Insegnamento VETTORI NON VIRALI PER LA TERAPIA GENICA
| Nome del corso di laurea | Biotecnologie farmaceutiche |
|---|---|
| Codice insegnamento | GP003551 |
| Sede | PERUGIA |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Stefano Giovagnoli |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2018 |
| Erogato | Erogato nel 2018/19 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline farmaceutiche |
| Settore | CHIM/09 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Introduzione concetti farmacocinetica veicolazione sito-specifica di farmaci. Concetti di terapia genica. Accenni sui virus come vettori. Veicolazione di DNA nudo o sistemi nanoparticellari. Complessi DNA-lipidi, DNA-polimeri. Nanoparticelle composite e loro preparazione |
| Testi di riferimento | Materiale fornito dal docente- slides e pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali |
| Obiettivi formativi | Il corso fornisce una conoscenza teorica dei sistemi molecolari e nanoparticellari utilizzati come carrier nella terapia genica alternativa a quella virale. Conoscenza-Le conoscenza che dovranno essere acquisite dallo studente rigurdano le basi tecnologiche della terapia genica. in particolare lo studente dovrà dimostrare di avere compreso la natura dei sistemi colloidali in particolare nanoparticelle e carrier molecolari utilizzati come vettori di materiale genico, le problematiche legate alla loro preparazione e stabilità, le differenze tra i diversi sistemi lipidici e polimerici, i diversi meccanismi di azione dei carriers descritti, e le caratteristiche d'impiego richieste per garantire la massima efficacia del trattamento. Abilità- lo studente dovrà acquisire la capacità decisionale sulla scelta ponderata del carrier appropriato in relazione al tipo di target genetico e del tipo di patologia. Inoltre, dovrà sviluppare la capacità di approfondire in modo autonomo l'argomento e discutere la letteratura del settore. |
| Prerequisiti | Al fine di poter garantire un livello di apprendimento sufficiente lo studente deve avere acquisito conoscenze di chimica organica e chimica inorganica. Inoltre, fondamentali sono conoscenze di biochimica e fisiologia di base ed alcuni aspetti istologici. In particolare, è richiesta una conoscenza di base della biologia cellulare e dei processi metabolici cellulari oltre che dell'anatomia generale umana. Tali conoscenze sono importanti per la natura multidisciplinare del corso che spazia dai sistemi biologici alle tecnologie applicate alle forme medicinali. A questo riguardo è suggerito un approfondimento dei concetti alla base degli approcci utili alla veicolazione di farmaci. Alcuni di questi aspetti mirati saranno comunque affrontati all'inizio del corso. |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato in lezioni frontali in aula sugli argomenti con particolare attenzione a coinvolgere lo studente per richiamare e valutare le conoscenze di base necessarie all'apprendimento. A tale scopo sono fornite sia le slide del corso che materiale di letteratura riguardante i recenti progressi scientifici nel settore. Ciò si ritiene necessario vista la mancanza di un testo di riferimento didattico a portata dello studente. Sia la multidisciplinarietà del corso che il livello avanzato del materiale che lo studente ha a disposizione richiedono un supporto continuo da parte del docente per verificare che lo studente abbia il giusto livello di comprensione degli argomenti illustrati. Inoltre il corso prevede una fase di aggiornamento continuo visto il rapido progresso nel settore che viene svolto tramite analisi della letteratura scientifica. A tale scopo una seconda fase prevede un approfondimento che sarà svolto nelle ore dedicate al supporto al corso. |
| Altre informazioni | Saranno svolte cinque ore al termine del corso di attività di supporto per approfondire alcuni aspetti del corso stesso da concordare con lo studente e assistere lo studente nell'attività di collegamento delle conoscenze pregresse e necessarie all'apprendimento e le nuove conoscenze acquisite durante il corso. Tale attività sarà svolta presso il Polo di Biotecnologie di via del Giochetto |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esami orali, consistenti in quesiti relativi ad aspetti teorici inerenti alle tematiche affrontate durante il corso e volti ad accertare la loro conoscenza e comprensione da parte dello studente, nonché la capacità di esporne il contenuto; in particolare lo studente dovrà dimostrare di avere compreso la natura dei sistemi colloidali in particolare nanoparticelle e carrier molecolari utilizzati come vettori di materiale genico, le problematiche legate alla loro preparazione e stabilità, le differenze tra i diversi sistemi lipidici e polimerici, i diversi meccanismi di azione dei carriers descritti, e le caratteristiche d'impiego richieste per garantire la massima efficacia del trattamento. Inoltre, sarà valutata anche la capacità dello studente di approfondire in modo autonomo l'argomento e discutere la letteratura del settore. |
| Programma esteso | Introduzione: concetti farmacocinetica e in particolare biodistribuzione- veicolazione sito-specifica di farmaci e molecole attive: definizioni e approcci- Il principio della vettorizzazione e concetti e tecnologia dei sistemi dispersi colloidali. Proprietà delle nanoparticelle e farmacocinetica. Accenni sui virus come vettori: proprietà e tipologia dei vettori virali e metodi di preparazione. Veicolazione di DNA tramite liposomi. Tipologia di liposomi e loro proprietà e metodi di preparazione. Vantaggi e svantaggi. Liposomi pH sensibili (attivosomi). Complessi lipidici e DNA: Lipoplessi (genosomi): tipologia di lipidi e proprietà. Lipidi cationici e miscele, lipide helper. Metodi di preparazione. Lipoplessi classici e meccanismi di escape endosomiale (flip-flop). Struttura dei lipoplessi. Veicolazione di DNA plasmidico: SPLP. Particelle lipidiche LDP. Uso di policationi e condensazione: particelle LPDI e LPDII. Poliplessi: polimeri e proprietà, condensazione e tipologia di poliplessi. Escape endosomiale: processo proton-sponge e proprietà dei polimeri. PAM, PAMAM, PEI. Copolimeri. Ramificazione ed effetto sulla trasfezione. Vantaggi e svantaggi dei policationi. Dendrimeri e loro proprietà. Metodiche per migliorare la biocompatibilità. Quaternarizzazione e idrossilazione. Veicolazione di DNA nudo. Vantaggi e vantaggi somministrazione sequenziale. Cell penetrating peptides. Natura e proprietà, tipologia e funzionamento. Meccanismi di ingresso nella cellula. Momento di idrofobicità. Peptidi fusogenici. Sistemi multivalenti ed esempi di controllo sul processo di escape endosomiale. Vantaggi e problematiche. Trasduzione nucleare del DNA: NLS, DTS e meccanismo di trasporto nel nucleo. Nanoparticelle polimeriche organiche ed inorganiche e miste. Esempi, vantaggi e svantaggi. PLGA e uso di silicati mesoporosi. Nanotubi al carbonio ed alloisiti. Nanoparticelle metalliche: ferro (magnetofection). Nanoparticelle di oro: caratteristiche, metodi di preparazione e proprietà. Legame con il DNA e tipi di NP. Risonanza plasmonica di superficie e tiolazione. Vantaggi e svantaggi. Quantum-dots. Altre applicazioni: Gene-gun. |