Microbiologia cellulare e immunologia
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
L'insegnamento si pone l'obiettivo di fornire agli studenti una conoscenza approfondita dei principali meccanismi di interazione ospite-patogeno. Il corso affronta, partendo dalle differenze fondamentali tra cellula eucariotica e procariotica, i concetti inerenti alle strutture fondamentali e accessorie della cellula batterica, la genetica e il metabolismo della cellula batterica, e infine i concetti di fattori di virulenza e patogenicità batterica con particolare riferimento a malattie infettive e a trasmissione alimentare.
Le lezioni tratteranno in modo dettagliato le principali componenti del sistema immunitario innato ed adattativo implicate nel riconoscimento e nell'eliminazione dei patogeni, facendo particolare attenzione ai vari meccanismi di escape immunologico, infiammazione ed infezione cronica.
Inoltre il corso avrà come obiettivo formativo quello di sviluppare conoscenze sulle funzioni del microbiota sia dal punto di vista microbiologico (composizione e funzione dei microrganismi) che dal punto di vista immunologico (funzioni strutturali e protettive), approfondendo poi il concetto di disbiosi e di interazione microbiota-cervello (Gut-brain axis) con esempi specifici delle principali patologie correlate.
Le lezioni tratteranno in modo dettagliato le principali componenti del sistema immunitario innato ed adattativo implicate nel riconoscimento e nell'eliminazione dei patogeni, facendo particolare attenzione ai vari meccanismi di escape immunologico, infiammazione ed infezione cronica.
Inoltre il corso avrà come obiettivo formativo quello di sviluppare conoscenze sulle funzioni del microbiota sia dal punto di vista microbiologico (composizione e funzione dei microrganismi) che dal punto di vista immunologico (funzioni strutturali e protettive), approfondendo poi il concetto di disbiosi e di interazione microbiota-cervello (Gut-brain axis) con esempi specifici delle principali patologie correlate.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di descrivere la differenza tra microrganismi patogeni e commensali, di capirne i meccanismi d'azione e di virulenza. Saprà conoscere in maniera approfondita l'organizzazione e il funzionamento del sistema immunitario e comprendere i diversi meccanismi di interazione ospite-patogeno alla base della risposta immunitaria innata e adattativa. Infine lo studente avrà acquisito conoscenze relative ad alcune delle principali patologie responsabili dell'alterato funzionamento del sistema immunitario o dell'elusione dei meccanismi di difesa immunitaria, per individuare le strategie di prevenzione o terapia più idonee.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Principi di Microbiologia: classificazione e tassonomia batterica, definizione di fattori di virulenza e patogenicità. Malattie infettive e malattie a trasmissione alimentare: fattori di patogenicità e virulenza, tossine batteriche e loro meccanismo d'azione.
Immunità innata: le barriere chimico-fisiche. Principali funzioni delle cellule epiteliali e le molecole ad attività antimicrobica. Macrofagi e neutrofili: ruolo e funzione nella difesa dell'ospite, fagocitosi e formazione dei NETs. Ruolo e funzione delle cellule Natural killer, Dendritiche e del sistema del complemento nella difesa dell'ospite contro i microrganismi patogeni. Strategie di evasione dei microrganismi alle componenti del sistema immunitario innato.
Cattura e presentazione degli antigeni: cellule presentanti l'antigene (APC), il complesso maggiore di istocompatibilità MHC-I e MHC-II. Strategie di inibizione della presentazione dell'antigene da parte dei microrganismi patogeni.
Immunità adattativa: linfociti T CD8 e CD4 (T-helper). Attivazione e ruolo dei linfociti CD8 (CTL) nella difesa contro i microrganismi intracellulari. Strategie di evasione dall'immunità cellulo-mediata da parte dei microrganismi patogeni intracellulari. Attivazione e ruolo dei linfociti Th1, Th2 e Th17 nella difesa contro i microrganismi intracellulari, elminti e microrganismi extracellulari. Strategie di blocco dell'attivazione dei linfociti T helper da parte dei microrganismi patogeni.
Il microbiota: Composizione, phyla e suddivisione in enterotipi. Funzioni del microbiota: metaboliche, strutturali, protettive e immunologiche. I vari microbiota: intestinale, pelle, cavità orale, vie respiratorie, placenta. Lo studio del microbioma: Next Generation Sequencing (NGS), le tecnologie omiche- metagenomica e metatrascrittomica. Analisi di bioinformatica: analisi del 16S, analisi dei dati di metagenomica e matatrascrittomica, esempi di database. Disbiosi: definizione, strategie di evasione dei microrganismi patogeni al microbiota, malattie correlate alla disbiosi intestinale. Prebiotici, Probiotici, Postbiotici e Probiotici ingegnerizzati: definizioni, modalità d'azione ed effetti immunomodulatori. Il trapianto di microbiota fecale. Esempi di disbiosi e utilizzo di probiotici in varie patologie disbiosi-correlate.
Gut-Brain axis e GUT-Lung axis: comunicazione bidirezionale e meccanismi di interazione del microbiota intestinale con il SNC e con il tratto respiratorio. Il microbiota intestinale, la disbiosi e l'interazione ospite-patogeno nelle malattie neurodegenerative (Sclerosi Multipla e Parkinson).
Il microbiota delle vie aeree, la disbiosi e l'interazione ospite-patogeno nelle malattie infiammatorie croniche polmonari (Asma, COPD e Fibrosi Cistica).
Cenni di virologia, vaccini e reverse vaccinology.
Immunità innata: le barriere chimico-fisiche. Principali funzioni delle cellule epiteliali e le molecole ad attività antimicrobica. Macrofagi e neutrofili: ruolo e funzione nella difesa dell'ospite, fagocitosi e formazione dei NETs. Ruolo e funzione delle cellule Natural killer, Dendritiche e del sistema del complemento nella difesa dell'ospite contro i microrganismi patogeni. Strategie di evasione dei microrganismi alle componenti del sistema immunitario innato.
Cattura e presentazione degli antigeni: cellule presentanti l'antigene (APC), il complesso maggiore di istocompatibilità MHC-I e MHC-II. Strategie di inibizione della presentazione dell'antigene da parte dei microrganismi patogeni.
Immunità adattativa: linfociti T CD8 e CD4 (T-helper). Attivazione e ruolo dei linfociti CD8 (CTL) nella difesa contro i microrganismi intracellulari. Strategie di evasione dall'immunità cellulo-mediata da parte dei microrganismi patogeni intracellulari. Attivazione e ruolo dei linfociti Th1, Th2 e Th17 nella difesa contro i microrganismi intracellulari, elminti e microrganismi extracellulari. Strategie di blocco dell'attivazione dei linfociti T helper da parte dei microrganismi patogeni.
Il microbiota: Composizione, phyla e suddivisione in enterotipi. Funzioni del microbiota: metaboliche, strutturali, protettive e immunologiche. I vari microbiota: intestinale, pelle, cavità orale, vie respiratorie, placenta. Lo studio del microbioma: Next Generation Sequencing (NGS), le tecnologie omiche- metagenomica e metatrascrittomica. Analisi di bioinformatica: analisi del 16S, analisi dei dati di metagenomica e matatrascrittomica, esempi di database. Disbiosi: definizione, strategie di evasione dei microrganismi patogeni al microbiota, malattie correlate alla disbiosi intestinale. Prebiotici, Probiotici, Postbiotici e Probiotici ingegnerizzati: definizioni, modalità d'azione ed effetti immunomodulatori. Il trapianto di microbiota fecale. Esempi di disbiosi e utilizzo di probiotici in varie patologie disbiosi-correlate.
Gut-Brain axis e GUT-Lung axis: comunicazione bidirezionale e meccanismi di interazione del microbiota intestinale con il SNC e con il tratto respiratorio. Il microbiota intestinale, la disbiosi e l'interazione ospite-patogeno nelle malattie neurodegenerative (Sclerosi Multipla e Parkinson).
Il microbiota delle vie aeree, la disbiosi e l'interazione ospite-patogeno nelle malattie infiammatorie croniche polmonari (Asma, COPD e Fibrosi Cistica).
Cenni di virologia, vaccini e reverse vaccinology.
Prerequisiti
Sono necessarie competenze di base di microbiologia.
Metodi didattici
La modalità di erogazione dell'insegnamento è basata su lezioni frontali interattive supportate da materiale proiettato. La frequenza è fortemente consigliata. Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente alla discussione per migliorare le proprie capacità critiche, rielaborando i concetti acquisiti e comunicando i concetti con un linguaggio scientifico appropriato. Il materiale didattico verrà reso diponibile su sito ariel relativo all'insegnamento.
Materiale di riferimento
Potranno essere utilizzati come testi di riferimento i seguenti libri:
- Principi di microbiologia medica (Antonelli - Clementi - Pozzi - Rossolini)
- Biologia dei microrganismi (Dehò-Galli)
Inoltre tutte le lezioni in formato PDF verranno messe a disposizione degli studenti (sito Ariel), insieme a specifici articoli scientifici come strumento di approfondimento alle lezioni.
- Principi di microbiologia medica (Antonelli - Clementi - Pozzi - Rossolini)
- Biologia dei microrganismi (Dehò-Galli)
Inoltre tutte le lezioni in formato PDF verranno messe a disposizione degli studenti (sito Ariel), insieme a specifici articoli scientifici come strumento di approfondimento alle lezioni.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'acquisizione delle conoscenze e il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi (sia per gli studenti frequentanti che non frequentanti) vengono verificati mediante una prova orale strutturata in due parti. La prima parte consiste nella discussione di un articolo scientifico mediante presentazione in power point su un argomento a scelta concordato col docente inerente agli argomenti trattati nell'insegnamento che contribuisce per il 15% alla valutazione complessiva. La seconda parte si propone di valutare sia le conoscenze acquisite di microbiologia cellulare, in particolare la comprensione dei meccanismi di virulenza e patogenicità microbica, sia la comprensione dei meccanismi riguardanti le interazioni tra microrganismi patogeni (batteri e virus) e il sistema immunitario, contribuendo all'85% della valutazione complessiva. Nella valutazione si tiene conto della capacità di apprendimento degli argomenti trattati e delle capacità comunicative a livello scientifico. Il voto finale verrà espresso in 30/30.
Docente/i
Ricevimento:
10.00-12.00 (previo appuntamento via email)
Dipartimento di Bioscienze (edifici biologici) Torre B -1 piano