CdSSCIENZE DEI PRODOTTI ERBORISTICI E DELLA SALUTE
Codice402EE
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
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
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
Per l'accertamento delle conoscenze sarà svolta una prova in itinere su una parte del programma, propedeutica alla prova finale orale.
Ongoing assessment to monitor academic progress will be carried out in the form of tests.
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.
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.
La verifica delle capacità avverrà mediante prove orali/scritte in itinere e finali sugli argomenti presentati a lezione
Assessment criteria of skills will be based on the final exam and through the discussion with the students about lesson arguments during the course.
Lo studente saprà discutere di vecchi e nuovi principi attivi prodotti con la tecnologia del DNA ricombinante.
The student will be able to discuss and argue about old and new drugs produced with recombinant DNA technology.
Durante il corso il docente verificherà l'apprendimento dei contenuti mediante domande e discussioni che coinvolgono in maniera diretta gli studenti.
During the course, the teacher will verify the learning of the contents through questions and discussions that directly involve the students.
Conoscenze di chimica e biochimica, biologia, anatomia, fisiologia e patologia
Basic knowledge of chemistry, biochemistry, biology, anatomy, physiology and pathology.
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
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
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
- 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.
- Caratteristiche farmacocinetiche delle proteine biotecnologiche. Vie di somministrazione, metabolismo, distribuzione ed eliminazione. Esempi
- 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
- 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.
- 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.
- Insuline biotecnologiche. Caratteristiche, rapporto struttura-farmacocinetica, impiego clinico e tollerabilità sistemica e locale.
- 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.
- Anticorpi monoclonali. Farmacocinetica. Vie di somministrazione: endovenosa; sottocutanea ed impiego di ialuronidasi (esempi). Clearance dei MAb. Meccanismi di citotossicità. Aree di impiego.
- Anticorpi monoclonali. Esempi di anticorpi monoclonali (rituximab, ipilimumab, etc.), frammenti (abciximab) e immunoconiugati (gentuzumab ozogamicina, ibritumomab tiuxetan)
- 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.
- 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.
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
Materiale didattico preparato dal docente (diapositive)
Libri di testo:
FARMACI BIOTECNOLOGICI (a cura di Vegeto-Maggi-Minghetti), Casa Editrice Ambrosiana
BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE (Crommelin DJ e Sindelar RD curatori), Zanichelli Editore
BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI (Brown TA), Zanichelli Editore
Materials provided by the teacher (slides, literature papers)
Suggested text books:
FARMACI BIOTECNOLOGICI (a cura di Vegeto-Maggi-Minghetti), Casa Editrice Ambrosiana
BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE (Crommelin DJ e Sindelar RD curatori), Zanichelli Editore
BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI (Brown TA), Zanichelli Editore
Per ogni eventuale chiarimento contattare i docenti all'indirizzo:
antonello.dipaolo@med.unipi.it
laura.marchetti@unipi.it
Per il programma dettagliato consultare il registro delle lezioni sul sito https://unimap.unipi.it/cercapersone/cercapersone.php (pagina del docente).
Teacher email addresses:
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)
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.
The final exam will consist of an oral discussion on the topics covered by the lessons. The students will be given the opportunity to carry out an ongoing test towards the end of the course, on a part of the programme. After passing the test, the oral exam will focus on the remaining part of the program.