Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Università Magna Graecia di Catanzaro

BIOTECNOLOGIE BIOLOGICHE

CdL Biotecnologie

Conoscenza delle principali metodologie di laboratorio per applicazioni biotecnologiche; consentire allo studente di conoscere e di comprendere elementi essenziali di farmacologia allo scopo di promuovere nello studente la capacità di individuare gli aspetti critici connessi allo sviluppo e all’utilizzo dei nuovi farmaci biotecnologici e non dimostrando autonomia di giudizio, capacità di apprendimento e di comunicazione; 

Modulo e/o Codocenza Docente CFU
BIOCHIMICA CLINICA E BIOLOGIA MOLECOLARE CLINICA Camillo Palmieri 4
FARMACOLOGIA Carolina Muscoli 2
FARMACOLOGIA Laura Berliocchi 2
Docente:
Camillo Palmieri
cpalmieri@unicz.it
09613695181
Edificio Edificio Preclinico Stanza: Livello 7
Lunedì, ore 9.00 -12.00, previo appuntamento

SSD:
BIO/12 - BIO/14 - BIO/14

CFU:
8

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 28/03/2024

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso e di essere in grado di utilizzare i concetti fondamentali di ogni argomento; 

- Conoscenza delle principali metodologie di laboratorio per l'analisi di proteine e acidi nucleici.

- Interpretazione dell'accetabilità di un risultato di laboratorio.

- Sapere utlizzare i principali database di proteine e acidi nucleici.

- Saper disegnare della strategie di purificazione di proteine.

Programma

Programma del Modulo di Biochimica clinica

Concetti generali. Richiami di statistica descrittiva per le misure di laboratorio: media, deviazione standard, coefficiente di variazione di una distribuzione di dati. Fonti di errore di una misura: la variabilità analitica e biologica. Concetti di esattezza, accuratezza, bias, precisione, ripetibilità e riproducibilità. Linearità, sensibilità e specificità analitiche.

Concetto di curva di calibrazione e di funzione di calibrazione.

Accuretezza diagnostica: la sensibilità e la specificità diagnostica; valori predittivi dei positivi e dei negativi.

Elettroforesi: principi generali; definizione della mobilità elettroforetica; fenomeno dell’elettroendosmisi. Supporti per elettroforesi: gel di agarosio e di poliacrilammide. Elettroforesi delle proteine: ionizzazione degli amminoacidi, punto isoelettrico; profilo proteico del siero. Elettroforesi di proteine in condizioni native e SDS-PAGE. Visualizzazione di proteine su gel. Stima dei pesi molecolari. Trasferimento di proteine su filtro: Western Blotting.

Isoelettrofocusing. Elettroforesi bidimensionale. Elettroforesi capillare.

Elettroforesi di acidi nucleici. Trasferimento di acidi nucleici su filtro: Southern e Northern Blotting.

Applicazioni: elettroforesi delle sieroproteine; principali frazioni elettroforetiche delle sieroproteine; gammopatie monoclonali in elettroforesi.

Determinazione dell’emoglobina glicata in elettroforesi capillare.

Tecniche immunochimiche. Struttura delle immunoglobuline. Produzione di anticorpi monoclonali e policlonali. Anticorpi coniugati. Reazione antigeni-anticorpi; metodi di agglutinazione (per la valutazione dei gruppi sanguigni; test di Coombs diretto e indiretto) e immunoprecipitazione: immunodiffusione radiale semplice, immunoprecipitazione in soluzione per lo studio di complessi proteici.

Metodi immunochimica diretti e indiretti: esempi di anticorpi coniugati. Immunoblotting.

Dosaggi immunologici competitivi: Radio-Immuno Assay (RIA);  Dosaggi immunoenzimatici: ELISA

Tecniche spettroscopiche. Proprietà della radiazione elettromagnetica e sua interazione con la materia. Spettroscopia nell'UV e nel visibile. La legge di Lambert-Beer. Spettrofotometria: quantificazione di acidi nucleici e proteine. Determinazione della concentrazione di proteine in soluzione: metodi diretti e indiretti.

La fluorescenza: principi; caratteristiche dei fluorocromi (energia di attivazione e di emissione). Immunofluorescenza: cenni di microscopia a fluorescenza e microscopia confocale; la Green Fluorescent Protein (GFP). La citofluorimetria a flusso: esempio di analisi dei leucociti. Applicazioni della citofluorimetria a flusso nel laboratorio di ricerca: ciclo cellulare, contenuto del DNA, apoptosi.

Tecniche cromatografiche. Principi di cromatografia. Il coefficiente di ripartizione; il coefficiente effettivo distribuzione. Meccanismi della separazione cromatografica. Cromatografia di adsorbimento. Cromatografia a scambio ionico.

Cromatografia di esclusione molecolare (gel filtration) Cromatografia di affinità: purificazione di anticorpi e di immunocomplessi; purificazione di mRNA.

Manipolazione degli acidi nucleici.

Isolamento e separazione degli acidi nucleici. Denaturazione (temperatura di fusione, effetto ipercromico, ibridizzazione).  Ibridazione standard e inversa: ibridazione di Southern e Northern blots. Microarrays per l’analisi del trascrittoma

La reazione a catena della polimerasi (PCR). Real Time PCR: differenze con la PCR tradizionale; SYBR Green e sonde TaqMan; quantificazione assoluta e relativa in Real Time PCR.

Metodiche di sequenziamento degli acidi nucleici: di prima generazione (metodo di Sanger); next generation sequencing

Modificazione del DNA: enzimi di restrizione (endonucleasi sito-specifiche), endonucleasi ed eso-nucleasi, DNA polimerasi, RNA polimerasi, trascrittasi inversa.

Clonaggio di un frammento di DNA. Vettori per la clonazione di geni: i plasmidi. 

Programma del modulo di Farmacologia (prof. Muscoli)

Farmacologia classica e nuovi approcci terapeutici: i farmaci biotecnologici.

Fasi della ricerca e dello sviluppo dei farmaci “classici”, dei farmaci biotecnologici e dei nutraceutici: analogie e differenze.

Biotecnologie e ricerca preclinica e clinica.

Tecniche di produzione dei farmaci biotecnologici.

Produzione e meccanismo d’azione degli ormoni polipeptidici.

Diabete: fattori di rischio e meccanismi patogenetici.

Insulina, antidiabetici orali, nuovi farmaci antidiabetici.

Cancerogenesi: fattori di rischio e meccanismi patogenetici.

Cancerogenesi e terapia dei tumori:

- introduzione

- chemioterapia antitumorale e anticorpi monoclonali.

10) Basi della tossicologia.

11) Cenni di tossicologia della riproduzione e dello sviluppo.

Programma del Modulo di Farmacologia (Prof.ssa Berliocchi)

Farmacogenetica e farmacogenomica

Reazioni avverse (ADR) e variabilità individuale nelle risposte ai farmaci: fattori che influenzano l’efficacia terapeutica e l’insorgenza di effetti collaterali.

Definizioni: polimorfismo, mutazione, allele. Classificazione polimorfismi (SNPs, VNTR, INDEL...). Classificazione SNPs (cSNPs, pSNPs, rSNPs). SNPs sinonimi e non-sinonimi.

Influenza dei fattori genetici nei processi farmacocinetici e farmacodinamici. Effetti dei polimorfismi genetici sul metabolismo del farmaco. Enzimi di fase I: CYP450 (CYP2D6, CYP2C19, CYP2C9). Farmaci: nortriptilina, codeina, tamoxifene, clopidogrel. Enzimi di fase II (NAT2, TMPT, UGT) e farmaci (isoniazide, antitumorali). Polimorfismi e trasportatori: p-glicoproteina, OAT1B1. Polimorfismi e bersagli terapeutici: recettori b1 e b2 adrenergici; farmaci:

b-bloccanti, antiasmatici.

Warfarin e polimorfismi di CYP2C9 e VKORC1.

Farmaci antitumorali e biomarcatori farmacogenetici (5-FU, capecitabina – polimorfismi DPD, TS, OPRT; Irinotecano – polimorfismi UGT1A1; 6-Mercaptopurina – polimorfismi TPMT)

Tecnologie di genotipizzazione (low, medium, high, super-high throughput).

Il dolore

definizione (IASP) e classificazione del dolore

meccanismi fisiopatologici periferici e centrali; trattamenti farmacologici

stato e sfide della ricerca traslazionale:

modelli sperimentali pre-clinici (dolore acuto/cronico, infiammatorio/neuropatico): hot-plate test, tail flick

test, formalin test, CFA, carragenina; SNI, SNL, CCI)

studi quantitativi della sensibilità (hot-plate, tail flick, Von Frey’s, Haregreaves, test acetone)

predittività modelli sperimentali (conditioned place preference, mouse grimage scale, open-field, elevated maze)

Terapie innovative: la tossina botulinica. Biologia, farmacologia e tossicologia






Impegno orario complessivamente richiesto allo studente

136 ore di studio individuale 

Metodi insegnamento

Lezioni frontali 

Risorse per l'apprendimento

Testi consigliati Modulo di Biochimica clinica e Biologia molecolare clinica:

Biochimica e Biologia Molecolare: Principi e Tecniche (Wilson- Raffaello Cortina Editore).

Altro materiale didattico scaricabile dalla risorsa e-resource d'ateneo.

Testi consigliati Modulo di Farmacologia (prof.ssa Muscoli)

- Rossi, Cuomo, Riccardi. “Farmacologia. Principi di base e applicazioni terapeutiche”. Ed. Minerva Medica.

- Casarett & Doull. “Elementi di tossicologia”. Ed. CEA.

Testi consigliati Modulo di Farmacologia (prof.ssa Berliocchi)

Clementi - Fumagalli, Farmacologia generale e molecolare. Edra - Capitolo 57

Annunziato – Di Renzo, Trattato di Farmacologia. Idelson Gnocchi - Capitolo 86

Katzung (Trad. Preziosi), Farmacologia Generale e Clinica. Piccin - Capitolo 5

Goodman – Gilman / Le basi farmacologiche della terapia. Zanichelli - Capitolo 7

Altman – Flockhart – Goldstein. Principles of Pharmacogenetics and Pharmacogenomics. Cambridge - Capitoli 10 e 2

C Bonezzi. Il dolore: aspetti generali e classificazioni. In: C Bonezzi, M Buonocore. Aspetti di fisiopatologia e terapia del dolore. AlfaWassermann (2013) http://www.paviapainschool.it/public/pdf/Aspetti%20di%20fisiopatologia.pdf

ML Sotgiu. Ricerca traslazionale in medicina e nel dolore. Pathos (2014) 21(2):5-6 https://www.pathos-journal.com/doc/2014_2_Editoriale_Sotgiu.pdf

J Mao. Current challenges in translational pain research. Trends in Pharmacological Sciences (2012) 33(11):568-573

JR Deuis, LS Dvorakova and IV Deuis. Methods Used to Evaluate Pain Behaviors in Rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience (2017) 10:284 doi: 10.3389/fnmol.2017.00284 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5592204/pdf/fnmol-10-00284.pdf

M Pirazzini, O Rossetto, R Eleopra e C Montecucco. Botulinum Neurotoxins: Biology, Pharmacology and Toxicology. Pharmacological Reviews (2017) 69:200-235 [Escludere dallo studio i seguenti paragrafi: “Genetics and structure of Botulinum Neurotoxins and Their Progenitor Toxin Complexes” / “Autonomic Disorders” / “Urologic Pathologic Conditions” / “Gastroenterology and Proctologic disorders” / “Depression” / “Cosmetic uses” / “BoNT in Pregnancy”] http://pharmrev.aspetjournals.org/content/pharmrev/69/2/200.full.pdf



Attività di supporto

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Modalità di frequenza

Le modalità sono indicate dall’art.8 del Regolamento didattico d’Ateneo.

Modalità di accertamento

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf

 Opzionale (Durante il corso sarà svolto un esame in itinere in forma scritta che prevede n.ro 10-15 quiz. Il risultato dell’esame sarà considerato per la l'esame finale.

L’esame finale sarà svolto in forma scritta/orale