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    Annalisa CAPUANO

    Insegnamento di ELEMENTI DI MEDICINA DI PRECISIONE

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA BIOMEDICA

    SSD: MEDS-02/A

    CFU: 2,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 16,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    MODULO DI PATOLOGIA GENERALE
    Eziologia generale delle patologie umane; meccanismo e genesi della patogenesi; fisiopatologia

    MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE
    Struttura degli acidi nucleici, il mantenimento del genoma, l’espressione del genoma, la regolazione del flusso informazionale, biologia molecolare in medicina.
    MODULO DI FARMACOLOGIA: Farmacologia generale (farmacocinetica, farmacodinamica), farmacologia cellulare e molecolare, tossicologia, sviluppo e uso dei farmaci, farmacovigilanza e farmacoepidemiologia, aspetti regolatori per l’accesso ai farmaci, sperimentazione pre-clinica e clinica dei farmaci. Farmaci biologici, biotecnologici. Farmaci biosimilari. Terapie avanzate: terapia genica, la terapia cellulare e l'ingegneria tissutale.

    Testi di riferimento

    MODULO DI PATOLOGIA GENERALE
    Pontieri: Elementi di patologia generale e Fisiopatologia generale;
    Parola: Patologia generale

    MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE
    Genomi 4, T.A. Brown Edises
    Biologia e Genetica, De Leo et al.
    Edises
    MODULO DI FARMACOLOGIA: Rossi, Cuomo, Riccardi: Farmacologia. Principi di base e applicazioni terapeutiche (IV Edizione, Minerva Medica).
    Goodman-Gilman: Le Basi Farmacologiche della Terapia (XII edizione, Zanichelli).
    Rang, Dale, Ritter, Flower: Farmacologia (VIII Edizione, Casa Editrice EDRA).Fumagalli , Clementi: Farmacologia generale e molecolare (IV Edizione, Elsevier).

    Biologia Molecolare Amaldi et al. Zanichelli

    Obiettivi formativi

    MODULO DI PATOLOGIA GENERALE
    l Corso introduce lo studente alla
    comprensione dei meccanismi e dei fenomeni che sono alla base delle patologie umane.
    In particolare, il Corso consentirà allo studente di conoscere le alterazioni dello stato di salute; di conoscere le principali cause esogene ed endogene di malattia; di conoscere i meccanismi fondamentali di malattia e i meccanismi biologici di difesa, reazione al danno, rigenerazione e riparazione.

    MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE
    Il corso si pone come obiettivo quello di fornire allo studente le conoscenze riguardanti lo studio della struttura, funzione e regolazione delle macromolecole biologiche, quali il DNA, l’RNA e le proteine focalizzando l'attenzione sulle vie biochimiche in cui sono coinvolte. In particolare, verranno affrontati i meccanismi alla base della replicazione e riparazione del DNA e quelli che controllano il flusso dell'informazione genetica dal DNA alle proteine, trascrizione e traduzione, e i relativi meccanismi di regolazione cellulare. In questo modo lo studente sarà in grado di comprendere e conoscere la struttura, la funzione e l'attività delle macromolecole biologiche, e delle vie coinvolte nella regolazione e controllo del flusso dell’informazione biologica. Questa conoscenza è fondamentale per la comprensione delle varie opzioni terapeutiche basate su conoscenze di biologia molecolare.
    MODULO DI FARMACOLOGIA: L’insegnamento si propone come obiettivo quello di fornire allo studente un’adeguata conoscenza dei principi generali che regolano l’interazione tra farmaci ed organismi viventi nonché la conoscenza dei principi e dei metodi della farmacologia clinica, compresa la farmacovigilanza e la farmacoepidemiologia, degli effetti collaterali e della tossicità dei farmaci e delle sostanze d’abuso. Inoltre, l'insegnamento ha l'obiettivo di fornire le basi per la comprensione dello sviluppo dei farmaci biologici, biotecnologici nonchè i progressi nell'ambito delle terapie avanzate.

    Prerequisiti

    conoscenza della biologia

    Metodi didattici

    lezioni frontali e materiale didattico da cui prendere spunto

    Modalità di verifica dell'apprendimento

    La verifica dell'apprendimento avverrà tramite colloquio orale. Le domande riguarderanno gli aspetti di base e principali della patologia generale, della farmacologia e della biologia molecolare. Pertanto, i quesiti risulteranno specifici per valutare le conoscenze fondamentali dell’argomento. Lo studente dovrà dimostrare di conoscere gli aspetti chiave degli argomenti affrontati nei vari moduli. Verranno analizzate le capacità dello studente di discutere su questi punti e l’abilità nello stabilire possibili connessioni. Il voto si esprima in trentesimi, partendo da un minimo di 18 fino ad un massimo di 30/30 e lode

    Altre informazioni

    MODULO DI PATOLOGIA GENERALE
    lezioni frontali sostenute dal Prof Carafa. Il materiale utilizzato per le lezioni frontali, sarà condiviso in forma elettronica

    MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE
    Lezioni frontali tenute dal Prof. U. Galderisi
    MODULO DI FARMACOLOGIA: lezioni frontali sostenute dalla Prof Annalisa Capuano. Il materiale utilizzato per le lezioni frontali, sarà condiviso in forma elettronica

    Programma esteso

    MODULO DI PATOLOGIA GENERALE
    - Eziologia della patogenesi;
    - Adattamenti cellulari e ciclo cellulare;
    - Apoptosi, Necrosi e morte cellulare regolata;
    - Infiammazione: acuta e cronica;
    - Definizione e cause delle infiammazioni acute. I mediatori chimici della infiammazione. Formazione dell'essudato e vari tipi di essudato.
    - Definizione e cause dell’infiammazione cronica. Il granuloma, ruolo e classificazione.
    - Esiti dei processi infiammatori: proteine della fase acuta, cronicizzazione,
    -Ipertermie febbrili e non febbrili.
    - Emopoiesi.
    - Anemie, definizione e
    - Emostasi e patologie del sistema coagulativo.
    - Oncologia: eziologia dei tumori
    - Caratteristiche morfologiche e biochimiche di cellule e tessuti tumorali.
    -Classificazione e ruolo degli oncogeni e Oncosoppressori.
    -Diabete
    - Attività pratica svolta in modalità di “FLIPPED CLASSROOM”; commento della review “Nanomedicine-induced programmed cell death in cancer therapy: mechanisms and perspectives”. Discussione critica sul ruolo delle nanoparticelle e della nanomedicina per la terapia contro il cancro


    MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE
    1: STRUTTURA DEGLI ACIDI NUCLEICI
    La struttura chimica degli acidi nucleici. La struttura fisica del DNA. La struttura dell’RNA.

    2: IL MANTENIMENTO DEL GENOMA
    La struttura del genoma, la cromatina e il nucleosoma. La replicazione del DNA. Le mutazioni e i meccanismi di riparo del DNA.

    3: L’ESPRESSIONE DEL GENOMA
    La trascrizione dell’RNA. La maturazione dell’RNA. La traduzione

    4: LA REGOLAZIONE DEL FLUSSO INFORMAZIONALE
    La regolazione della trascrizione nei procarioti. La regolazione della trascrizione negli eucarioti.

    5: BIOLOGIA MOLECOLARE IN MEDICINA: esempi di modulatori dell’espressione genica a fini terapeutici.
    PROGRAMMA DI FARMACOLOGIA

    1. FARMACOLOGIA GENERALE
    1.1 Generalità sui farmaci
    1.2 Farmacodinamica
    - Azione farmacologica
    - Meccanismi d’azione dei farmaci
    1.3 Farmacocinetica
    - Vie di somministrazione dei farmaci
    - Passaggio dei farmaci attraverso le membrane cellulari
    - Assorbimento e distribuzione dei farmaci
    - Metabolismo dei farmaci
    - Escrezione dei farmaci
    - Analisi farmacocinetiche
    1.4 Preparazioni farmaceutiche
    1.5 Produzione biotecnologica dei farmaci
    - Sviluppo dei farmaci biotecnologici
    - Produzione di farmaci e ingegneria genetica
    - Terapia genica
    - Target therapy
    - Principali farmaci biotecnologici in uso
    - Vaccini dalle biotecnologie
    6. SVILUPPO E USO DEI FARMACI: DAL LABORATORIO ALLA CLINICA
    6.1 Farmaci biologici/biotecnologici
    6.2 Farmaci biosimilari
    6.3 Sperimentazione preclinica e clinica dei farmaci
    6.4 Farmacovigilanza e reazioni avverse
    6.5 Principi di terapia genica: vettori e loro applicazioni

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    GENERAL PATHOLOGY MODULE
    General etiology of human diseases; mechanism and genesis of pathogenesis; pathophysiology

    MOLECULAR BIOLOGY MODULE
    Nucleic acid structure, genome maintenance, genome expression, regulation of information flow, molecular biology in medicine.
    PHARMACOLOGY MODULE: General principles of pharmacology (pharmacokinetics, pharmacodynamics), cellular and molecular pharmacology, toxicology, drug development, pharmacovigilance and pharmacoepidemiology, regulatory system for medicines, pre-clinical and clinical drug research. Biologic and biotechnologic drugs. Biosimilars drugs. Advanced Therapy Medicinal Products.

    Textbook and course materials

    GENERAL PATHOLOGY MODULE
    Pontieri: Elementi di patologia generale e Fisiopatologia generale;
    Parola: Patologia generale

    MOLECULAR BIOLOGY MODULE
    Genomi 4, T.A. Brown Edises
    Biologia e Genetica, De Leo et al. Edises
    Biologia Molecolare Amaldi et al. Zanichelli
    PHARMACOLOGY MODULE: Rossi, Cuomo, Riccardi: Farmacologia. Principi di base e applicazioni terapeutiche (IV Edizione, Minerva Medica).
    Goodman-Gilman: Le Basi Farmacologiche della Terapia (XII edizione, Zanichelli).
    Rang, Dale, Ritter, Flower: Farmacologia (VIII Edizione, Casa Editrice EDRA).Fumagalli , Clementi: Farmacologia generale e molecolare (IV Edizione, Elsevier).

    Course objectives

    GENERAL PATHOLOGY MODULE
    At the end of this teaching the student:

    will be able to understand the causes of diseases in humans and the mechanisms
    fundamental pathogenetics that occur at the cell and tissue level; will be able to explain the main mechanisms of reaction to damage, with particular reference to the inflammatory process; will know the main causes of tumors and their pathogenesis; will have a good knowledge of diseases of the main systems.

    MOLECULAR BIOLOGY MODULE
    The course aims to provide students with the knowledge concerning the study of the structure, function and regulation of biological macromolecules, such as DNA, RNA and proteins, focusing attention on the biochemical pathways in which they are involved. In particular, the mechanisms underlying DNA replication and repair will be addressed, as well as those that control the flow of genetic information from DNA to proteins, transcription and translation, and the related mechanisms of cell regulation. In this way the student will be able to understand the structure, function and activity of biological macromolecules, and of the routes involved in the regulation and control of the flow of biological information. This knowledge is fundamental for the understanding of the various therapeutic options based on molecular biology knowledge.
    PHARMACOLOGY MODULE: The aim of the course is to provide the student with adequate knowledge of the general principles underlying the interaction between drugs and living organisms, principles of clinical pharmacology, including pharmacovigilance and pharmacoepidemiology, adverse drug effects, drug toxicity and substance abuse; Moreover, the course also provides basically overview of biotech drus and Advanced Therapy Medicinal Products.

    Prerequisites

    good knowledge of biology

    Teaching methods

    lectures and teaching materials

    Assessment methods

    The assessment of learning will be conducted through an oral examination (colloquio orale).
    The questions will cover the basic and main aspects of General Pathology, Pharmacology, and Molecular Biology. Therefore, the questions will be specific to evaluate fundamental knowledge of the subject matter.
    The student will be required to demonstrate knowledge of the key aspects of the topics addressed in the various modules. The student's ability to discuss these points and their skill in establishing possible connections will be analyzed.
    The grade is expressed out of thirty (30), ranging from a minimum passing score of 18/30 up to a maximum score of 30/30 cum laude (30/30 e lode).

    Other information

    GENERAL PATHOLOGY MODULE
    lessons held by Prof. Carafa. The material used for the lessons will be shared in electronic form

    MOLECULAR BIOLOGY MODULE
    lessons held by Prof. U. Galderisi
    PHARMACOLOGY MODULE: lessons held by Prof Annalisa Capuano. The teaching material will be shared in electronic form.

    Detailed syllabus

    GENERAL PATHOLOGY MODULE
    - Etiology of pathogenesis;
    - Cellular adaptations and the cell cycle;
    - Apoptosis, necrosis, and regulated cell death;
    - Inflammation: acute and chronic;
    - Definition and causes of acute inflammation. Chemical mediators of inflammation. Exudate formation and various types of exudate.
    - Definition and causes of chronic inflammation. Granuloma: role and classification.
    - Outcomes of inflammatory processes: acute-phase proteins, chronicization,
    - Febrile and non-febrile hyperthermia.
    - Hematopoiesis.
    - Anemias: definition and
    - Hemostasis and disorders of the coagulation system.
    - Oncology: etiology of tumors
    - Morphological and biochemical characteristics of tumor cells and tissues.
    - Classification and role of oncogenes and tumor suppressor genes.
    - Diabetes
    - Practical activity conducted in "Flipped Classroom" modality: comment of the review "Nanomedicine-induced programmed cell death in cancer therapy: mechanisms and perspectives." Critical discussion of the role of nanoparticles and nanomedicine in cancer therapy.


    MOLECULAR BIOLOGY MODULE
    1: STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS
    The chemical structure of nucleic acids. The physical structure of DNA. The structure of RNA.

    2: MAINTENANCE OF GENOMA
    The structure of the genome, the chromatin and the nucleosome. DNA replication. Mutations and DNA repair mechanisms.

    3: THE EXPRESSION OF GENOME
    RNA transcription. RNA processing. Translation

    4: THE ADJUSTMENT OF THE INFORMATION FLOW
    The regulation of transcription in prokaryotes. Regulation of transcription in eukaryotes.
    5: MOLECULAR BIOLOGY IN MEDICINE: examples of gene expression modulators for therapeutic purposes.
    PHARMACOLOGY MODULE:
    1. GENERAL PHARMACOLOGY
    1.1 General Information on Drugs
    1.2 Pharmacodynamics
    - Pharmacological Action
    - Mechanisms of Action of Drugs
    1.3 Pharmacokinetics
    - Routes of Drug Administration
    - Passage of Drugs Across Cell Membranes
    - Drug Absorption and Distribution
    - Drug Metabolism
    - Drug Excretion
    - Pharmacokinetic Analysis
    1.4 Pharmaceutical Preparations
    1.5 Biotechnological Drug Production
    - Biotechnological Drug Development
    - Drug Production and Genetic Engineering
    - Gene Therapy
    - Target Therapy
    - Main Biotechnological Drugs in Use
    - Vaccines from Biotechnology
    6. DRUG DEVELOPMENT AND USE: FROM THE LABORATORY TO THE CLINIC
    6.1 Biological/Biotechnological Drugs
    6.2 Biosimilar Drugs
    6.3 Preclinical and Clinical Drug Testing
    6.4 Pharmacovigilance and adverse reactions
    6.5 Principles of gene therapy: vectors and their applications

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