Scheda programma d'esame
PRODOTTI BIOTECNOLOGICI
ANTONELLO DI PAOLO
Anno accademico2022/23
CdSSCIENZE DEI PRODOTTI ERBORISTICI E DELLA SALUTE
Codice402EE
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
MODULO 1BIO/11LEZIONI21
LAURA MARCHETTI unimap
MODULO 2BIO/14LEZIONI21
ANTONELLO DI PAOLO unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

A. 

Lo studente acquisirà le conoscenze di base sulle tecnologie del DNA ricombinante necessari alla produzione di prodotti biotecnologici, e sugli approcci sperimentali finalizzati alla produzione di tali prodotti.

B. 

Al termine del corso lo studente avrà acquisito maggiori conoscenze farmacocinetiche, farmacodinamiche e tossicologiche riguardanti i farmaci biotecnologici ed il loro impiego clinico

Knowledge

A. 

The student will acquire the basic knowledge on recombinant DNA technologies applied to the production of biotechnological drugs

B. 

 The student will achieve the basic knowledge about the pharmacokinetcis, pharmacodynamics and toxicology of therapeutic proteins and their clinical use

Modalità di verifica delle conoscenze

Per l'accertamento delle conoscenze sarà svolta una prova in itinere su una parte del programma, propedeutica alla prova finale orale.

Assessment criteria of knowledge

Ongoing assessment to monitor academic progress will be carried out in the form of tests.

Capacità

Al termine del corso, lo studente sarà in grado di presentare e discutere le principali caratteristiche degli agenti farmacologici biotecnologici, la loro efficacia, area di impiego e sicurezza, nonchè le tecnologie alla base della loro produzione.

Skills

At the end of the course, the student will be able to present and discuss the main properties of the biotechnological drugs, their effectiveness, area of use and safety, as well as the technologies for their production.

Modalità di verifica delle capacità

La verifica delle capacità avverrà mediante prove orali/scritte in itinere

Assessment criteria of skills

Assessment criteria of skills will be based on the final exam and through the discussion with the students about lesson arguments during the course.

Comportamenti

Lo studente saprà discutere di vecchi e nuovi principi attivi prodotti con la tecnologia del DNA ricombinante.

Behaviors

The student will be able to discuss and argue about old and new drugs produced with recombinant DNA technology.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante il corso saranno svolte prove orali e/o scritte.

Assessment criteria of behaviors

The assessment criteria of the behaviour will be the evaluation of the interest of the students and their ability to discuss about lesson topics.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenze di chimica e biochimica, biologia, anatomia, fisiologia e patologia

Prerequisites

Basic knowledge of chemistry, biochemistry, biology, anaotmy, physiology and pathology.

Indicazioni metodologiche

Lezioni frontali con l'ausilio di proiezione di diapositive.

A disposizione degli studenti materiale didattico relativo agli argomenti di lezione.

Comunicazioni con gli studenti mediante posta elettronica.

Ricevimento da concordare direttamente tra docente e studenti

Teaching methods

Frontal lessons by using computer devices

Availability of teaching material related to the lesson topics

Communications with students by e-mail.

Scheduled colloqium with each single student

Programma (contenuti dell'insegnamento)

PRODOTTI BIOTECNOLOGICI A

1- Definizione di biologia molecolare e biotecnologie; campi di applicazione delle biotecnologie; definizione di genomica, trascrittomica e proteomica. I geni e le proteine come bersagli e come strumenti terapeutici innovativi.

2- Reazione a catena della polimerasi (PCR), gel elettroforesi di acidi nucleici, utilizzo della PCR per applicazioni di clonaggio e per studi di espressione genica (RT-PCR)

3- Sequenziamento del DNA secondo Sanger e tecniche di seconda generazione. Tecnologia Illumina di next-generation sequencing e pirosequenziamento (sequenziamento Roche).

4- Enzimi per la manipolazione del DNA. Principi fondamentali del clonaggio dei geni e dell'analisi del DNA: isolamento e purificazione del DNA; tecniche di manipolazione del DNA purificato; Produzione di molecole di DNA ricombinante; Principi base di clonaggio; I vettori per il clonaggio dei geni; trasformazione di cellule batteriche e selezione dei cloni; vettori di espressione.

5- Ingegneria cellulare: metodi di trasferimento genico fisici, chimici e virali. 

6- Produzione biotecnologica di anticorpi monoclonali

 

PRODOTTI BIOTECNOLOGICI B

  1. Introduzione alle biotecnologie farmacologiche. Caratteristiche generali dei prodotti biotecnologici, aree di ricerca scientifica coinvolte nello sviluppo dei farmaci. Aspetti generali di farmacodinamica, farmacocinetica e tollerabilità.
  2. Caratteristiche farmacocinetiche delle proteine biotecnologiche. Vie di somministrazione, metabolismo, distribuzione ed eliminazione. Esempi
  3. Fattori di crescita emopoietici: filgrastim e peg-filgrastim. Azione biologica sui progenitori midollari e sulle cellule mature circolanti. Ruolo nella terapia della neutropenia e timing di somministrazione di filgrastim e peg-filgrastim
  4. Fattori di crescita midollari: eritropoietina (EPO). Caratteristiche biologiche e biochimiche. Meccanismo di regolazione della secrezione di EPO, interazione con il recettore e trasduzione del messaggio. rhEPO di 1, 2 e 3 generazione. Impieghi clinici. Relazione tra emivita e affinità recettoriale. Tossicità.
  5. Citochine: interleuchine ed interferoni: ruolo nel sistema immunitario e in altri tessuti. Interleuchine biotecnologiche: IL1 e IL2, loro impiego e tollerabilità. Interferoni: meccanismo d'azione, impiego clinico e tollerabilità.
  6. Insuline biotecnologiche. Caratteristiche, rapporto struttura-farmacocinetica, impiego clinico e tollerabilità sistemica e locale.
  7. Anticorpi monoclonali. Caratteristiche principali, limiti e prospettive di miglioramento. Bersagli molecolari. Modalità di sintesi e produzione di un MAb (cenni). Problemi legati all'impiego di anticorpi non umani.
  8. Anticorpi monoclonali. Farmacocinetica. Vie di somministrazione: endovenosa; sottocutanea ed impiego di ialuronidasi (esempi). Clearance dei MAb. Meccanismi di citotossicità. Aree di impiego.
  9. Anticorpi monoclonali. Esempi di anticorpi monoclonali (rituximab, ipilimumab, etc.), frammenti (abciximab) e immunoconiugati (gentuzumab ozogamicina, ibritumomab tiuxetan)
  10. Vaccini. Ruolo nella prevenzione e nel contenimento delle infezioni. Rapporto tra valore sociale ed economico dei vaccini rispetto ai farmaci. I nuovi vaccini: vivi perfezionati geneticamente, proteine detossificate geneticamente, anticorpali anti-idiotipo e reverse vaccinology.
  11. Oligonucleotidi antisenso. Caratteristiche principali e limiti al loro impiego. Aree d'utilizzo ed esempi. Terapia genica. Obiettivi, possibilità d'intervento, metodologie per il trasferimento genico, potenziali rischi.
Syllabus

Biotechnological products (module A):

1- Definition of molecular biology and biotechnology; fields of application of biotechnology; definition of genomics, transcriptomics and proteomics. Genes and proteins as targets and as innovative therapeutic tools.

2- Polymerase chain reaction (PCR), gel electrophoresis of nucleic acids, use of PCR for cloning applications and for gene expression studies (RT-PCR)

3- DNA sequencing according to Sanger and second generation techniques. Illumina technology of next-generation sequencing and pyrosequencing (Roche sequencing).

4- Enzymes for DNA manipulation. Fundamental principles of gene cloning and DNA analysis: DNA isolation and purification; techniques for manipulating purified DNA; Production of recombinant DNA molecules; Basic principles of cloning; Vectors for gene cloning; transformation of bacterial cells and selection of clones; expression vectors.

5- Cellular engineering: physical, chemical and viral gene transfer methods.

6- Biotechnological production of monoclonal antibodies

 

Biotechnological products (module B):

1. Introduction to therapeutic proteins and their clinical use

2. Pharmacokinetic characteristics of biotech drugs

3. Hematopoietic growth factors: filgrastim and pegfilgrastim in neutropenic patients

4. Hematopoietic growth factors: erythropoietin (1st, 2nd and 3rd generation) in anemic patients

5. Cytokines: interleukins and interferons

6. Human recombinant insulin: ultrarapid and basal insulin

7.-9. Monoclonal antibodies (mABs). Use, limits and opportunities. Pharmacokinetics. Examples of mABs in different therapeutic clinical areas

10. Vaccines. Types of recombinant vaccines and reverse vaccinology

11. Antisense oligonucleotides and gene therapy

Bibliografia e materiale didattico

Materiale didattico preparato dal docente (diapositive)

Libro di testo:

FARMACI BIOTECNOLOGICI (a cura di Vegeto-Maggi-Minghetti), Casa Editrice Ambrosiana

BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI (Brown TA), Zanichelli Editore

Bibliography

Materials provided by the teacher (slides, literature papers)

Suggested text books:

FARMACI BIOTECNOLOGICI (a cura di Vegeto-Maggi-Minghetti), Casa Editrice Ambrosiana

BIOTECNOLGIE FARMACEUTICHE (Crommelin DJ e Sindelar RD curatori), Zanichelli Editore

BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI (Brown TA), Zanichelli Editore

Indicazioni per non frequentanti

Per ogni eventuale chiarimento contattare i docenti all'indirizzo:

antonello.dipaolo@med.unipi.it

laura.marchetti@unipi.it

 

Per il progrmamma dettagliato consultare il registro delle lezioni sul sito https://unimap.unipi.it/cercapersone/cercapersone.php (pagina del docente).

Non-attending students info

Teacher email address:

antonello.dipaolo@med.unipi.it

laura.marchetti@unipi.it

 

See diary lesson at virmap website (https://unimap.unipi.it/cercapersone/cercapersone.php (pagina del docente)

Modalità d'esame

L'esame finale consisterà in una discussione orale sugli argomenti oggetto delle lezioni. Verrà data la possibilità di effettuare una prova in itinere verso la fine del corso, su una parte del programma. Previo superamento della prova, l'orale verterà sulla rimanente parte del programma.

Assessment methods

The final exam will be an oral discussion on the topics of the lessons

Altri riferimenti web

 

 

Ultimo aggiornamento 07/09/2022 12:28