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C.I. FARMACI BIOTECNOLOGICI

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
LUCA FERRARO
Crediti formativi
12
Percorso
BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
Periodo didattico
Secondo Semestre

Obiettivi formativi

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Modulo: 56761 - BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE NELLA RICERCA PRECLINICA
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Il modulo esamina le principali metodologie sperimentali, basate sulle biotecnologie, per la ricerca e lo sviluppo preclinico di nuovi farmaci. Il Corso è svolto mediante un'articolazione integrata dei concetti di farmacologia generale e cellulare, della loro applicazione nella ricerca e sviluppo di nuovi farmaci, della “rivoluzione biotecnologica” nella ricerca e sviluppo di nuovi farmaci e dell’applicazione delle metodiche biotecnologiche nella ricerca e sviluppo preclinico di nuovi farmaci. Il corso si propone di fornire gli strumenti teorici e metodologici che consentano di affrontare in modo adeguato problemi attuali di ricerca e sviluppo preclinico di nuovi farmaci.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
1) concetti generali di farmacocinetica e farmacodinamica;
2) conoscenza di base delle strategie di ricerca preclinica e clinica;
3) conoscenza di base delle metodologie tradizionali utilizzate nella ricerca preclinica e dei loro aspetti generali;
4) conoscenza delle metodologie biotecnologiche utilizzate nella ricerca preclinica;

Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
1) progettare uno studio preclinico utilizzando le biotecnologie;
2) comprendere ed interpretare in modo analitico le pubblicazioni scientifiche inerenti la ricerca preclinica dei farmaci.

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Modulo: 72198 - TECNOLOGIE GENOMICHE E FARMACOGENETICA
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Modulo di Tecnologie Genomiche e Farmacogenetica:
Il modulo comprende la descrizione delle principali tecnologie genomiche e di come tali metodologie possano essere utilizzate nell’ambito della Farmacogenetica, disciplina che mira ad identificare i geni e le varianti geniche che determinano la variabilità inter-individuale nella risposta ai farmaci. Il corso si propone di fornire le basi teoriche e metodologiche che consentano agli studenti di apprendere come l’indagine farmacogenetica/genomica possa migliorare la selezione/dosaggio dei farmaci (esempi patologie/farmaci), ridurre il numero delle reazioni avverse e favorire la scoperta di nuovi farmaci.

Le principali conoscenze acquisite saranno:
1) Le basi della variabilità individuale nelle risposte alla terapia farmacologica (efficacia e tollerabilità). Varianti alleliche nella popolazione umana. Polimorfismi degli enzimi responsabili del metabolismo dei farmaci o dei geni codificanti per il bersaglio terapeutico del farmaco.
2) Tecnologie per il sequenziamento degli acidi nucleici. Sanger e Next Generation Sequencing. Sequenziamento del genoma umano e strategie per il sequenziamento di genomi/esomi completi
3) Complessità poligenica e modulatori dell’azione di un farmaco. Geni che influenzano la risposta al farmaco: geni codificanti per proteine coinvolte nella biodisponibilità del farmaco (farmacocinetica); geni che codificano per il bersaglio terapeutico del farmaco (farmacodinamica).
4) Metodi di studio in farmacogenetica e farmacogenomica (misure farmacogenetiche, gene candidato, studi GWA) per l'identificazione di target biologici con valore diagnostico, prognostico e terapeutico per arrivare ad una medicina predittiva e terapia personalizzata
5) Farmacologia di genere.

Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
1) comprendere i fattori alla base della terapia personalizzata (genetica, interazione tra geni ed ambiente, età, stato nutrizionale, ecc)
2) comprendere come la farmacogenetica e farmacogenomica indirizza l’uso clinico dei farmaci (esempi patologie/farmaci) e la scoperta di nuovi farmaci/bersagli
3) comprendere ed interpretare in modo analitico le pubblicazioni scientifiche inerenti la ricerca in ambito farmacogenomico.

Prerequisiti

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Modulo: 56761 - BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE NELLA RICERCA PRECLINICA
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Lo studente deve avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze:
1) concetti elementari di Fisiologia e Patologia;
2) concetti fondamentali di Biochimica e Biologia Molecolare;
3) concetti fondamentali di Tecnologie Biochimiche e Ricombinanti.

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Modulo: 72198 - TECNOLOGIE GENOMICHE E FARMACOGENETICA
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Modulo di Tecnologie Genomiche e Farmacogenetica:
Lo studente deve avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze:
1) concetti fondamentali di Biologia generale;
2) concetti fondamentali di Genetica;
3) concetti fondamentali di Biochimica e Biologia Molecolare;

Contenuti del corso

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Modulo: 56761 - BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE NELLA RICERCA PRECLINICA
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1) Farmacocinetica e Farmacodinamica: concetti generali (10 ore)
Caratteristiche fisico-chimiche dei farmaci tradizionali e biologici; vie di somministrazione; assorbimento; distribuzione; metabolismo dei farmaci e vie di eliminazione; bersagli molecolari dei farmaci; interazione farmaco-recettore; agonismo, antagonismo e sinergismo; relazione dose-effetto.
2) Metodiche tradizionali nella ricerca preclinica (18 ore)
Approcci sperimentali in vitro ed in vivo; binding recettoriale; curve dose-risposta; organi isolati; valutazione degli effetti dei farmaci sui meccanismi di trasduzione; rilascio di neurotrasmettitori; metodiche comportamentali per la valutazione delle proprietà analgesiche, ansiolitiche, antidepressive e neuroprotettive dei farmaci.
3) Biotecnologie nella ricerca preclinica (20 ore)
Analisi della “rivoluzione biotecnologica” delle metodologie tradizionali di ricerca preclinica; modelli cellulari ricombinanti; cellule trasfettate e ricerca preclinica; animali transgenici e ricerca preclinica; uso di anticorpi monoclonali e sequenze di acidi nucleici nella ricerca preclinica; genomica, trascrittomica, proteomica e secretomica nella ricerca preclinica.

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Modulo: 72198 - TECNOLOGIE GENOMICHE E FARMACOGENETICA
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Modulo di Tecnologie Genomiche e Farmacogenetica:
Tecnologie genomiche:
Le metodologie di caratterizzazione della variabilità genetica: da Sanger agli SNP-chip alle next generation sequencing; prospettiva storica e casi studio pubblicati
Principi delle metodologie NGS: vantaggi e svantaggi, prospettive. Whole exome sequencing; Whole genome sequencing.
Bioinformatica dell’analisi di dati NGS. Formato dei dati genomici. Paired-end vs sigle-end. Formato SAM/BAM. Valutazione della qualità delle reads
SNV Panels, NGS short reads, NGS long reads: principi delle metodologie, vantaggi e svantaggi, prospettive. Principali database genomici e applicazioni

Concetti generali di farmacogenomica e farmacogenetica
• Le basi della variabilità individuale: polimorfismi/mutazioni, variabilità fenotipica (genetica, ambientale) e variabilità genetica nella popolazione umana.
Variabilità individuale nelle risposte alla terapia farmacologica:
• tratti monogenici, poligenici e complessi
• fenotipi farmacocinetici e farmacodinamici
Geni target della farmacogenomica:
• Polimorfismi/mutazioni dei geni codificanti per proteine coinvolte nella biodisponibilità del farmaco (farmacocinetica)
• Polimorfismi/mutazioni dei geni che codificano per il bersaglio terapeutico del farmaco (farmacodinamica)
Metodi di studio in farmacogenetica e farmacogenomica:
• gene candidato; studi GWA, WES, WGS
• Farmacogenetica-genomica nei trials clinici: esempi di patologie per le quali sono utilizzati approcci di farmacogenomica
• cenni di medicina/farmacologia di genere

Metodi didattici

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Modulo: 56761 - BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE NELLA RICERCA PRECLINICA
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Il modulo è organizzato nel seguente modo:
1) lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso;
2) esercitazioni in aula per la comprensione di pubblicazioni scientifiche inerenti la ricerca preclinica e le biotecnologie: discussione comune.

Le modalità di svolgimento delle lezioni potranno cambiare in relazione all'emergenza sanitaria da COVID-19

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Modulo: 72198 - TECNOLOGIE GENOMICHE E FARMACOGENETICA
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Modulo di Tecnologie Genomiche e Farmacogenetica:

Il modulo consiste in 48 ore di lezioni frontali durante le quali gli argomenti del programma saranno discussi con l'ausilio di slide, pubblicazioni scientifiche e linee guida che faranno riferimento alla letteratura scientifica più aggiornata e accreditata.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi e delle abilità precedentemente indicati. Essa consiste in due esami scritti, uno per modulo così strutturati:

Modulo di Biotecnologie Farmacologiche nella Ricerca Preclinica
Esame scritto che comprende 31 domande a risposta multipla con risposte chiuse (con 4 possibilità di risposta di cui una sola corretta) e sarà svolto utilizzando moduli OMR. La domanda potrà prevedere l’interpretazione di un grafico/figura. La durata dell’esame sarà 60 minuti.
Per gli studenti DSA verrà valutata singolarmente la modalità di svolgimento della prova.
Per superare l’esame (voto minimo 18/30) sarà necessario rispondere correttamente ad almeno 18 quesiti senza sbagliarne altri. La votazione di 30/30 e lode si conseguirà rispondendo correttamente a 31 quesiti. Non sono previsti punti di penalizzazione per risposte sbagliate. Non sono previste penalizzazioni per risposte non date.
La prova d’esame ha lo scopo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti trattati nel corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente.

Testi di riferimento

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Modulo: 56761 - BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE NELLA RICERCA PRECLINICA
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1) Diapositive a dispensa presentate a lezione dal Docente (devono essere una guida allo studio e non possono sostituire i libri di testo).
2) Farmacologia Generale e Molecolare – Autori: F. Clementi, G. Fumagalli – Utet Ed.

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Modulo: 72198 - TECNOLOGIE GENOMICHE E FARMACOGENETICA
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Modulo di Tecnologie Genomiche e Farmacogenetica:
1) Diapositive presentate a lezione dalla Docente (devono essere una guida allo studio e non possono sostituire i libri di testo).
2) Farmacologia Generale e Molecolare – Autori: F. Clementi, G. Fumagalli – Utet Ed.
3) Farmaci biotecnologici – E. Vegeto, A. Maggi, P. Minghetti – Ambrosiana Ed.
4) Fondamenti di bioinformatica – M.H. Citterich, F.Ferrè, G.Pavesi, G.Pesole, C.Romualdi – Zanichelli Ed.