BIOLOGIA CELLULARE E PATOLOGIA

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1 DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE E AMBIENTALI Corso di laurea magistrale in Biologia sanitaria e cellularemolecolare Anno accademico 2016/ anno - Curriculum Biologia sanitaria E 9 CFU - 2 semestre Docenti titolari dell'insegnamento DANILO GIUSEPPE VITALE - Modulo - BIO/06-3 CFU danilo.vitale@unict.it Edificio / Indirizzo: Sezione di Biologia Animale "Marcello La Greca" - Via Androne 81, Catania Telefono: Orario ricevimento: Giovedì LUCIA MALAGUARNERA - Modulo - MED/04-6 CFU MARIA CLORINDA MAZZARINO - Modulo OBIETTIVI FORMATIVI Il corso ha come obiettivo l'approfondimento delle conoscenze nel campo delle applicazioni della Biologia Cellulare. Più specificatamente, il corso si propone di approfondire le conoscenze relative alla composizione molecolare e alle proprietà funzionali di alcune delle molecole coinvolte nei sistemi di adesione cellula-cellula e cellula-matrice, prestando particolare attenzione anche alla componente citoscheletrica e alle possibili patologie correlate ad eventuali alterazioni di tali molecole. Una parte del corso sarà dedicata alla conoscenza e alla comprensione della biologia, fisiopatologia e alle applicazioni cliniche delle cellule staminali (CS) e ai metodi di studio in vitro e in vivo di tali cellule, focalizzando l attenzione sui meccanismi principali che regolano il processo differenziativo e di automantenimento delle CS, includendo anche il ruolo dei fattori di crescita, delle citochine e dei fattori trascrizionali. Dal punto di vista applicativo, il corso si prefigge inoltre di fare acquisire agli studenti le competenze metodologiche relative all identificazione di alcune delle componenti molecolari cellulari studiate e alle tecniche di studio in vivo e in vitro delle cellule staminali. Il corso intende fornire le conoscenze delle basi biologiche delle manifestazioni patologiche, individuando i principali fattori patogeni attivi sull organismo umano e i meccanismi patogenetici responsabili delle alterazioni dell omeostasi e dell insorgenza delle malattie.

2 PREREQUISITI RICHIESTI Conoscenza dell'organizzazione morfologica, strutturale e funzionale della cellula eucariota animale. Conoscenza della organizzazione morfologica e funzionale dei tessuti animali. Conoscenza di base dei principali meccanismi di sviluppo dei Metazoi, con particolare riferimento ai Mammiferi Euteri. Conoscenze di base di biochimica e biologia molecolare. Il corso intende fornire le conoscenze delle basi biologiche delle manifestazioni patologiche, individuando i principali fattori patogeni attivi sull organismo umano e i meccanismi patogenetici responsabili delle alterazioni dell omeostasi e dell insorgenza delle malattie. In parallelo, si intende far acquisire allo studente elementi di terminologia medica e alcuni principi di fisiopatologia. FREQUENZA LEZIONI La frequenza delle lezioni è richiesta. Lezioni frontali, Seminari CONTENUTI DEL CORSO 1) Citoscheletro e motilità cellulare Organizzazione e caratteristiche funzionali degli elementi strutturali del citoscheletro. Interazioni fra le componenti citoscheletriche. Metodi di analisi per lo studio delle funzioni del citoscheletro. Patologie correlate alle alterazioni delle componenti del citoscheletro. 2) Interazioni tra cellule ed ambiente circostante Matrice extracellulare. Interazioni cellula-cellula e cellula-matrice. Recettori di membrana e molecole di adesione: immunoglobuline, caderine, integrine, lectine, selectine. Necrosi e Apoptosi: aspetti cellulari e molecolari.

3 Metodologie utilizzate per l identificazione di molecole coinvolte nel riconoscimento e nell adesione cellulare. Patologie correlate alle alterazioni dei meccanismi di adesione cellulare. 3) Le cellule staminali e la riprogrammazione nucleare Cellule staminali: generalità e cenni storici. Potenzialità differenziative delle cellule staminali. Cellule staminali: embrionali, germinali embrionali, fetali, amniotiche, adulte. Tecniche di studio in vivo e in vitro delle cellule staminali. Tecniche di riprogrammazione nucleare: trasferimento nucleare, fusione cellulare, trasduzione di fattori di trascrizione. Ruolo dei fenomeni epigenetici nella riprogrammazione nucleare. Aspetti tecnologici e applicazioni in ambito clinico. Durante il corso verranno esaminati e discussi criticamente alcuni studi scientifici inerenti gli argomenti trattati a lezione. Verranno, inoltre, effettuate esercitazioni pratiche in laboratorio per l apprendimento di alcune metodologie standard utilizzate nelle indagini inerenti alcuni degli argomenti trattati a lezione (è richiesta, pertanto, la certificazione attestante la frequenza del Corso di Sicurezza ed è obbligatorio indossare un opportuno camice). Concetto di: stato di salute, malattia, eziologia e patogenesi. Fattori patogeni intrinseci ed estrinseci. Interazione fattore patogeno-organismo. CELLULARE Risposte adattative delle cellule: alterazioni della crescita e del differenziamento. Danno cellulare reversibile e irreversibile. Accumuli. Necrosi e apoptosi. INFIAMMAZIONE E PROCESSI RIPARATIVI Angioflogosi: fasi ed evoluzione (modificazioni vascolari, eventi cellulari, mediatori chimici e molecole di adesione). Quadri morfologici dell essudato e patologie correlate. Istoflogosi: fasi ed evoluzione, cellule, mediatori chimici. Forme diffuse e granulomatose e patologie correlate. Manifestazioni sistemiche dell infiammazione. Rigenerazione. Riparazione (tessuto di granulazione, tessuto cicatriziale) e guarigione delle ferite. Cellule e mediatori chimici. Alterazioni della risposta riparativa. ONCOLOGIA Aspetti epidemiologici. Caratteristiche delle neoplasie benigne e maligne. Criteri istologici di classificazione delle neoplasie; graduazione, stadiazione. Basi molecolari: oncogeni e geni oncosoppressori. Biologia della cellula neoplastica e della crescita tumorale: mutazioni e modificazioni del cariotipo, atipie morfologiche, biochimiche, immunologiche, comportamentali. Angiogenesi. Cancerogenesi chimica: fasi (iniziazione, promozione, progressione), agenti cancerogeni. Cancerogenesi virale e fisica. Meccanismi di immunosorveglianza e fuga. Interazione tumore-ospite. Metastasi e meccanismi di metastatizzazione.

4 TESTI DI RIFERIMENTO 1) Alberts B. et al. - Biologia molecolare della cellula - Zanichelli 2) Bacci S. et al. (Cur.: Colombo R., Olmo E.) - Biologia. Cellula e Tessuti - Edi-Ermes 3) Cooper G.M., Hausman R.E. - La cellula. Un approccio molecolare - PICCIN 4) Lewin B. et al. - Le cellule - Zanichelli 5) Materiale didattico (ppt) fornito durante il corso Robbins 'FONDAMENTI DI E DI FISIO' IX ed., Edra MASSON, 2013 PROGRAMMAZIONE DEL CORSO * Argomenti Riferimenti testi 1 * Organizzazione e caratteristiche funzionali degli elementi strutturali del citoscheletro. 1) 2) 3) 4) 5) 2 * Interazioni fra le componenti citoscheletriche. 1) 2) 3) 4) 5) 3 Metodi di analisi per lo studio delle funzioni del citoscheletro. 5) 4 Patologie correlate alle alterazioni delle componenti del citoscheletro. 5) + pubblicazioni scientifiche (pdf) fornite dal docente a lezione 5 * Matrice extracellulare. 1) 2) 3) 4) 5) 6 * Recettori di membrana e molecole di adesione: immunoglobuline, caderine, integrine, lectine, selectine. 1) 3) 4) 5) 7 * Interazioni cellula-cellula e cellula-matrice. 1) 2) 3) 4) 5) 8 * Necrosi e Apoptosi: aspetti cellulari e molecolari. 1) 2) 3) 4) 5) 9 Metodologie utilizzate per l identificazione di molecole coinvolte nel riconoscimento e nell adesione cellulare. 5) 10 Alterazioni dell adesione cellulare e patologie correlate. 5) + pubblicazioni scientifiche (pdf) fornite dal docente a lezione 11 Cellule staminali: generalità e cenni storici. 5)

5 12 * Potenzialità differenziative delle cellule staminali. 1) 2) 3) 5) 13 * Cellule staminali: embrionali, germinali embrionali, fetali, amniotiche, adulte. 1) 5) 14 Tecniche di studio in vivo e in vitro delle cellule staminali. 5) 15 * Tecniche di riprogrammazione nucleare: trasferimento nucleare, fusione cellulare, trasduzione di fattori di trascrizione. 5) 16 Ruolo dei fenomeni epigenetici nella riprogrammazione nucleare. 5) 17 Cellule staminali e riprogrammazione nucleare: aspetti tecnologici e applicazioni in ambito clinico. 1) 5) + pubblicazioni scientifiche (pdf) fornite dal docente a lezione * Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. MATERIALE DIDATTICO Il materiale didattico (ppt, pdf, links su Internet) verrà fornito durante le lezioni e inviato per ai singoli studenti (previa creazione di una mailing list). VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO L'esame finale consiste in una discussione orale su una pubblicazione scientifica accreditata, a scelta dello studente (tra quelle fornite dal docente o proposta dallo stesso studente, previo accordo), relativa ad uno degli argomenti trattati durante le lezioni. L esame è teso ad accertare il grado di apprendimento e comprensione e la capacità di analisi e di sintesi degli argomenti trattati durante il corso. La valutazione consiste in una votazione in trentesimi, con voto minimo di 18/30, che fa media con il voto dell'esame relativo al Modulo di Patologia. Esami orali DATE DEGLI APPELLI

6 PROVE IN ITINERE Non sono previste prove in itinere. PROVE DI FINE CORSO Non sono previste prove di fine corso. ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI I seguenti esempi di domande si riferiscono alla discussione su una pubblicazione scientifica accreditata, a scelta dello studente (tra quelle fornite dal docente o proposta dallo stesso studente, previo accordo), relativa ad uno degli argomenti trattati. Quali sono i presupposti (contesto ed eventuali informazioni pregresse) dei ricercatori in riferimento allo studio illustrato nella pubblicazione? Quali sono gli obiettivi dichiarati dai ricercatori? Quali sono le tecniche e i metodi più rilevanti per il raggiungimento degli obiettivi dichiarati da ricercatori? Cosa hanno osservato di rilevante, i ricercatori, durante le loro indagini? Cosa hanno concluso i ricercatori dai risultati ottenuti durante le loro indagini? Quali sono le eventuali implicazioni (per eventuali studi futuri o in ambito clinico) di quanto scoperto dai ricercatori durante le loro indagini? Quali sono gli eventuali dubbi espressi (o non espressi) dai ricercatori relativamente ai risultati ottenuti? In riferimento allo studio che è stato da te analizzato, parla di tale tematica...