CdSMEDICINA E CHIRURGIA
Codice360FF
CFU10
PeriodoAnnuale
LinguaItaliano
Il corso fornisce allo studente conoscenze di base per la comprensione delle cause e dei meccanismi che sono alla base dei processi patologici e delle difese immunitarie. L’adeguata preparazione dello studente su questi aspetti costituisce il prerequisito per un corretto approccio clinico, in quanto fornisce gli aspetti generali e fondamentali dei seguenti argomenti: caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche degli agenti patogeni e relative modalità di interazione con la materia vivente; organi e cellule del sistema immunitario; fasi, meccanismi ed effetti della risposta immunitaria; risposte omeostatiche innescate dalle lesioni: i processi infiammatori; effetti locali e sistemici delle lesioni; evoluzione ed esiti di esse; meccanismi riparativi e rigenerativi, esaminati a livello molecolare, cellulare e tissutale; alterazioni della crescita cellulare e modalità della crescita neoplastica; eziopatogenesi delle neoplasie; cancerogenesi chimica sperimentale; oncogèni, geni oncosoppressori; tumori ereditari; progressione tumorale e metastatizzazione.
The course provides the student with basic knowledge for understanding the causes and mechanisms that underlie pathological processes and immune defenses. The adequate preparation of the student on these aspects is the prerequisite for a correct clinical approach, as it provides the general and fundamental aspects of the following topics: physical, chemical and biological characteristics of pathogens, their distribution in the natural and anthropic environment and related ways of interacting with living matter; genetic alterations and mechanisms responsible for the related pathologies; molecular, biochemical and morpho-functional modifications produced on cells, tissues and organs; organs and cells of the immune system; phases, mechanisms and effects of the immune response and its dysfunctions; homeostatic responses triggered by lesions; local and systemic effects of injuries; evolution and outcomes of them; reparative and regenerative mechanisms, examined at the molecular, cellular and tissue levels; alterations of cell growth and causes and mechanisms of neoplasia; tumor progression and metastasis.
Le conoscenze verranno verificate attraverso un esame finale orale con i docenti del Corso Integrato che valuteranno la capacità dello studente di orientarsi tra gli argomenti svolti, e di metterli in relazione gli uni con gli altri. La valutazione si concentrerà sulla profondità delle conoscenze acquisite, considerando anche l'adeguatezza del linguaggio utilizzato e l'approccio critico dimostrato.
During the oral exam with the teachers of the integrated course, the student ability to orientate between the topics and to put them in dynamic relationship which each other will be assessed.The evaluation
will focus on the depth of knowledge acquired, taking into account the appropriateness of language and the demonstrated critical approach.
Un’adeguata preparazione in Patologia Generale ed Immunologia costituisce il prerequisito per un corretto approccio alle successive discipline cliniche, in quanto fornisce gli aspetti generali e fondamentali necessari alla comprensione dei meccanismi patogenetici nell’uomo.
An adequate preparation in General Pathology and Immunology is the prerequisite for a correct approach to subsequent clinical disciplines, as it provides the general and fundamental aspects necessary for the understanding of phatogenetic mechanisms in humans.
La partecipazione attiva in classe costituirà un elemento fondamentale del processo di verifica conoscenze. Pertanto, durante le lezioni verrà incentivata la partecipazione alle discussioni al fine di valutare la comprensione della materia, alimentare la discussione e stimolare la comunicazione. I criteri di valutazione considerati includeranno la partecipazione in aula, la capacità di comprensione e di esposizione, l'autonomia di giudizio e le abilità argomentative
Active participation in class will constitute as part of the knowledge assessment process. Therefore, participation in discussions will be encouraged during lessons in order to evaluate understanding of the subject, fuel discussion and stimulate communication. The evaluation criteria considered will include classroom participation, understanding, presentation skills, independent judgment and argumentative skills.
Lo studente imparerà a riconoscere i vari fattori in gioco nella patogenesi umana, tanto come cause di insorgenza degli stati patologici quanto come meccanismi di difesa e progressione verso l’aggravamento (o la guarigione) degli stati patologici.
Students will learn to recognize the various factors involved in human pathogenesis, both as causes of the onset of pathological states and as mechanisms of defense and progression towards the aggravation (or healing) of pathological states.
Durante il corso, gli studenti saranno incoraggiato a condurre discussioni argomentate basate sulle loro deduzioni riguardo le varie fasi dei stati patologici.
During lessons, students will be encouraged to conduct reasoned discussions based on their inferences regarding the various stages of pathological states.
Una buona conoscenza dei fondamenti dell’anatomia umana, dell’istologia e della biochimica sono essenziali per trarre il massimo profitto dalle attività didattiche nel loro complesso. Utili anche conoscenze di base di microbiologia.
A good knowledge of the fundamentals of human anatomy, histology and biochemistry are essential to make the most of the teaching activities as a whole. Basic knowledge of microbiology is also useful.
Il corso pone le opportune basi di conoscenza per affrontare in piena consapevolezza e con pieno profitto i corsi di argomento clinico degli anni di corso successivi.
The knowledge gained in this course will enhance the understanding and learning of the subjects presented in the the clinical courses of the following years.
Le lezioni, la cui frequenza è obbligatoria, ai sensi del Regolamento didattico del Corso di Studio, si svolgono con metodologia frontale, durante le quali il materiale didattico è presentato:
- in forma di serie di diapositive (e.g. presentazioni Power Point)
- con l’ausilio di filmati
Gran parte del materiale didattico presentato a lezione è messo a disposizione sulla pagina Teams dedicata al corso.
Per ricevere chiarimenti su specifici argomenti trattati durante le lezioni, viene consigliato l’uso dello strumento dei ricevimenti con i docenti.
The course takes place in the form of classroom lectures, with the aid of PowerPoint projections and videos. Much of the teaching material is made available on the Teams page dedicated to the course.
To receive clarifications on specific topics covered during the lessons, the use of the reception tool with the teacher is recommended.
Introduzione
Concetti di salute, stato e processo patologico, malattia, eziologia, patogenesi, evoluzione, decorso, complicazioni, esiti. Cenni storici: R. Virchow, C. Bernard e il metodo sperimentale in medicina; I. Metchnikoff e la nascita dell’immunologia. Ambiti di studio della Patologia e Fisiopatologia generale.
EZIOLOGIA GENERALE ESTRINSECA
Cause fisiche di malattia (traumi meccanici; alte e basse temperature; alte e basse pressioni; radiazioni eccitanti e ionizzanti, correnti elettriche). Cause chimiche (danno chimico generico e specifico; veleni; esotossine ed endotossine batteriche; tossicità acuta, cronica e cumulativa). La biotrasformazione degli xenobiotici: fasi, prodotti e attività enzimatiche coinvolte. Sintesi letale (bioattivazione). Agenti chimici tossici da esposizione voluttuaria (tabacco, alcol, sostanze illecite). Reazioni avverse ai farmaci. L’alimentazione come causa di malattia (principali esempi di sindromi carenziali).
Patologia ambientale
Natura chimico-fisica degli agenti inquinanti. Metalli pesanti (piombo, mercurio, cromo ecc.): impieghi industriali e principali effetti patologici. Gli inquinanti atmosferici (gas e vapori, piogge acide, polveri sottili; il radon). Fattori geografici e climatici. Principali inquinanti delle acque. Inquinanti di origine agricola (pesticidi): principali esempi. Inquinanti dell’ambiente domestico. Principali inquinanti negli ambienti di lavoro. “Endocrine Disruptor Chemicals” (EDC): caratteristiche dei principali composti, origine nell’ambiente ed effetti patologici. Inquinamento da campi elettromagnetici.
MALFORMAZIONI CONGENITE
Embriopatie e fetopatie: agenti causali responsabili, periodi si sensibilità durante la vita intrauterina. Nomenclatura dei principali quadri malformativi dello scheletro e di altri apparati.
MECCANISMI DEL DANNO E DELLA MORTE CELLULARE
La patologia cellulare: principi e metodi di studio. Risposte adattative delle cellule agi stimoli lesivi a livello molecolare e subcellulare. Danno cellulare subletale e letale. Elementi di patologia ultrastrutturale. Degenerazioni cellulari: rigonfiamento torbido e degenerazione idropica; degenerazione vacuolare; accumuli intracellulari; patogenesi della steatosi. Meccanismi molecolari del danno cellulare: deplezione delle riserve energetiche, flussi e compartimentazione del calcio ionico, fonti endogene ed esogene di radicali liberi. Specie reattive dell’ossigeno (ROS) e dell’azoto (RNS), meccanismi di formazioni e reciproche interazioni. Lo stress ossidativo e le principali difese cellulari nei suoi confronti. Meccanismi della necrosi ischemica. Diversi aspetti istologici della necrosi: coagulativa, colliquativa, caseosa, gommosa, fibrinoide. Gangrene: secca, umida, gassosa. L’apoptosi: aspetti morfologici, biochimici e molecolari; elementi distintivi rispetto alla morte cellulare per necrosi. Altre modalità di morte cellulare: morte autofagica, necroptosi, NETosi, piroptosi. Degenerazioni extracellulari (amiloidosi). Pigmentazioni e calcificazioni patologiche.
IMMUNOLOGIA
Concetti di base. Caratteristiche generali dell’immunità innata e dell’immunità adattativa. Interazione tra la risposta innata e adattativa.
I componenti del sistema immunitario. Cellule, tessuti e organi del sistema immunitario. Linfociti B e linfociti T. Monociti-macrofagi e granulociti. Le cellule dendritiche. Anatomia e funzioni dei tessuti linfoidi. Midollo emopoietico, timo, milza, linfonodi, sistema immunitario associato alle mucose e sistema immunitario cutaneo. La ricircolazione dei linfociti e l’homing linfocitario. Caratteristiche generali delle citochine. Citochine che regolano l’immunità innata. Citochine che regolano l’immunità adattativa. Recettori delle citochine e trasduzione del segnale.
Antigeni. Antigeni e immunogeni: criteri di classificazione e proprietà generali. Determinanti antigenici. Apteni, adiuvanti, superantigeni e attivatori policlonali.
La risposta immunitaria naturale. Come l’immunità innata riconosce i patogeni ed il self danneggiato. Recettori cellulari, recettori solubili e molecole effettrici. Citochine secrete dai macrofagi durante la risposta innata. Ruolo dell’immunità innata nell’attivazione dell’immunità adattativa. Il sistema del complemento: vie di attivazione, regolazione dell’attivazione. Funzioni del complemento. Recettori per le proteine del complemento. Cellule ILC, NK, cellule NKT, linfociti T gamma/delta.
Anticorpi. Struttura molecolare degli anticorpi. Caratteristiche strutturali delle regioni variabili e ruolo nel legame con l’antigene. Cross-reattività. Caratteristiche strutturali delle regioni costanti. Recettori Fc. Antisieri e anticorpi monoclonali. Le interazioni antigene-anticorpo in vivo e in vitro: tipologia dei legami, concetti di affinità, avidità e titolo anticorpale. Cenni su tecniche immunologiche di laboratorio che si basano sull’utilizzo di anticorpi: le reazioni di precipitazione e di agglutinazione. Saggi radioimmunologici e immunoenzimatici. Immunoistochimica, immunofluorescenza.
Il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC & HLA). Geni e prodotti MHC: struttura e funzione delle molecole di classe I e di classe II; caratteristiche dell’interazione peptide-MHC e basi strutturali del legame dei peptidi alle molecole MHC. Espressione delle molecole MHC. Organizzazione genomica delle molecole MHC. Fisiologia dell’MHC.
Processazione e presentazione dell’antigene. Generazione e caratteristiche dei ligandi dei linfociti T. Cellule che presentano l’antigene. Biologia della processazione dell’antigene: processazione degli antigeni esogeni ed endogeni. La cross-presentazione. Significato fisiologico della presentazione dell’antigene in associazione all’MHC. Altri metodi di presentazione dell’antigene.
Sviluppo dei linfociti. Maturazione dei linfociti, riarrangiamento ed espressione dei geni del recettore per l’antigene nei linfociti B e T. Ricombinazione V(D)J. Diversificazione dei linfociti T e B. Stadi dello sviluppo dei linfociti B. Stadi dello sviluppo dei linfociti T
Recettore per l'antigene dei linfociti T (TCR). Struttura del complesso recettoriale dei linfociti T; CD3 e proteine zeta. Corecettori CD4 e CD8. Interazione antigene-TCR.
Attivazione dei linfociti T. Attivazione dei linfociti T CD4+. Attivazione dei linfociti T CD8+. Ruolo dei corecettori CD4 e CD8 nell’attivazione dei linfociti T. Ruolo delle molecole costimolatorie nell’attivazione dei linfociti T. Attenuazione della risposta T. Differenziamento delle cellule Th (Th1, Th2 e Th17). Differenziamento delle cellule T citotossiche. Le cellule T di memoria. Attivazione e funzioni effettrici delle cellule T di memoria
Meccanismi effettori dell’immunità cellulo-mediata. Tipi di reazioni immunitarie cellulo-mediate. Funzioni effettrici dei linfociti T CD4+. Funzioni effettrici dei linfociti T citotossici CD8+ (CTL). Riconoscimento dell’antigene e attivazione dei CTL. Citotosicità mediata dai CTL. Meccanismi di distruzione di una cellula bersaglio. Attivazione di macrofagi e leucociti da parte dei linfociti T.
Attivazione dei linfociti B e produzione di anticorpi. Struttura del recettore per l’antigene del linfocita B. Riconoscimento dell’antigene. Attivazione dei linfociti B da parte di immunogeni T-dipendenti. Interazioni cellulari durante l’attivazione delle celluleB. Ruolo delle molecole costimolatorie. Processi del centro germinativo (mutazioni somatiche, maturazione dell’affinità e scambio di classe) e ruolo delle cellule dendritiche follicolari (FDC) e dei linfociti T helper follicolari. Differenziamento dei linfociti B in plasmacellule. Differenziamento delle cellule B in cellule di memoria. La risposta primaria e secondaria. Risposte anticorpali ad antigeni T indipendenti. Regolazione delle risposte immunitarie umorali.
Meccanismi effettori dell’immunità umorale. Funzioni effettrici degli anticorpi: neutralizzazione, opsonizzazione, attivazione classica del complemento. Reazione di citotossicità mediata da anticorpi (ADCC); eliminazione degli elminti. Gli isotipi di immunoglobuline e correlazione con le funzioni effettrici.
Immunità distrettuale. I tessuti immunologicamente privilegiati. Il sistema immunitario nel tratto gastrointestinale e nel sistema respiratorio, il sistema immunitario associato alla cute
PROCESSI INFIAMMATORI
I segni cardinali. Aspetti vascolari ed emodinamici: modificazioni del calibro e della permeabilità vasale, attivazione delle cellule endoteliali. Basi molecolari della marginazione, adesione e diapedesi leucocitaria. Principali classi di molecole di adesione. Chemiotassi, chemochine ed altri fattori chemiotattici. Il processo di essudazione e la sua patogenesi. Tipologie degli essudati (sieroso, fibrinoso, mucoso, emorragico, fibrinoide). Formazione ed evoluzione degli ascessi. Fagociti, fagocitosi ed opsonizzazione: ruolo delle ROS e RNS. Mediatori del processo infiammatorio: ad origine cellulare, ad origine plasmatica. Effetti sistemici dell’infiammazione. Le proteine di fase acuta. Fattori di cronicizzazione dei processi infiammatori. Infiammazioni croniche specifiche ed aspecifiche. Infiammazioni croniche granulomatose: esempi più comuni. Malattia granulomatosa cronica ed altri deficit della funzione leucocitaria. Evoluzioni tardive dei processi infiammatori.
Processi riparativi e di guarigione
Interazioni cellula-matrice extracellulare. Fasi del processo di riparazione dei tessuti danneggiati: angiogenesi, proliferazione dei fibroblasti, deposizione di matrice, rimodellamento. Guarigione delle ferite, per prima e per seconda intenzione. Fattori locali e generali capaci di influire sulla guarigione delle ferite. Aspetti patologici della guarigione delle ferite. Rigenerazione: degli epiteli di rivestimento, dell’endotelio, del tessuto osseo, del muscolo e del tessuto nervoso. La cirrosi del fegato.
ONCOLOGIA GENERALE E SPERIMENTALE
Adattamenti cellulari. Atrofie, ipertrofie, iperplasie: meccanismi patogenetici. Definizione di ipoplasia, aplasia, involuzione, atresia, agenesia. Le metaplasie. Le displasie ed il carcinoma in situ.
Neoplasie. Concetto di neoplasia. Modalità̀€ di crescita delle neoplasie benigne e maligne. Aspetti morfologici macroscopici, microscopici e ultrastrutturali. Criteri di classificazione istologica. Stadiazione TNM. Aspetti di epidemiologia: fattori genetici, ambientali e culturali. Fattori di rischio per lo sviluppo di neoplasie: tabella IARC e principali esempi: fumo, etanolo, carni rosse processate, aflatossina, HPV, cancerogeni professionali: asbesto. Etiologia del cancro: prime evidenze osservazionali. Cancerogenesi chimica: test di Ames, esperimento di Isaac Beremblum: concetti di iniziazione e promozione delle neoplasie. I cancerogeni chimici: idrocarburi policiclici aromatici, ammine aromatiche, composti azoici, nitrosocomposti, composti alchilanti. Cancerogeni fisici: radiazioni ultraviolette, ionizzanti e gas radon. Basi molecolari della trasformazione neoplastica: scoperta degli oncogeni grazie ai virus oncogeni e concetto di protooncogene. Alterazioni molecolari che trasformano i protooncogeni in oncogeni e funzioni delle proteine da essi codificate: principali esempi. La scoperta dei geni oncosoppressori grazie al retinoblastoma. Principali esempi di malattie ereditarie dovute a geni oncosoppressori: poliposi familiare del colon. Ruolo del gene RB1 nel ciclo cellulare e nello sviluppo delle neoplasie. Ruolo di P53 nel cancro e malattia di Li-Fraumeni. Geni della riparazione del DNA e il loro ruolo nello sviluppo delle neoplasie: xeroderma pigmentosum. Modelli di cancerogenesi multi-step, instabilità del genoma tumorale ed eterogeneità del cancro. Microambiente tumorale. Neoangiogenesi, lo switch angiogenico e i meccanismi di neoangiogenesi tumorale. Il ruolo delle vescicole extracellulari nella carcinogenesi.
Metastasi. Fattori molecolari nell’origine della capacità metastatica delle cellule neoplastiche. Meccanismi, cellule e mediatori nella transizione epitelio-mesenchimale (EMT). Origine ed evoluzione delle nicchie pre-metastatiche. Micro-metastasi e concetto di ‘dormienza’. Vie di disseminazione delle metastasi: linfatiche, ematiche, transcelomatiche, per contatto e per contiguità̀€. Organotropismo delle metastasi: basi molecolari ed esempi.
Immunologia dei tumori. Antigeni tumorali, evidenze osservazionali dell’attività antitumorale del sistema immunitario, evidenze sperimentali dell’attività antitumorale del sistema immunitario, le cellule immunitarie con attività antitumorale, teoria dell’immuno-sorveglianza, immunoediting e meccanismi di evasione del controllo immunitario, CTLA4 e PDL1. Immunoterapia: stimolazione immunitaria non specifica, inibitori dei checkpoint immunitari, terapia con cellule attivate in vitro e CAR T.
Introduction
Concepts of health, state and pathological process, disease, etiology, pathogenesis, evolution, course, complications, outcomes. Historical notes: R. Virchow, C. Bernard and the experimental method in medicine; I. Metchnikoff and the birth of immunology. Fields of study of pathology and general physiopathology.
GENERAL EXTRINSIC ETIOLOGY
Physical causes of disease (mechanical trauma; high and low temperatures; high and low pressures; exciting and ionizing radiation, electric currents). Chemical causes of disease (generic and specific chemical damage; poisons; bacterial exotoxins and endotoxins; acute, chronic and cumulative toxicity). Biotransformation of xenobiotics: phases, products and enzymatic activities involved. Lethal synthesis (bioactivation). Toxic chemicals from discretionary exposure (tobacco, alcohol, illicit substances). Adverse drug reactions. Nutrition as a cause of disease (main examples of deficiency syndromes).
Environmental pathology
Chemical-physical nature of pollutants. Heavy metals (lead, mercury, chromium, etc.): industrial uses and main pathological effects. Air pollutants (gases and vapors, acid rain, fine dust; radon). Geographical and climatic factors. Main water pollutants. Agricultural pollutants (pesticides): main examples. Pollutants in the home environment. Main pollutants in the workplace. "Endocrine Disruptor Chemicals" (EDC): characteristics of the main compounds, origin in the environment and pathological effects. Pollution from electromagnetic fields.
CONGENITAL MALFORMATIONS
Embriopathies and fetopathies: responsible causative agents, periods of sensitivity during intrauterine life. Nomenclature of the main malformations of the skeleton and other systems.
MECHANISMS OF CELL DAMAGE AND DEATH
Cellular pathology: principles and study methods. Adaptive cell responses to harmful stimuli at the molecular and subcellular level. Sublethal and lethal cell damage. Elements of ultra-structural pathology. Cellular degeneration: turbid swelling and hydropic degeneration; vacuolar degeneration; intracellular accumulations; pathogenesis of steatosis. Molecular mechanisms of cell damage: depletion of energy reserves, ionic calcium flows and compartimentalization, endogenous and exogenous sources of free radicals. Reactive oxygen (ROS) and nitrogen (RNS) species, formation mechanisms and mutual interactions. Oxidative stress and the main cellular defenses against it. Mechanisms of ischemic necrosis. Different histological aspects of necrosis: coagulative, colliquative, caseous, gummy, fibrinoid. Gangrene: dry, wet, gaseous. Apoptosis: morphological, biochemical and molecular aspects; distinctive elements with respect to cell death by necrosis. Other modalities of cell death: autophagic death, necroptosis, NETosis, pyroptosis. Extracellular degenerations (amyloidosis). Pathological pigmentations and calcifications.
IMMUNOLOGY
Basic concepts. General characteristics of innate and adaptive immunity and their interactions
Components of immune system. Cells, tissues and organs of the immune system. Monocytes/macrophages and granulocytes. Dendritic cells. B and T lymphocytes. Lymphoid cells. Anatomy and functions of lymphoid tissues: bone marrow, thymus, spleen, lymph nodes. Ectopic lymphoid tissues. Lymphocytes recirculation and homing. Cytokines and chemokines involved in innate and adaptive immunity. Citokine and chemokine receptors and signal transduction.
Antigens. Antigens and immunogens: classification criteria and general properties. Antigenic determinants. Aptens, adjuvants, superantigens and polyclonal activators.
Innate immune response. How innate immunity recognize pathogens and danger signals. Cellular receptors, soluble receptors and effector molecules. Role of innate immunity in activation of adaptive immunity. Complement system: different pathways of activation, regulation of complement. ILC, NK, NKT, gamma delta T cells.
Antibodies. Molecular structure of antibodies. Structural features of variable regions and their role in antigen binding. Cross-reactivity. Structural characteristics of the constant regions. FC receptors. Antisera and monoclonal antibodies. Antigen-antibody interactions in vivo and in vitro: typology of bonds, concepts of affinity, avidity and antibody titre. Outline of laboratory immunological techniques based on the use of antibodies: precipitation and agglutination reactions. Radioimmunoassays and enzyme immunoassays. Immunohistochemistry, immunofluorescence.
Major histocompatibility complex (MHC). MHC genes and products: structure and function of class I and class II molecules; characteristics of the peptide-MHC interaction and structural basis of the binding of peptides to MHC molecules. Expression of MHC molecules. Genomic organization of MHC molecules. Physiology of the MHC.
Antigen processing and presentation. Generation and characteristics of T lymphocyte ligands. Antigen presenting cells. Biology of antigen processing: processing of exogenous and endogenous antigens. The cross-presentation. Physiological significance of antigen presentation in association with MHC. Other methods of antigen presentation.
Development of lymphocytes. Lymphocyte maturation, rearrangement and expression of antigen receptor genes in B and T lymphocytes. V(D)J recombination. Diversification of T and B lymphocytes. Stages of B lymphocyte development. Stages of T lymphocyte development
T lymphocyte antigen receptor (TCR). Structure of the T lymphocyte receptor complex; CD3 and zeta proteins. CD4 and CD8 coreceptors. Antigen-TCR interaction.
Activation of T lymphocytes. Activation of CD4+ T lymphocytes. Activation of CD8+ T lymphocytes. Role of CD4 and CD8 coreceptors in T lymphocyte activation. Role of costimulatory molecules in T lymphocyte activation. Attenuation of the T response. Th cell differentiation (Th1, Th2 and Th17). Cytotoxic T cell differentiation. Memory T cells. Activation and effector functions of memory T cells
Effector mechanisms of cell-mediated immunity. Types of cell-mediated immune reactions. Effector functions of CD4+ T lymphocytes. Effector functions of CD8+ cytotoxic T lymphocytes (CTL). Antigen recognition and activation of CTLs. CTL-mediated cytotoxicity. Mechanisms of destruction of a target cell. Activation of macrophages and other leukocytes by T lymphocytes.
Activation of B lymphocytes and production of antibodies. Structure of the B lymphocyte antigen receptor. Recognition of the antigen. Activation of B lymphocytes by T-dependent immunogens. Cellular interactions during B-cell activation. Role of the costimulatory molecules. Germinal center processes (somatic mutations, affinity maturation and class exchange) and the role of follicular dendritic cells (FDCs) and follicular T helper lymphocytes. Differentiation of B lymphocytes into plasma cells. Differentiation of B cells into memory cells. The primary and secondary response. Antibody responses to independent T antigens. Regulation of humoral immune responses.
Effector mechanisms of humoral immunity. Effector functions of antibodies: neutralization, opsonization, classical activation of complement. Antibody-mediated cytotoxicity reaction (ADCC); elimination of helminths. Immunoglobulin isotypes and correlation with effector functions.
District immunity. The immunologically privileged tissues. The immune system in the gastrointestinal tract and respiratory system, the immune system associated with the skin.
INFLAMMATORY PROCESSES
The cardinal signs. Vascular and haemodynamic aspects: changes in the caliber and vascular permeability, activation of endothelial cells. Molecular basis of margination, adhesion and leukocytes diapedesis. Main classes of adhesion molecules. Chemotaxis, chemokines and other chemotactic factors. The exudation process and its pathogenesis. Types of exudates (serous, fibrinous, mucous, hemorrhagic, fibrinoid). Formation and evolution of abscesses. Phagocytes, phagocytosis and opsonization: role of ROS and RNS. Mediators of the inflammatory process: of cellular origin, of plasma origin. Systemic effects of inflammation. Acute phase proteins. Chronicization factors of inflammatory processes Specific and non-specific chronic inflammations. Chronic granulomatous disease and other white blood cell function deficits.
Reparative and healing processes
Extracellular cell-matrix interactions. Phases of the repair process of damaged tissue: angiogenesis, fibroblast proliferation, matrix deposition, remodeling. Wound healing, first and second intention. Local and general factors capable of influencing wound healing. Pathological aspects of wound healing. Regeneration: lining epithelia, endothelium, bone tissue, muscle, nervous tissue. Liver cirrhosis.
GENERAL AND EXPERIMENTAL ONCOLOGY
Cellular adaptations. Atrophy, hypertrophy, hyperplasia: pathogenetic mechanisms. Definition of hypoplasia, aplasia, involution, atresia, agenesis. The metaplasias. Dysplasias and carcinoma in situ.
Neoplasms. Neoplasm concept. Mode of growth of benign and malignant neoplasms. Macroscopic, microscopic and ultrastructural morphological aspects. Histological classification criteria. TNM staging. Aspects of epidemiology: genetic, environmental and cultural factors. Risk factors for the development of cancer: IARC table and main examples: smoking, ethanol, processed red meat, aflatoxin, HPV, risk factors for the development of breast cancer, occupational carcinogens: asbestos. Cancer etiology: first observational evidences. Chemical carcinogenesis: Ames test, Isaac Beremblum experiment: concepts of initiation and promotion of neoplasms. Chemical carcinogens: polycyclic aromatic hydrocarbons, aromatic amines, azo compounds, nitro compounds, alkylating compounds. Physical carcinogens: ultraviolet and ionizing radiation and radon gas. Molecular basis of neoplastic transformation: discovery of oncogenes thanks to oncogenic viruses and the concept of protooncogene. Molecular alterations that transform protooncogenes into oncogenes and functions of the proteins they encode: main examples. The discovery of tumor suppressor genes thanks to retinoblastoma. Main examples of hereditary diseases due to tumor suppressor genes: familial polyposis of the colon, Von Hippel-Lindau disease. Role of the RB1 gene in the cell cycle and in the development of neoplasms. Role of P53 in cancer and Li-Fraumeni disease. The problem of the immortalization of cancer cells: senescence and telomerase. DNA repair genes and their role in cancer development: xeroderma pigmentosum. Multi-step carcinogenesis models, tumor genome instability and cancer heterogeneity. Tumor microenvironment and angiogenesis. The angiogenic switch and the neoangiogenesis mechanisms, The role of extracellular vesicles in cancer biology.
Metastasis. Molecular factors in the origin of the metastatic capacity of cancer cells. Mechanisms, cells and mediators in the epithelium-mesenchymal transition (EMT). Origin and evolution of pre-metastatic niches. Micro-metastasis and the concept of 'dormancy'. Ways of dissemination of metastases: lymphatic, blood, transcelomatic, by contact and by contiguitỳ. Organotropism of metastases: molecular basis and examples.
Tumor immunology. Tumor antigens, observational evidence of the antitumor activity of the immune system, experimental evidence of the antitumor activity of the immune system, immune cells with antitumor activity, theory of immuno-surveillance, immunoediting and evasion mechanisms of immune control, CTLA4 and PDL1. Immunotherapy: non-specific immune stimulation, immune checkpoint inhibitors, therapy with activated in vitro and CAR T cells. New perspectives of immunotherapy.
Libri di testo consigliati
Cotran RS, Kumar V, Robbins SL: "Le basi patologiche delle malattie - Patologia generale" vol.1”, Edra Masson,2021
AA.VV. “Patologia Generale”, Edizioni Idelson-Gnocchi, 2018.
Pontieri G: “Patologia generale e fisiopatologia generale”, Piccin, 2018
Pompella A: “L’ambiente e la salute”, Ed. ETS Pisa.
Abbas, Lichtman, Pillai: “Immunologia cellulare e molecolare”, 9.a Edizione, Edra Masson, 2018.
Testi di consultazione
Majno G, Ioris I. “Cellule, tessuti e malattia”. CEA, Milano.
LaDou J: “Occupational and environmental medicine”, Appleton & Lange.
- Murphy & C. Weaver: Janeway's Immunobiology. 9th edition
- Weinberg “La Biologia del cancro”, Zanichelli 2016
Recommended Handbooks:
Cotran RS, Kumar V, Robbins SL: "Le basi patologiche delle malattie - Patologia generale" vol.1”, Edra Masson, 2021
AA.VV. “Patologia Generale”, Edizioni Idelson-Gnocchi, 2018
Pontieri G: “Patologia generale e fisiopatologia generale”, Piccin, 2018
Pompella A: “L’ambiente e la salute”, Ed. ETS Pisa.
Abbas, Lichtman, Pillai: “Immunologia cellulare e molecolare”, 9.a Edizione, Edra Masson, 2018.
Consulting Books:
Mange EJ, Mange AP: “Basic human genetics”, Sinauer Associates Inc.
Majno G, Ioris I. “Cellule, tessuti e malattia”. CEA, Milano.
LaDou J: “Occupational and environmental medicine”, Appleton & Lange
Murphy & C. Weaver: Janeway's Immunobiology. 9th edition
Weinberg “La Biologia del cancro”, Zanichelli 2016
Non esistono indicazioni per non frequentanti, poiché la frequenza al corso ai sensi del regolamento didattico del Corso di Studio è obbligatoria.
There are no specific indications for non-attending students, as attendance to the courses is mandatory.
La verifica finale per valutate il livello di conoscenza acquisita si svolge con un esame orale, nel corso del quale ciascun docente del Corso Integrato rivolge almeno due domande su argomenti presenti nella parte dettagliata del programma. La valutazione viene espressa in trentesimi e tiene conto della capacità del candidato di rispondere in modo chiaro, coerente e con proprietà di linguaggio (i.e. saper usare in maniera efficace e adeguata la terminologia medica) alle domande
The final assessment of knowledge consists of an oral exam during which the candidate is asked a series questions to assess the level of knowledge acquired regarding fundamental topics of program. The final grade takes into account the candidate's ability to answer questions clearly, coherently using an appropriate terminology.
Non sono previsti forme di stage, tirocini o collaborazioni con terzi durante lo svolgimento del corso.
There are no internships or collaborations with third parties during the course.
Prof. ssa Gabriella Cavallini
Ricevimento studenti previo appuntamento telefonico o via e-mail.
Sede: Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia, Scuola Medica. Via Roma 55, Pisa.
e-mail: gabriella.cavallini@unipi.it
Dott.ssa Laura Gragnani
Ricevimento studenti previo appuntamento telefonico o via e-mail.
Sede: Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia, Scuola Medica. Via Roma 55, Pisa.
e-mail: laura.gragnani@unipi.it
Dott. Federico Pratesi
Ricevimento studenti previo appuntamento telefonico o via e-mail.
Sede: Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia, Scuola Medica. Via Roma 55, Pisa.
e-mail: federico.pratesi@unipi.it
Reception and Counselling Mode for Students:
- ssa Gabriella Cavallini: send e-mail to gabriella.cavallini@unipi.it
- ssa Laura Gragnani: send e-mail to laura.gragnani@unipi.it
- Federico Pratesi: send e-mail to federico.pratesi@unipi.it
- Address: Dipartimento di ricerca traslazionale e delle nuove tecnologie in medicina e chirurgia, Scuola Medica, Via Roma 55, Pisa