapia nei tumori - Immune checkpoint inhibitor | ||
8 | 7. Immuno-terapia nei tumori - Immune checkpoint inhibitor | ||
METODOLOGIE DIAGNOSTICHE DI LABORATORIO | |||
Argomenti | Riferimenti testi | ||
1 | Medicina evidence-based | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
2 | Specificità e sensibilità dei test | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
3 | Teorema di Bayes | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
4 | Biomaractori e medicina personalizzata | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
5 | Immunoterapia | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
6 | Inibitori delle tirosin-chinasi | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
7 | Microarray di espressione genica: Piattaforme, preprocessamento e normalizzazione | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
8 | Analisi di dati di whole-genome: Class comparison; class discovery, class prediction | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
9 | First e Next Generation Sequencing | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
10 | Applicazioni delle tecniche di patologia molecolare | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
11 | Studio delle mutazioni BRCA1 nei tumori ovarici e mammari | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
12 | Studio di mutazioni CEBPA nella leucemia mieloide acuta | McPherson. HENRY'S Diagnosi Clinica e Metodi di Laboratorio | |
13 | Tipizzazione HLA nel trapianto | McPherson. 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