(MICROBIOLOGY, IMMUNOLOGY AND MOLECULAR VIROLOGY)
CdSBIOSICUREZZA E QUALITÀ DEGLI ALIMENTI
Codice199GG
CFU9
PeriodoSecondo semestre
LinguaInglese
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| MICROBIOLOGIA , IMMUNOLOGIA E VIROLOGIA MOLECOLARE | VET/05 | LEZIONI | 84 |
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L'insegnamento di Microbiologia, Immunologia e Virologia Molecolare prevede l'acquisizione di conoscenze in merito agli aspetti fondamentali inerenti le caratteristiche principali dei microrganismi patogeni e non patogeni di natura batterica e virale. Nel corso saranno evidenziate le caratteristiche generali di batteri e virus riguardando la loro morfologia, classificazione e ciclo biologico. Di ogni agente patogeno vengono discusse le caratteristiche di patogenicità, infettività e le vie di trasmissione. Il corso prevede inoltre di acquisire le principali conoscenze in merito al funzionamento del sistema immunitario e le principali metodiche di valutazione del suo funzionamento e delle sue alterazioni. Il corso prevede l'insegnamento delle principali tecniche diagnostiche dirette ed indirette per l'identificazione degli agenti eziologici. Un attenzione particolare sarà rivolta ai virus responsabili di gastroenteriti discutendo eventuali precauzioni per evitare la trasmissione oro-fecale.
Il programma in dettagli sarà il seguente:
Microbiologia
- Richiami di microbiologia generale (2h)
- Ricombinazioni e Genetica batterica (coniugazione, trasformazione e trasduzione, conversione fagica) (2h)
- Fattori di patogenicità batterica. (Adesione, Invasione, Metaboliti, produzione di Tossine batteriche. Endotossine ed Esotossine con attenzione a quelle importanti negli alimenti) La sporogenesi (4h).
- Diagnostica batterica. Tecniche di isolamento e crescita batterica. MIC, MIB, Diagnostica diretta ed indiretta. Test biochimici (4h)
- Antibiotici ed antibiotico resistenza. Metodiche di sterilizzazione (2h)
Totale 14 h
Virologia Molecolare
- Morfologia virale e Classificazione. (2h)
- Ciclo dei replicazione dei virus (2h)
- Diagnostica virologica. Diretta. Colture cellulari, isolamento virale. PCR e RT-PCR (2h)
- I batteriofagi (2h)
- I prioni e le malattie prioniche (2h)
- Virus dell’influenza. Afta epizootica (2h)
- Virus gastrointestinali (Rotavirus, Norovirus, Adenovirus, Astrovirus) Epatite A, Epatite E (2h)
- Uso dei virus per la generazione di proteine ricombinanti per uso diagnostico. I vettori virali (2h)
Totale 16 h
Immunologia
- Immunità acquisita e Immunità innata. Recettori Toll-like. Caratteristiche della Risposta Immune. Immunogenicità. (2h)
- Antigeni, Immunogeni, Epitopi.; Molecole anticorpali : struttura e isotipi.(2h)
- Cellule linfoidi. Organi linfatici primari e secondari.(2h)
- Linfociti B e T. Complesso maggiore di istocompatibilà.(2h)
- Cellule presentanti l'antigene: Macrofagi, cellule dendritiche, Linfociti B. Antigeni esogeni e endogeni (2h)
- Linfociti T ; Antigeni T-indipendenti; Citochine (2h)
- Risposta primaria e secondaria. teoria della selezione clonale. Tolleranza immunitaria. Immunità delle mucose. Il sistema complemento. (2h)
- I vaccini con attenzione a quelli di nuova generazione (2h)
- Tecniche diagnostiche sierologiche.(2h)
Totale 18 h
Lezioni frontali totale 48 h
Esercitazioni
- Allestimento colture cellulari (12h)
- Isolamento virale da tessuto ed effetto citopatico (12h)
- Tecniche di isolamento batterico e colorazione di Gram (12h)
Totale Esercitazioni 36 h
During the course in Microbiology, Immunology and molecular virology, students will be gaining knowledge about pathogenic and not-pathogenic viruses and bacteria important in quality and food biosafey. General features such as morphology, classification and replication of microorganism will be discussed. For each microorganism will be also discussed trasmission routes and pathogenicity. General features of the immune-system and basic approached to evaluate its funtionality will be provided. During the course students will learn direct and indirect diagnostic methods. Particular attention will be given to viruses involved in gastro-enteritis and to prevention and prophylactic measures to avoid trasmission and infection.
The program in details is the following:
Microbiology
General microbiology reminders, morphology and classification (2h)
Recombination and bacterial genetics (conjugation, transformation and transduction, phage conversion) (2h)
Bacterial pathogenicity factors (Adhesion, Invasion, Metabolites, production of bacterial toxins. Endotoxins and Exotoxins with attention to those important in foods) Sporogenesis (4h).
Bacterial diagnostics. Bacterial isolation, staining and growth techniques. MIC, MIB, Direct and indirect diagnostics. Biochemical tests (4h)
Antibiotics and antibiotic resistance. Sterilization methods (2h)
Total 14 hours
Molecular Virology
Viral morphology and classification. (2h)
Virus replication cycle (2h)
Virological diagnostics. Direct. Cell cultures, viral isolation. PCR and RT-PCR (2h)
Bacteriophages (2h)
Prions and prion diseases (2h)
Influenza virus. Foot and mouth disease (2h)
Gastrointestinal viruses (Rotavirus, Norovirus, Adenovirus, Astrovirus) Hepatitis A, Hepatitis E (2h)
Use of viruses for the generation of recombinant proteins for diagnostic use. Viral vectors (2h)
Total 16 hours
Immunology
Acquired immunity and innate immunity. Characteristics of the Immune Response. Immunogenicity. (2h)
Antigens, Immunogens, Epitopes.; Antibody molecules: structure and isotypes. (2h)
Lymphoid cells. Primary and secondary lymphatic organs.(2h)
B and T lymphocytes. Major histocompatibility complex. (2h)
Antigen-presenting cells: Macrophages, dendritic cells, B lymphocytes. Exogenous and endogenous antigens (2h)
T lymphocytes; T-independent antigens; Cytokines (2h)
Primary and secondary response. clonal selection theory. Immune tolerance. Mucosal immunity. The complement system. (2h)
Vaccines with attention to new generation ones (2h)
Serological diagnostic techniques.(2h)
Total 18 hours
Total frontal lessons: 48 hours
Laboratory practice
Cell culture setup (12h)
Viral isolation from tissue and cytopathic effect (12h)
Bacterial isolation techniques and Gram staining (12h)
Total laboratory : 36 hours
Momenti di verifica delle conoscenze acquisite sono previsti all'interno del corso in occasione delle stesse lezioni che durante la progressione del programma acquisiscono sempre più la connotazione di "lezione interattiva", nonché in occasione delle esercitazioni pratiche di laboratorio.
Prova finale orale inerente alcuni degli argomenti trattati nel corso delle lezioni fontali e delle esercitazioni.
The student's ability to explain correctly and using an appropriate terminology the main topics presented during the course at the board will be assessed. In particular the student must show deep knowledge of the most important molecular and serological assays explaining not only the concepts but also the formalities of execution.
Methods:
- Final oral exam
- Laboratory practical
Further information:
final oral exam 80$; laboratory practical 20%
Sulla base delle conoscenze acquisite lo studente dovrà essere in grado di eseguire le tecniche principali di isolamento ed identificazione fenotipica e genotipica dei diversi microrganismi. Lo studente dovrà altresì aver acquisito capacità inerenti l'esecuzione e l'interpretazione dei risultati dei diversi test diagnostici di tipo diretto ed indiretto affrontati durante il corso.
Based on the knowledge gained, the student will be able to perform the main techniques of phenotypic and genotypic isolation and identification of different microorganisms. The student should also have acquired the ability to perform and interpret the results of the various direct and indirect diagnostic tests dealt with during the course.
l principale momento in cui è possibile verificare l'avvenuta acquisizione delle capacità specifiche è rappresentato dalle esercitazioni di laboratorio in cui le conoscenze teoriche e quelle pratiche possono essere applicate sia in gruppo che, quando possibile, anche singolarmente.
Durante le attività di gruppo in laboratorio e attraverso l’osservazione delle stesse il docente esprimerà un giudizio sulle capacità acquisite.
The main moment in which it will be possible to verify the acquisition of specific skills is represented by laboratory practical sessions in which theoretical and practical knowledge can be applied both in groups and whenever possible individually.
During group work in the lab and through observation of the same, the teacher will express a judgment on the acquired skills.
Conseguenza diretta dell'acquisizione di conoscenze e capacità teorico-pratiche è ovviamente l'acquisizione di comportamenti appropriati in ambiente di laboratorio (buone pratiche di laboratorio, lavoro in condizioni di sterilità, corretto utilizzo e manutenzione di attrezzature e materiale monouso).
Lo studente dovrà altresì avere padronanza della terminologia e dei concetti principali che concernono la microbiologia la virologia e l'immunologia e sapersene servire nelle occasioni in cui si renda necessaria la sua conoscenza.
The direct consequence of the acquisition of knowledge and theoretical and practical skills is the acquisition of appropriate behaviors in a laboratory environment (good laboratory practice, work in sterility, correct use and maintenance of equipment and disposable material).
The student must also master the terminology and the main concepts concerning microbiology and immunology and be able to use it every time it is needed.
Le esercitazioni pratiche rappresentano il principale momento per la verifica dei comportamenti acquisiti.
Practical sessions are the main time for verifying the acquired behaviors.
Rappresentano prerequisiti indispensabili alla corretta comprensione del corso nozioni basilari di microbiologia, biologia molecolare e biochimica.
Prerequisites for the correct understanding of the course are the basic notions of microbiology, molecular biology, , biochemistry.
- Lezioni in aula
- Partecipazione alle discussioni in aula
- Studio individuale o di gruppo
- Esercitazioni pratiche di laboratorio
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- participation in discussions
- individual study
- Laboratory work
Attendance: Advised
Teaching methods:
- Lectures
- laboratory
BATTERIOLOGIA GENERALE
Lezione in aula
Generalità sui batteri. Morfologia e struttura della cellula batterica. Parete cellulare. Membrana citoplasmatica. Citoplasma. Nucleoide. Flagelli. Pili. Capsula. Spora. Fattori di crescita batterica. Metodi di coltura dei batteri : curva di accrescimento, identificazione dei batteri in coltura pura. Azione patogena dei batteri : adesività, invasività, fattori di virulenza , tossine batteriche. Genetica batterica: riproduzione, mutazioni e meccanismi di trasferimento di materiale genetico nei batteri : trasformazione, trasduzione, coniugazione e conversione fagica. Antibiotico resistenza. Concetti essenziali riguardanti il metabolismo batterico: suddivisione dei batteri in base alle fonti di carbonio e di energia utilizzate; catabolismo, anabolismo, principali fermentazioni. Agenti fisici e chimici nel controllo dei microrganismi
Didattica pratica ( esercitazioni in laboratorio)
Spiegazione delle buone pratiche per lavorare in sicurezza nel laboratorio chimico-biologico.La colorazione di Gram. Visione di Antibiogramma Kirby-Bauer e test API.
IMMUNOLOGIA
Lezione in aula
Come l’organismo si difende: caratteristiche del sistema immunitario e fasi della risposta immunitaria. Organi linfoidi. Antigeni. Anticorpi (Immunoglobuline) : struttura e caratteristiche biologiche, classi immunoglobuliniche. Immunità naturale e acquisita. Immunità umorale. Immunità cellulo-mediata. Il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC). Le citochine. Immunità mucosale. Risposta immunitaria primaria e secondaria. Il sistema complemento. Vaccini e vaccinazioni.
VIROLOGIA MOLECOLARE
Lezioni in aula:
Introduzione alla virologia. Struttura e composizione dei virus. Classificazione dei virus. Fasi della replicazione virale. Genetica virale. Modalità di trasmissione dei virus e meccanismi di infezione. Definizione di patogenicità e virulenza. Tipi di infezioni virali, acute, croniche e latenti. Principali metodiche di diagnostica diretta ed indiretta (ELISA, PCR, RT-qPCR, emoagglutinazione, colture cellulari ed effetti citopatici virali). Batteriofagi: morfologia, ciclo litico e lisogeno. Influenza aviaria (caratteristiche generali, replicazione, shift e drift antigenico). Afta epizootica. I prioni. Virus responsabili di gastroenteriti virali: Norovirus, Rotavirus, astrovirus, adenovirus. Virus Epatite A, virus Epatite E.
Esercitazioni in laboratorio:
Sistemi di coltura e isolamento virale. Metodiche di diagnostica diretta per la ricerca di antigeni e genoma virale. Emoagglutinazione diretta.
Bacteriology
Main features of microorganisms: main differences between eukaryotic and prokaryotic cells. Observation of microorganisms: optical microscopy, electronic microscopy, fresh examination and preparations. Morphology, structure and function of the bacterial cell; Surface structures: capsule, wall and cytoplasmic membrane; Bacterial appendages: mobility and adhesiveness; The spore (sporulation and germination phases) Simple and differential stains of bacteria. Bacteria cultivation in the laboratory: enrichment, selective, elective, differential, solid, liquid, transport media; different growth techniques. Growth curve and determination of bacterial count. Essential concepts regarding bacterial metabolism: bacteria classification according to the carbon and energy sources used; catabolism and anabolism.
Identification of a microorganism: phenotypic or biochemical identification and genotypic identification
Evaluation of antibiotic bacterial sensitivity: antibiogram, agar diffusion methods (Kirby-Bauer) and determination of MIC (Minimum Inhibitory Concentration).
Genetics of microorganisms: mutations and mechanisms of transfer of genetic material in bacteria strains: transformation, restricted and generalized translation, conjugation and phagic conversion Bacterial pathogenicity: colonization factors, diffusion factors, production of enzymes, exotoxins and endotoxins.
Laboratory practical
Definition and explanation of the good practices for working in a chemical-biological laboratory
Gram staining.
Kirby Bauer and API test
Immunology
How the body defends itself: the functioning of the immune system and phases of the immune response
Antigens and immunogenicity; epitopes, various types of antigen. Non-specific innate defensive systems: physical-chemical barriers; Cellular mechanisms: phagocytosis; Humoral defense factors
Acquired and specific defensive systems. Cells of the immune system. Lymphocytes: typologies, maturation and differentiation. Antibodies: structure and biological characteristics. Antibody classes
Humoral immunity: production and activity of antibodies. Antibody production kinetics. Mechanisms of action of antibodies Serology diagnosis; Fixation of the complement; serum neutralization; Direct and indirect immunofluorescence; Immunoenzymatic tests: E.L.I.S.A. Direct, indirect, competition and immunoblotting. The complement. Activation of the complement through the classic way and through the alternative route. Local or mucosal immunity. Cell-mediated immunity: the largest complex of histocompatibility (MHC). Processing and presentation of antigens. Cellular interactions and immunoregulation (interleukins). Cell-mediated immune mechanism mechanisms: direct and indirect cytotoxicity
Immunoprophylaxis: Various types of vaccine (off, live attenuated, subunit, synthetic, recombinant DNA, anti-idiotype), advantages and disadvantages.
Molecular Virology
Introduction to virology. Viruses morphology and classification. Stages of virus replication. Viral genome. Virus transmission and infection mechanisms. Pathogenicity and Virulence. Direct and indirect viral diagnostic techniques (ELISA, PCR, RT-qPCR, hemagglutination, cell cultures and CPE). Phages: morphology. Lysogenic and lytic cycle. Avian flu (general aspects, replication and genetic features). Foot and Mouth Disease Virus. Prions. Viruses involved in food-derived gastroenteritis (norovirus, rotavirus, astrovirus, adenovirus). Hepatitis A, hepatitis B.
Laboratory practical
Cell cultures. Virus isolation. Direct and indirect diagnostic. Hemagglutination.
Microbiologia e Immunologia Veterinaria. G. Poli terza edizione. EDRA editricce
Recommended reading includes the following works: “Microbiologia e Immunologia Veterinaria” G. Poli, 3rd edition. EDRA
Indicazioni per gli studenti lavoratori, genitori ed in maternità sono disponibili al sito:
http://www.agr.unipi.it/studente-lavoratoregenitore/
Gli studenti lavoratori o non frequentanti possono visualizzare e scaricare il materiale didattico sul sito e-learning del corso.
In caso di informazioni aggiuntive gli studenti possono contattare il docente responsabile del corso via mail al fine di organizzare un ricevimento in presenza o a distanza.
Information for working students, parents and those on maternity leave are available on the website:
http://www.agr.unipi.it/studente-lavorogenitore/
Working or non-attending students can view and download the teaching material on the course's e-learning site. In case of additional information, students can contact the teacher responsible for the course via email in order to organize an in-person or remote reception.
Le modalità di svolgimento dell'esame consistono in una prova orale nella quale verificare l'acquisizione di conoscenze, capacità e comportamenti sia di natura teorica che pratica.
Per i moduli di microbiologia, immunologia e virologia l’esame prevede che il candidato esponga nella maniera più completa ed esauriente possibile più argomenti trattati nei moduli didattici: solitamente un argomento di virologia generale, uno di diagnostica e virologia speciale, uno di batteriologia generale, uno o più argomenti di immunologia
The exam methods consist of an oral test in which the acquisition of knowledge, skills and behavior of both a theoretical and practical nature is verified.
During the exam the candidate should be able to explain in the most complete and exhaustive possible way several topics covered in the teaching modules: usually a topic of general virology, one of diagnostics and special virology, one of general bacteriology, one or more immunology topics