Biotecnologie farmacologiche e biologia molecolare

A.A. 2021/2022
8
Crediti massimi
72
Ore totali
SSD
BIO/11 BIO/14
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Le biotecnologie hanno generato una vera rivoluzione nella scoperta di farmaci fornendo nuove molecole terapeutiche e strumenti di ricerca innovativi, l'obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti le basi per la comprensione delle metodologie biotecnologiche e la loro applicazione allo sviluppo di nuovi farmaci biotecnologici. A tale fine, il modulo Biologia molecolare si propone di approfondire le conoscenze relative alla struttura chimica, alle proprietà e alle funzioni delle macromolecole informazionali (DNA, RNA e proteine), ai meccanismi molecolari che regolano la trasmissione e il mantenimento di informazioni per comprendere meglio la funzionalità dei singoli geni e del genoma nel suo complesso, e di rivisitare principi di base e applicazioni dei metodi più comunemente utilizzati in laboratorio per manipolare gli acidi nucleici, isolare i geni e studiarne l'organizzazione, l'espressione e la funzione. Il modulo Biotecnologie Farmacologiche si propone di rivisitare i cambiamenti avvenuti nelle strategie applicate alla ricerca e allo sviluppo di farmaci negli ultimi venti anni, descrivere le attuali metodologie per la definizione di bersagli farmacologici e l'identificazione di composti terapeutici e analizzare le strategie attualmente applicate e applicabile nel prossimo futuro per la generazione di nuovi farmaci.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento di Biotecnologie Farmacologiche e Biologia Molecolare, lo studente dovrà aver acquisito conoscenze sulle metodologie di biologia molecolare innovative e applicate alla ricerca di nuovi bersagli farmacologici e allo sviluppo di farmaci. Inoltre, con le conoscenze sviluppate con questo insegnamento, lo studente avrà sviluppato il necessario senso critico per poter incrementare le sue conoscenze muovendosi nel mondo sempre più vasto delle biotecnologie in ambito farmacologico.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Metodi didattici
Essendo un insegnamento erogato nel secondo semestre, saranno definiti in accordo con le disposizioni di Ateneo che saranno vigenti.

Programma e materiale di riferimento
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione
L'esame si svolgerà in forma orale a distanza, con le modalità illustrate sul portale di Ateneo, utilizzando la piattaforma Microsoft Teams o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma orale.
I criteri di valutazione non subiranno variazioni.

Ulteriori dettagli e aggiornamenti legati all'evoluzione della normativa imposta dal Covid-19 saranno pubblicati nelle pagine del sito ARIEL dell'insegnamento (https://ariel.unimi.it/.)
Prerequisiti
L'insegnamento è rivolto a studenti che abbiano acquisito nozioni di farmacologia e farmacoterapia. Molto utile per la piena comprensione delle metodologie di biologia molecolare è anche la conoscenza delle nozioni fornite dal corso di Biochimica applicata.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consta di un'unica prova orale e consiste nella presentazione (in powerpoint) di un articolo di letteratura scientifica scelto tra quelli proposti dai Docenti o proposto autonomamente dallo studente, previa sua approvazione da parte dei Docenti. Nel corso della presentazione verranno accertate le capacità critiche dello studente, nonché l'apprendimento delle nozioni impartite a lezione, mediante domande specifiche relative sia all'articolo sia agli argomenti trattati in aula e in laboratorio.
Il criterio di assegnazione del voto è stabilito sulla base del livello di conoscenza degli argomenti trattati in aula e in laboratorio, della capacità dello studente di esporre con terminologia appropriata e delle sue capacità critiche.
Modulo: Biotecnologie farmacologiche
Programma
Introduzione al corso - Analisi dei cambiamenti avvenuti nelle strategie applicate alla ricerca e allo sviluppo di farmaci negli ultimi decenni. Metodologie per la definizione di bersagli farmacologici e l'identificazione di composti terapeutici. Uso biotecnologie nella ricerca preclinica: optogenetica, animali transgenici. Uso Biotecnologie per proteine terapeutiche - anticorpi monoclonali e derivati anticorpali. Vaccini. Farmaci epigenetici. Acidi nucleici come farmaci. Terapia genica. Terapia CAR-T. Esempi di terapia cellulare.
Metodi didattici
Lezioni frontali in aula (3 CFU) ed esercitazioni in laboratorio (1 CFU)
Materiale di riferimento
Materiale iconografico delle lezioni su sito https://ariel.unimi.it/
Modulo: Biologia molecolare
Programma
Struttura e proprietà chimiche di basi azotate, nucleotidi e catene polinucleotidiche. Struttura chimica del DNA, aspetti topologici e DNA topoisomerasi. Struttura fisica dei genomi e meccanismi di rimodellamento della cromatina. Contenuto e organizzazione del genoma umano e di E. coli. Struttura e concetto di gene. Versatilità strutturale e funzionale dell'RNA.
Processo di trascrizione in procarioti ed eucarioti: struttura e proprietà delle RNA polimerasi; meccanismo molecolare del processo; elementi e fattori per il controllo dell'attività trascrizionale.
Processi di maturazione dei pre-mRNA nelle cellule eucariote: meccanismo e funzioni del capping in 5', della poliadenilazione in 3', dello splicing (costitutivo e alternativo) e dell'RNA editing.
Processi di maturazione dei pre-rRNA in procarioti ed eucarioti e biosintesi dei ribosomi.
Processi di maturazione dei pre-tRNA in procarioti ed eucarioti. Struttura dei tRNA, reazione di aminoacilazione, codice genetico.
Processo di traduzione in procarioti ed eucarioti: meccanismo molecolare e controllo traduzionale e post-traduzionale.
Degradazione dell'mRNA e delle proteine: meccanismi e regolazione.
RNA regolatori: i ribointerruttori e i microRNA.

Richiami su principi e applicazioni di:
- clonaggio molecolare o genico in vettori plasmidici per cellule procariotiche ed eucariotiche;
- tecniche per la trasformazione e la trasfezione di cellule ospiti e strategie di selezione dei trasformanti e delle cellule trasfettate;
- strategie per l'isolamento di specifici frammenti di DNA: selezione di genoteche, PCR, 5'- e 3'-RACE, primer extension e S1-mapping;
- tecniche per l'analisi dell'espressione genica a livello trascrizionale (northern blot, RPA assay, ibridazione in situ, qRT-PCR) e traduzionale (western blotting, immunoprecipitazione, immuno-cito/isto-chimica);
- tecniche per lo studio del promotore e degli elementi di regolazione degli mRNA (trasfezioni transienti e stabili, vettori d'espressione e geni reporter);
- tecniche per l'analisi della funzione di geni: mutagenesi in vitro, sovraespressione, sostituzione e inattivazione genica; sistemi per l'espressione genica condizionale; silenziamento genico mediante interferenza a RNA (siRNA).
Metodi didattici
Lezioni frontali in aula (4 CFU)
Materiale di riferimento
Materiale iconografico delle lezioni su sito https://ariel.unimi.it/
Moduli o unità didattiche
Modulo: Biologia molecolare
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE - CFU: 4
Lezioni: 32 ore

Modulo: Biotecnologie farmacologiche
BIO/14 - FARMACOLOGIA - CFU: 4
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 24 ore

Docente/i
Ricevimento:
Lunedi ore 9.00 (previo appuntamento)
Via Balzaretti 9, DiSFeB
Ricevimento:
Previo appuntamento
Centro E. Grossi Paoletti, Ospedale Niguarda, Piazza Ospedale Maggiore 3