Microrganismi probiotici: biotecnologie e applicazioni

A.A. 2020/2021
4
Crediti massimi
32
Ore totali
SSD
AGR/16
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze relative alla tassonomia e fisiologia dei microrganismi probiotici, alla comprensione dei meccanismi attraverso cui i probiotici interagiscono con la fisiologia dell'ospite, all'apprendimento delle strategie di ricerca scientifica adottate per determinare tali meccanismi, agli aspetti legati alle tecnologie di produzione dei microorganismi probiotici. L'insegnamento di propone inoltre di fornire le conoscenze relative alle normative vigenti nell'ambito probiotico.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento gli studenti sapranno valutare criticamente i prodotti contenenti probiotici, sia da un punto di vista microbiologico che tecnologico. Inoltre, gli studenti saranno in grado di stabilire i criteri più adatti per la selezione di un microrganismo da impiegare come probiotico e per la valutazione scientifica della sua efficacia.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Periodo
Secondo semestre
Al fine di garantire l'offerta didattica a tutti gli studenti nel rispetto delle restrizioni previste dalle normative in materia di COVID-19, le lezioni saranno tenute in modalità sincrona attraverso la piattaforma Microsoft Teams in accordo con il calendario didattico. Contemporaneamente, le registrazioni audio e video delle lezioni saranno rese disponibili per gli studenti in asincrono attraverso la piattaforma Microsoft Stream.
È stata creata un'apposita classe in Teams dedicata all'insegnamento alla quale è possibile accedere attraverso il codice: kouiztq.
Gli orari delle lezioni e tutti i dettagli delle attività saranno pubblicati in Ariel e nella classe dedicata in Teams entro l'inizio delle lezioni.

MODALITÀ D'ESAME
PROVA ORALE: in remoto attraverso Microsoft Teams
PROVA SCRITTA: in remoto attraverso exam.net e MS Teams (la modalità sarà descritta a lezione e in un documento disponibile nell'apposita classe Teams dell'insegnamento).
Programma
Le interazioni tra i microrganismi e l'organismo umano; la classificazione dei viventi; cenni sui concetti di superorganismo, microbiota e microbioma. Le origini dell'approccio probiotico; la definizione di probiotico; le linee guida della FAO/WHO. Descrizione dell'iter necessario per la valutazione di un probiotico secondo la FAO/WHO. L'identificazione tassonomica di genere e specie. I microrganismi impiegati come probiotici (batteri lattici, bifidobatteri e gli altri microrganismi impiegati come probiotici). La caratterizzazione a livello di ceppo: le collezioni internazionali di ceppi microbici; tecniche molecolari di fingerprinting per la caratterizzazione del ceppo: PFGE e RAPD. Il problema della stabilità genetica nei probiotici. I next generation probiotics e i live biotherapeutics. I microrganismi presenti negli alimenti come potenziali probiotici: lo yogurt e i prodotti tradizionali fermentati. Caratterizzazione funzionale di un probiotico: valutazione della resistenza al transito gastro-intestinale; strategie di incremento della sopravvivenza al transito gastro-intestinale: la microincapsulazione; l'adesione batterica all'epitelio intestinale. Metodi per lo studio dell'adesione batterica. Saggio in vitro di antagonismo per esclusione con sistema reporter basato sulla bioluminescenza. La misurazione della resistenza elettrica trans-epiteliale (TEER). La ceppo-specificita' delle proprieta' probiotiche: l'esempio di Lactobacillus paracasei. Il sistema reporter per lo studio dell'attivazione dell'NF-kappaB nella linea cellulare Caco-2. Antagonismo e attività antimicrobica dei probiotici verso patogeni (saggio di valutazione dell'attività antagonistica, le batteriocine, la reuterina). Introduzione sul tema della sicurezza di un probiotico. Prove per la valutazione della sicurezza di un probiotico: la deconiugazione dei sali biliari; la produzione di acido D-lattico da parte dei probiotici e l'acidosi da acido D-lattico; l'emolisi indotta dai batteri; determinazione dell'infettività dei probiotici in modelli animali. Valutazione della sicurezza di un probiotico: la resistenza antibiotica nei probiotici (resistenza antibiotica intrinseca vs resistenza acquisita; meccanismi di resistenza; i breackpoint dell'EFSA). I rischi per la salute umana dell'assunzione di probiotici (discussione di alcuni casi clinici). L'uso dei probiotici per la gestione degli effetti avversi legati al consumo di antibiotici: discussione della recente letteratura scientifica e di come sono stati affrontati dagli organi di stampa. Una soluzione ai problemi di sicurezza: i prodotti contenenti microrganismi probiotici inattivati (i paraprobiotici). La definizione di sinbiotici, bifidogenici e postbiotici. I probiotici e la sperimentazione su uomo: i marcatori di tipo a, b e c. Esempio di studio di marcatore di tipo a: gli studi di recovery. L'etichetta dei prodotti probiotici. Il packaging per i prodotti probiotici. Le difficoltà associate allo studio dell'efficacia dei probiotici. Gli effetti benefici sulla salute umana attribuiti ai probiotici (valutazione delle metanalisi disponibili). Breve descrizione dei possibili meccanismi di azione dei probiotici. Il mercato dei probiotici; la legislazione europea in materia di probiotici (regolamento 258/97/EC sui novel food, il concetto di presunzione qualificata di sicurezza; QPS, la legislazione 1924/2006 sugli health claims, le conseguenze del regolamento EC 1924/2006). Le linee guida del Ministero della Salute Italiano. I probiotici in zootecnia. Impiego non ordinario dei microrganismi probiotici: (i) biopreservation, l'uso dei batteri e di loro prodotti per la conservazione e la sicurezza alimentare; (ii) l'approccio probiotico per la salute umana al di fuori del tratto gastrointestinale (cavità orale, mucosa vaginale, pelle); (iii) l'uso dei batteri nella pratica clinica (l'uso dei ricombinanti batterici e i drug delivery system); (iv) il trapianto di microbiota fecale.
Prerequisiti
Microbiologia Generale, Chimica Organica, Biochimica, Principi di Nutrizione Umana
Metodi didattici
L'insegnamento sarà erogato attraverso lezioni frontali della durata di 3 ore accademiche. Inoltre, è prevista una visita didattica presso una azienda produttrice di biomasse microbiche.
Materiale di riferimento
Materiale necessario per la preparazione all'esame:
- presentazioni mostrate a lezione disponibili in formato PDF sulla piattaforma Ariel;
- appunti delle lezioni;
- informazioni aggiuntive per gli studenti che non partecipano alle lezioni sono disponibili in Ariel nella sessione denominata "Informazioni sul corso".
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
- Tipologia d'esame: una prova scritta a risposte aperte della durata effettiva di 60 minuti. Si può partecipare alla prova iscrivendosi ad uno degli appelli attraverso i servizi NUMIA (ex SIFA). Gli studenti che parteciperanno ad almeno il 75% delle lezioni potranno, previa richiesta, sostenere l'esame in forma orale su appuntamento entro 3 mesi dalla fine del corso.
- Parametri di valutazione: dimostrazione di avvenuta acquisizione delle nozioni; capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza. Sarà data importanza all'uso corretto del lessico specialistico. Attraverso domande specifiche, inoltre, sarà considerata e valutata l'autonomia di giudizio del candidato.
- Valutazione: voto in trentesimi.
- Modalità di comunicazione dei risultati della prova: attraverso i servizi UNIMIA (ex SIFA) con possibilità di rifiuto del voto da parte dello studente.
AGR/16 - MICROBIOLOGIA AGRARIA - CFU: 4
Lezioni: 32 ore
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
In ufficio al terzo piano dell'edificio DeFENS di via Mangiagalli 25