Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Università Magna Graecia di Catanzaro

C.I.BIOMARCATORI DI MALATTIE CRONICHE E COMPLESSE

CdLM Biotecnologie Mediche, Veterinarie e Farmaceutiche

Il corso si propone di fornire agli studenti nozioni sui biomarcatori nelle malattie croniche e complesse, con particolare approfondimento relativamente alle patologie neurologiche e cardiovascolari, fornire una introduzione sul ruolo dei modelli dinamici nello studio dei fenomeni biologici molecolari e cellulari. Acquisire nozioni di anatomia e fisiopatologia del sistema nervoso ed in particolare dei sistemi motori, somatosensoriali cervelletto  e sistema  neuromuscolari deputati allo svolgimento delle attività motorie e sportive. Possedere elementi di base delle principali patologie neurologiche ed in particolare sulla classificazione sindromica, la sintomatologia, la diagnosi clinica e strumentale e la tipologia di trattamento soprattutto riabilitativo, fornire una conoscenza delle basi metodologiche dell’imaging del sistema nervoso nell’uomo e delle sue principali patologie, nonchè le principali criticità nella ricerca e sviluppo di farmaci e l’utilità di biomarcatori in ambito farmacologico. In particolare, verranno approfonditi i biomarcatori farmacogenetici in relazione alla variabilità di risposta ai farmaci, fornisce una solida preparazione di base nell’ambito delle malattie cardiovascolari, della patologia coronarica acuta e cronica e dello scompenso cardiaco in particolare, fornendo solide conoscenze nel campo della biologia molecolare e cellulare cardiaca applicate all’uomo. Il corso inoltre fornisce una solida preparazione delle metodologie biotecnologiche applicate alla fisiopatologia e diagnostica delle suddette malattie cardiovascolari.

Modulo Docente CFU
FARMACOLOGIA Laura Berliocchi 2
MALATTIE DELL'APPARATO CARDIOVASCOLARE Ciro Indolfi 1
MALATTIE DELL'APPARATO CARDIOVASCOLARE Daniele Torella 2
NEUROLOGIA Giuseppe Nicoletti 3
NEURORADIOLOGIA Umberto Sabatini 2
SCIENZE TECNICHE DIETETICHE Marta Letizia Hribal 1
AUTOMATICA Carlo Cosentino 1
Docente:
Daniele Torella
dtorella@unicz.it
09613694185
Edificio Edificio Bioscienze Stanza: Stanza n.3, VII Livello
Giovedì, 15:00-17:00 (previo appuntamento)

SSD:
BIO/14 - MED/11 - MED/11 - MED/26 - MED/37 - MED/49 - ING-INF/04

CFU:
12

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 04/07/2022

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

Il corso ha l’obiettivo di far acquisire agli studenti conoscenze relative ai biomarcatori e al loro ruolo nella diagnosi, nel trattamento e nella prevenzione delle malattie croniche e complesse. Gli studenti e le studentesse acquisiranno nozioni non solamente relativamente ai biomarcatori utilizzati nella pratica clinica, ma anche a nuovi biomarcatori in via di sviluppo e comprenderanno i principi che ne regolano l’identificazione e la validazione. L’integrazione dei vari moduli consentirà inoltre agli studenti di acquisire una visione completa delle conoscenze e competenze specifiche che sono necessarie per arrivare a identificare nuovi biomarcatori.A valle del corso lo studente conoscerà i vari ambiti di applicazione dei modelli matematico-computazionali nelle scienze della vita; i principi di funzionamento di alcuni software di simulazione di modelli biologici; vari esempi di studi scientifici in cui la ricerca basata su esperimenti in laboratorio è stata supportata dall’utilizzo di modelli matematico computazionali. Lo studente saprà effettuare una ricerca di un modello matematico-computazionale su apposite banche dati e utilizzarlo per eseguire semplici simulazioni di esperimenti, mediante appositi strumenti software.Lo studente avrà, a fine corso, una buona conoscenza delle tecniche di NeuroradioIogia e dei principali biomarcatori di imaging delle malattie acute e croniche del sistema nervoso. Sarà in grado di classificare e fornire esempi di diversi tipi di biomarcatori. In particolare, dovrà saper illustrare in termini biologici e clinici alcuni dei principali biomarcatori farmacogenetici, validati o in via di sperimentazione, descritti in relazione alle classi di farmaci trattate (antidepressivi, oppiacei, anticoagulanti, antitumorali), preparare una figura professionale dotata di buone conoscenze di base e traslazionali in campo cardiovascolare molecolare e tecnico, che lo rendano capace, negli ambiti di sua competenza, di partecipare alla programmazione e alla applicazione delle biotecnologie mediche all’uomo in ambito cardiovascolare.

Programma

Programma Modulo di Farmacologia:

     ·     Ricerca e sviluppo farmaci: criticità dell’approccio tradizionale e funzione dei biomarkers.

·     Biomarkers, definizione e classificazione FDA:

  diagnostico

  prognostico

  predittivo

  di attività

- farmacodinamico

- di sicurezza

- di efficacia/endpoint surrogato

·     Uso e validazione di biomarkers ed endpoints surrogati nello sviluppo di farmaci e in clinical trials

·     Aspetti regolatori (indicazioni FDA)

    ·     Reazioni avverse e variabilità interindividuale nelle risposte ai farmaci.

·     Biomarcatori farmacogenomici. Polimorfismi: definizione e classificazione

·     Effetti dei polimorfismi sulla farmacocinetica e farmacodinamica del farmaco.

·     Esempi di farmaci e biomarcatori farmacogenetici: antidepressivi, oppiacei, anticoagulanti, antitumorali.

Programma Modulo di Malattie dell'apparato cardiovascolare:

Prof. Indolfi 

1.       Troponine cardiache

2.       Pro BNP e altri biomarcatori di scompenso cardiaco

3.       I Micro RNA come nuovi marcatori di malattie cardiovascolari

4.       L’ECG: ruolo diagnostico e prognostico

5.      L’ecocardiagramma per lo studio della funzione ventricolare sinistra e delle valvole cardiache

6.       L’angioplastica coronarica

7.       L’impatto percutaneo di valvola aortica

8.       Riparazione percutanea della valvola mitrale


Prof. Torella

- Meccanismi Cellulari e Molecolari dell’Aterosclerosi

- Biomarkers di Aterosclerosi

- Meccanismi Cellulari e Molecolari del Rimodellamento Ventricolare

- Biomarkers di Rimodellamento Ventricolare

- Meccanismi della Riparazione e Rigenerazione del Danno Cardiaco

- Markers di cellule staminali pluripotenti ed adulte

- RNA Sequencing e Single Cell RNA Sequencing per individuare Biomarker di Malattia Cardiovascolare

- Terapia Cellulare per le Malattie Cardiovascolari

- Il Ruolo delle Cellule Staminali Cardiache nel Cuore Adulto


Programma Modulo di Neurologia:

Organizzazione funzionale del sistema nervoso: via piramidale, sistema extrapiramidale, sistema cerebellare e tronco-encefalo  e loro ruolo nel controllo del movimento

Principi di Semeiotica  Neurologica con particolare  attenzione ai segni di deficit motorio, spasticità, alterazioni dell’equilibrio e della sensibilità

Nozioni di base sulle principali malattie neurologiche:

- Neuropatie periferiche

- Demenze

- Sclerosi Multipla

- Malattia di Parkinson e sindromi parkinsoniane

- Epilessie

- Sclerosi Laterale amiotrofica

Programma Modulo di Neuroradiologia:

I biomarcatori in Neuroradiologia

Le onde elettromagnetiche:  definizione e loro caratteristiche. Utilizzo in Neuroradiologia. Neuroradiologia diagnostica ed interventistica

La radiologia tradizionale e l’angiografia in Neuroradiologia

La tomografia computerizzata (TC): il tomografo TC; indicazioni ed utilizzo della TC. Il mezzo di contrasto in TC. Tecniche di post-elaborazione in TC: MPR, MIP, VR

La risonanza magnetica (RM): basi fisiche, lo scanner RM, acquisizione delle immagini e caratteristiche. Parametri di studio e contrasti in RM; il mezzo di contrasto in RM. RM qualitativa e quantitativa. 

Anatomia Neuroradiologica.

La Neuroradiologia nello studio dell’invecchiamento fisiologico e patologico. Le demenze. La patologia cerebrovascolare ischemica ed emorragica in Neuroradiologia. Neuroradiologia dei traumi cranici. La dinamica liquorale e le sue patologie in Neuroradiologia. La Neuroradiologia della Sclerosi Multipla.

Programma Modulo di Scienze Tecniche dietetiche:

Biomarcatori di stato nutrizionale; Biomarcatori di intake. Campioni biologici per la valutazione dei biomarcatori di intake e di stato nutrizionale

Biomarcatori nella definizione dei livelli di assunzione raccomandata dei nutrienti. Biomarcatori del metabolismo glucidico. Biomarcatori del metabolismo lipidico.

Microbiota e biomarcatori 

Programma Modulo di Automatica:

Introduzione: modelli matematici e Systems Biology; esempi applicativi.

Tipologie di modelli: modelli di reti geniche, reti di segnalazione, reti metaboliche. Principali software di simulazione di modelli biologici e loro principi di funzionamento.

Modelli basati su flussi: matriche stechiometrica; calcolo dei flussi all’equilibrio; calcolo delle relazioni di conservazione; esempi di calcolo.

SBML e database di modelli. 

Modello matematico-computazionale del crosstalking Wnt-ERK: simulazione di esperimenti in condizioni fisiologiche e patologiche.

Modello matematico-computazionale del differenziamento cellulare di cellule B: cenni sull’analisi delle biforcazioni per lo studio dei fenomeni di switch cellulare.










Impegno orario complessivamente richiesto allo studente

96 ore di didattica frontale e 204 ore di studio individuale. 

Metodi Insegnamento utilizzati

Lezioni frontali, laboratori didattici, tirocinio, ed esercitazioni

Risorse per l’apprendimento

Testi consigliati Modulo di Farmacologia:

Principles of Pharmacogenetics and Pharmacogenomics R.B. Altman, David Flockhart, D.B. Goldstein Cambridge University Press (2012)

Referenze bibliografiche:

- I biomarcatori, strumento prezioso per lo sviluppo di nuovi farmaci – Documento AIFA, 28/01/2014

http://www.aifa.gov.it/content/i-biomarcatori-strumento-prezioso-lo-sviluppo-di-nuovi-farmaci

- BEST (Biomarkers, EndpointS, and other Tools) Resource – FDA-NIH Biomarker Working Group, 2017  

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK338449/

- Amur S et al. Biomarker Qualification: Toward a Multiple Stakeholder Framework for Biomarker Development, Regulatory Acceptance, and Utilization. Clin Pharmacol Ther. (2015) 98(1):34-46. doi: 10.1002/cpt.136 

https://www.fda.gov/downloads/Drugs/NewsEvents/UCM470575.pdf     

- C. Lee Ventola. Role of Pharmacogenomic Biomarkers In Predicting and Improving Drug Response.

Part 1: The Clinical Significance of Pharmacogenetic Variants (2013). Pharmacy & Therapeutics 38(9):545-60

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3828931/pdf/ptj3809545.pdf  

- Xie HG & Frueh FW. Pharmacogenomics steps toward personalised medicine (2005) Personalized Medicine 2(4), 325-337 https://cmgm.stanford.edu/biochem158/Pharmacogenomics/Steps%20toward%20Personalize%20Medicine.pdf

- Wang et al. Genomic and drug response (2011) N Engl J Med 364(12):1144-53

http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMra1010600 


Testi consigliati Modulo di Malattie dell'apparato cardiovascolare:

Prof. Indolfi : Appunti delle lezioni

Prof. Torella: 

Titolo Fisiopatologia del cuore

Autore Leonard S. Lilly

Curatore P. Agostoni

Editore Piccin-Nuova Libraria, 2019

ISBN 8829929808, 9788829929801


Ulteriori letture consigliate per approfondimento:

Applications of Biotechnology in Cardiovascular Therapeutics, https://www.springer.com/gp/book/9781617792397

Altro materiale didattico

Diapositive presentate al Corso e rese direttamente disponibili agli Studenti via web.


Testi consigliati Modulo di Neurologia:

Pazzaglia. Clinica Neurologica ultima edizione


Testi consigliati Modulo di Neuroradiologia:

Lezioni di Neuroradiologia. A. Bozzao, C.Colonnese, P. Pantano. Casa Editrice Esculapio, III edizione, 2019.

Altro materiale didattico

Dispense fornite dal docente e diapositive del corso.


Testi consigliati Modulo di Scienze Tecniche dietetiche:

Articoli Scientifici forniti dal docente

Altro materiale didattico: power point delle lezioni.

Testi consigliati Modulo di Automatica:

Klipp et al., Systems Biology: A Textbook. Wiley-Blackwell. 2nd edition. June 2016.

Ulteriori letture consigliate per approfondimento

Articoli scientifici discussi a lezione.

Altro materiale didattico

Diapositive fornite dal docente.




Attività di supporto

Gli studenti avranno la possibilità di partecipare a convegni scientifici su argomenti inerenti gli obiettivi del Corso integrato

Modalità di frequenza

La frequenza al corso non è obbligatoria

Modalità di accertamento

L'esame si svolgerà in forma orale