ECTS - University of Pisa
The student who completes the course successfully will be able to demonstrate a solid knowledge of the biology, structure, morphogenesis, chemical and genetic organization, replication, of Pathogenic Infectious Agents (Viruses, Bacteria and Fungi). This knowledge is focused to the understanding of the interaction of infectious agents with the human host cells, tissues, organs; to focus on the natural and induced immunological response, on infectious disease pathogeneses and development (infection, re-infection, endogenous reactivation). The student will therefore be able to choose competently among the availble laboratory direct and indirect diagnoses assay (with conventional and biomolecular approaches) and master principles of intervention (anti-microbiological agents, seroprophilaxis, vaccination) and evolution control.
The student will be assessed, by final oral exam, on his/her ability to discuss, with critical awareness, using the appropriate terminology, the subjects and issues presented in the attending lectures, and on the ability to muster the decision making process of selection of the appropriate laboratory diagnostic procedures in any specific clinical situation prospected.
Methods:
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
Batteriologia generale
Posizione dei microorganismi nel mondo vivente e criteri di classificazione dei principali gruppi di batteri di interesse medico
Citologia e fisiologia batterica: struttura, biosintesi, funzione e ruolo nella virulenza degli involucri e dei flagelli, fimbrie e pili batterici. Il genoma batterico, la ricombinazione e i meccanismi di trasferimento genetico dei batteri.
Il metabolismo batterico (aerobio, anaerobio, fermentativo) e le esigenze nutrizionali dei batteri.
Struttura e proprietà delle spore batteriche
La crescita batterica a livello cellulare e di popolazione. Terreni di coltura liquidi e solidi, organici e sintetici, selettivi, differenziali e di arricchimento. Coltivazione dei microrganismi anaerobi.
Basi molecolari della tossicità selettiva dei chemioantibiotici. La farmaco-resistenza: meccanismi genetici e fenotipici di farmaco-resistenza.
Diagnostica microbiologica: metodi diretti (esame batterioscopico, isolamento ed identificazione dei microrganismi); metodi indiretti (test seriologici) nelle infezioni microbiche. L’antibiogramma: principi e metodi
Rapporti ospite-parassita nelle infezioni batteriche. Meccanismi di virulenza e patogenicità batterica. L’immunità nelle infezioni batteriche
Batteriologia speciale
Morfologia, caratteri colturali, isolamento ed identificazione, determinanti di patogenicità, patogenesi dell’infezione, immunità, diagnosi di laboratorio dei seguenti batteri:
Cocchi Gram+: Stafilococchi, Streptococchi, Pneumococco
Cocchi Gram-: Meningococco, gonococco
Enterobatteri (Salmonella, Shigella, E. coli).
Vibrio cholerae.
Brucella.
Haemophilus influenzae e Bordetella pertussis
Bacillus anthracis
Clostridium botulinum, C. tetani, C. difficile e clostridi della gangrena gassosa.
Corynebacterium diphtheriae.
Mycobacterium tuberculosis e micobatteri non tubercolari
Organismi spiraliformi (Treponema pallidum, Borrelia, Leptospira)
Clamidie, Rickettsie, Micoplasmi
Patogeni opportunisti
VIROLOGIA GENERALE
CARATTERI GENERALI DEI VIRUS
Proprietà salienti dei virus. Classificazione: famiglia, genere, specie, sierotipi e genotipi, ceppi. Proprietà chimico-fisiche dei virus. Morfologia. Struttura del capside e del pericapside.
Elementi di genetica dei virus: Espressione e replicazione del genoma (virus a DNA bi- e monocatenario; virus ad RNA mono- e bi-catenario; virus a genoma segmentato). Mutanti virali; ricombinazione, velocità di evoluzione dei virus e conseguenze.
RAPPORTI VIRUS-CELLULA OSPITE
Il modello batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno.
Replicazione dei virus animali: cinetica; assorbimento: Recettori virali e cellulari. Penetrazione. Assemblaggio. Incapsidamento, maturazione e liberazione dei virioni progenie.
Replicazione abortiva. Virus difettivi.
Conseguenze dell’infezione per le cellule: effetti citopatici. Immortalizzazione e trasformazione cellulare: potenziale trasformante dei virus; basi genetiche e biochimiche della trasformazione da virus. Principi di carcinogenesi virale. Oncosoppressori e proto-oncogeni. Meccanismo di trasformazione dei virus a DNA e a RNA.
RAPPORTI VIRUS-ORGANISMO OSPITE
Concetto di infezione e malattia. Porte di ingresso dei virus e trasmissione.
Percorso dei virus all'interno dell'organismo e raggiungimento dell'organo bersaglio. Replicazione locale e diffusione ad altri distretti; emissione all'esterno. Infezioni sintomatiche e subcliniche, incubazione e malattia: definizione. Malattie acute e croniche. Latenza, Persistenza virale.
Patogenesi delle malattie da virus: meccanismi diretti e indiretti di danno virale; fattori che condizionano l'esito delle infezioni virali. L'azione oncogena dei virus in vivo.
Difese antivirali.
Fattori dell'ospite che condizionano l'esito delle infezioni virali. Immunità innata: sistema interferone e meccanismi di restrizione cellulare. Immunità adattativa: induzione, tipi e meccanismi salienti della risposta immune antivirale. Meccanismi di elusione della risposta innata e adattativa. Sieroprofilassi e vaccinazione: principi. Immunità attiva e passiva. Vaccini inattivati, attenuati, a subunità e ricombinanti.
TECNICHE PER LO STUDIO E LA DIAGNOSI DELLE INFEZIONI VIRALI
Le colture cellulari. Altri substrati per la coltivazione dei virus. Titolazione dei virus. Saggio delle placche, conta al microscopio elettronico, Emagglutinazione. Tecniche molecolari.
Diagnosi di infezione virale: concetti generali. Diagnosi diretta e indiretta: definizione, applicazioni, limiti e significato. Campioni e metodi di diagnosi diretta: microscopia elettronica. Isolamento ed identificazione dei virus. Immunofluorescenza. ELISA per rilevazione degli antigeni. Metodi molecolari: PCR e real-time PCR, principi.
Metodi indiretti di diagnosi di infezione: test di neutralizzazione. Fissazione del complemento. Sistemi immunoenzimatici, Western blot e interpretazione dei risultati. Titolo anticorpale: definizione e determinazione.
VIROLOGIA SPECIALE
Caratteri strutturali, antigenici e biologici, potere patogeno, epidemiologia (cenni), diagnosi di laboratorio, profilassi immunitaria dei seguenti virus:
VIRUS DELLE EPATITI
Introduzione alle epatiti virali. Virus con tropismo epatico costante, frequente e sporadico. Virus epatite A ed E: organizzazione tassonomica, proprietà fisico-chimiche del virus, ciclo replicativo e storia naturale dell’infezione. Epidemiologia, via di trasmissione, diagnosi di laboratorio, profilassi pre- e post-espositiva. Vaccinazione.
Virus epatite B: organizzazione tassonomica, proprietà fisico-chimiche del virus, ciclo replicativo.
Infezioni acute e croniche, meccanismi patogenetici, carcinoma epato-cellulare. Epidemiologia, vie di trasmissione, diagnosi di laboratorio. Terapia interferonica e vaccinazione.
Virus epatite D: infezioni acute e croniche. Epidemiologia, vie di trasmissione, diagnosi di laboratorio, profilassi.
Virus epatite C: tassonomia, ciclo replicativo e storia naturale dell’infezione. Infezioni acute, croniche e carcinoma epato-cellulare. Epidemiologia, vie di trasmissione, diagnosi di laboratorio. terapia: i nuovi farmaci.
VIRUS A DNAHerpesviridae: Introduzione, classificazione, struttura e morfologia, ciclo replicativo e meccanismo di latenza. Meccanismi patogenetici. Concetti generali, infezioni congenite, perinatali e postnatali.
Herpes simplex virus tipo-1 e tipo-2: epidemiologia, patogenesi, storia naturale dell’infezione, malattie acute e ricorrenti, diagnosi e terapia Virus varicella-zoster: epidemiologia, patogenesi, storia naturale dell’infezione, malattie da infezione primaria e riattivazione, diagnosi e terapia, misure preventive
Citomegalovirus: epidemiologia, patogenesi, storia naturale dell’infezione, manifestazioni cliniche acute e da riattivazione, diagnosi e terapia.
Virus Epstein-Barr: epidemiologia, patogenesi, storia naturale dell’infezione, manifestazioni cliniche acute e da riattivazione, malattie neoplastiche, diagnosi e terapia.
Herpes virus umano tipo-6, -7, -8: epidemiologia, patogenesi, storia naturale dell’infezione, manifestazioni cliniche, diagnosi e terapia.
Polioma- e Papillomaviridae: classificazione, struttura e organizzazione genomica. Infezione e patogenesi, manifestazioni cliniche, terapia e vaccinazione. Meccanismi patogenetici
Hepadnaviridae. Caratteristiche della famiglia. HBV.
VIRUS AD RNA
Picornaviridae: enterovirus non polio, virus epatite A, rinovirus. Cenni su coxsackievirus. Organizzazione tassonomica e proprietà generali e strutturali. Ciclo replicativo. Poliovirus: meccanismi di infezione e patogenesi, epidemiologia e diagnosi.
Vaccino antipolio attenuato e inattivato: proprietà immunogeniche, vantaggi e svantaggi.
Retroviridae. Introduzione e classificazione. Retrovirus trasformanti acuti e cronici, il modello HTLV-1. Lentivirus: epidemiologia, vie di trasmissione classificazione, morfologia e ciclo replicativo. Differenze strutturali, genomiche e replicative rispetto ai retrovirus.
Virus immunodeficienza umana HIV: Origini, classificazione e storia. Struttura, organizzazione genomica, replicazione in linfociti e macrofagi. Meccanismi patogenetici, storia naturale dell’infezione: malattia acuta, latenza clinica e AIDS. Terapia antivirale e diagnosi. Farmaci inibitori di integrasi, proteasi, RT. Inibitori del rilascio.
Ortomixoviridae: classificazione, morfologia e struttura. Ciclo replicativo. Infezione e risposta dell'ospite. Meccanismi diretti e indiretti di danno e malattia. Epidemiologia, morbilità e mortalità. Meccanismi di variabilità dei virus influenzali: deriva antigenica e riassortimento. Diagnosi e terapia. Vaccinazione: metodi di preparazione, produzione, indicazioni per i vaccini anti-influenzali.
Paramixoviridae: malattie esantematiche. morfologia e classificazione, ciclo replicativo, organizzazione tassonomica e proprietà generali e strutturali. Virus parainfluenzali, RSV e parotite: meccanismi di infezione e patogenesi, epidemiologia, diagnosi e terapia
Virus del morbillo: infezione, patogenesi, complicanze cliniche e immunologiche, epidemiologia, diagnosi, terapia e vaccinazione.
Virus gastroenterici Storia naturale e meccanismi patogenetici delle infezioni all'apparato gastro-enterico
Arbovirosi, generalità Flavivirus. Dengue West Nile fever virus Zika. Diagnosi, patogenesi. Virus Chikungunia (alphavirus)
I prioni (patogeni non convenzionali). scoperta, cenni epidemiologici, encefalopatie spongiformi trasmissibili: Kuru, Scrapie, Creutzfeld-Jacob disease e variante mad-cow. Malattie sporadiche, familiari e iatrogene. Meccanismo patogenetico, diagnosi e sistemi di prevenzione di trasmissione.
Patogeni principali, vaccini e caratteristiche virologiche principali dei seguenti virus: Calicivirus. Coronavirus. Poxvirus. Filovirus. Rhabdovirus: virus rabbia. Togavirus: virus rosolia. Adenoviridae. Parvoviridae: parvovirus B19; adeno-associati.
TESTI CONSIGLIATI
LA PLACA: Principi di Microbiologia Medica, 10a ed., Società Editrice Esculapio, Bologna, 2005.
SHERRIS. Microbiologia medica, quinta edizione. EMSI
TESTI DI CONSULTAZIONE
FLINT, ENQUIST, KRUG, RACANIELLO, SKALKA: Virology: Molecular Biology, Pathogenesis, and Control, 4 ed. ASM Press, Washington.
Micologia
Proprietà generali dei miceti ed organizzazione cellulare. Classificazione dei miceti di interesse medico.
Miceti patogeni per l’uomo. Micosi superficiali e micosi profonde.
Candida, Aspergillus, Cryptococcus
The course provides knowledge of the biology, structure, morphogenesis, chemical and genetic organization, metabolism, replication, taxonomy of Viruses, Bacteria and Fungi that directly or indirectly interact with the human host (primary infection, re-infection, endogenous reactivation, by host invasion, germ proliferation or toxin production). The course will provide also knowledge of their mechanisms of pathogenesis, of the host immunological control and of the available intervention to possibly eradicate or prevent disease (anti-microbiological agents, seroprophilaxis, vaccination). Special focus will be the knowledge of the laboratory diagnostic assays (both with conventional and biomolecular approaches, manual and automated) and the evaluation of their results
Testi consigliati
ANTONELLI, CLEMENTI, POZZI, ROSSOLINI (A CURA DI) “PRINCIPI DI MICROBIOLOGIA MEDICA“, 3A ED., CASA EDITRICE AMBROSIANA, MILANO, 2017.
SCHERRIS: “MICROBIOLOGIA MEDICA“, 5A ED., EMSI, Edizioni Mediche Scientifiche Internazionali – ROMA, 2013
LA PLACA: “PRINCIPI DI MICROBIOLOGIA MEDICA“, 13A ED., SOCIETÀ EDITRICE ESCULAPIO, BOLOGNA, 2012.
Testi di consultazione
MIMS, DOCKRELL, GOERING, ROITT, WAKELIN, ZUCKERMAN. “MICROBIOLOGIA CLINICA”, 3A ED, EMSI, Edizioni mediche scientifiche internazionali – Roma, 2006.
ANTONELLI, CLEMENTI (A CURA DI): „PRINCIPI DI VIROLOGIA MEDICA“, 2A ED., CASA EDITRICE AMBROSIANA, MILANO, 2012. FIELDS, “VIROLOGY”, 5a ed., Lippincott, Williams & Wilkins, Philadelphia, 2007.
PRESENTAZIONI PDF DELLE LEZIONI SU SITO E-LEARNING
Attending lectures will present data with bibliography and with slides of clinical evidence and summary; this matherial, provided by the professor, with up-to-date textbooks of Microbiology and Clinical Microbiology, is suitable to prepare the student to gain the knowledge needed to complete the course successfully.
Esame orale
