Obiettivi formativi
Il corso si propone di integrare le conoscenze di biologia generale con quelle di biologia molecolare, biochimica, genetica e immunologia dei micro-organismi con la comprensione dei meccanismi di patogenicità e virulenza e l'interazione ospite/parassita.Lo studente acquisira' le principali conoscenze di base di biologia molecolare e di diagnostica di base in campo microbiologico e virologico utili per un suo eventuale inserimento nella pratica lavorativa dopo il triennio. Particolare importanza verra' data all'acquisizione delle metodologie atte alla caraterizzazione ed identificazione dei microrganismi patogeni.
Prerequisiti
Solide conoscenze di Chimica organica, Biochimica e Genetica.
Contenuti dell'insegnamento
Attuali conoscenze di microbiologia-virologia generale correlate con la microbiologia-virologia molecolare e cellulare. Basi molecolari dei meccanismi di patogenicita' e virulenza.
Basi per lo sviluppo biotecnologico di molecole anti-infettive. Struttura della cellula batterica. I meccanismi efftori della risposta immunitaria
· Risposta primaria e risposta secondaria
· Risposta umorale timo-dipendente e timo-indipendente
Citotossicità
· Le citochine e loro ruolo
I linfociti "killer"
Le cellule "natural killer"
Virologia
· Definizione di virus
- Fasi della moltiplicazione virale
adsorbimento
penetrazione
esposizione dell'acido nucleico
sintesi del materiale virale ed assemblaggio
maturazione
liberazione
- Replicazione dell'acido nucleico nei virus a RNA ed elica positiva e negatativa, monoelicoidale e bielicoidale
- Replicazione dell'acido nucleico nei virus a DNA
- Espressione del genoma virale
- Virus oncogeni a DNA ed RNA
- Prioni, viroidi, virusoidi
-Coltivazione dei virus
coltivazione in colture cellulari "in vitro": effetto citopatico, saggio immunoenzimatico e immunofluorescenza
coltivazione in uova embrionate
coltivazione in cellule eucariotiche
· Interferenza virale
- mediata da interferone, il sistema Interferon e i suoi meccanismi d'azione
· Rapporti virus-organismo
- Patogenesi delle infezioni virali
- Risposta dell'ospite alle infezioni virali
- Infezioni persistenti.
Programma esteso
I microrganismi della flora microbica residente-i probiotici. Morfologia della cellula batterica
- le tecniche di osservazione microscopica e di studio dei microrganismi: allestimento dei preparati, osservazione a fresco, colorazioni, osservazione al microscopio ottico in campo oscuro, osservazione al microscopio elettronico a trasmissione e a scansione, frazionamento delle strutture batteriche
- forma, dimensioni e disposizioni dei microrganismi: cocchi, batteri, bacilli, vibrioni, spirilli, spirochete, diplococchi, stafilococchi, streptococchi, tetradi, sarcine
· Struttura della cellula batterica
- capsula e strato mucoso; glicocalice
- parete cellulare, protoplasti e sferoplasti
- membrana citoplasmatica
- citoplasma, ribosomi, mesosomi, inclusioni, pigmenti
- apparato o corpo nucleare
- ciglia o flagelli
- pili o fimbrie
· Composizione chimica della cellula batterica
- proteine batteriche
- lipidi batterici
- polisaccaridici batterici
- acidi nucleici batterici
- altri componenti batterici
- acqua
· Genetica dei microrganismi
· Il patrimonio genetico dei microrganismi
· Variazioni genotipiche e fenotipiche
- pressioni selettive e adattamento genetico
- dissociazione e variazione di fase
· Mutazioni batteriche
· Cenni sul meccanismo molecolare delle mutazioni batteriche
· Cenni sugli agenti mutageni
· Ricombinazione genetica
- trasformazione
- lisogenia e trasduzione
- coniugazione, Fattori F
- fattori R; i trasposoni, i plasmidi coniugativi; batteriocine
-Resistenza batterica, cromosomica e plasmidica
- Antibiotici, resistenza batterica agli antibatterici; i chemioterapici
· Il metabolismo batterico
- esigenze nutrizionali dei microrganismi: sorgente di energia, capacità di sintesi
- fattori organici di crescita
- richiesta di composti inorganici
- richiesta di condizioni fisico-chimiche: pressione, umidità, temperatura, pH, concentrazione salina, pressione osmotica
- trasporto di membrana
- attacco verso sostanze nutritive non penetrabili: esoenzimi
- la produzione di energia. La coltivazione dei microrganismi
- stato fisico dei terreni di coltura
- composizione chimica dei terreni di coltura
- terreni selettivi, differenziali, elettivi, di arricchimento
- condizioni di incubazione
- coltivazione dei microrganismi nei terreni liquidi: curva di crescita, colture sincronizzate, chemostato
- coltivazione dei microrganismi nei terreni solidi: agenti solidificanti, morfologia delle colonie, tecniche di insemenzamento, isolamento colturale
- coltivazione per inclusione dei microrganismi
· Sostanze ed attività antibatterica
- meccanismi d'azione
- principali metodi di determinazione della sensibilità dei microrganismi ai farmaci antibatterici
· I microrganismi e gli organismi pluricellulari
· Flora batterica residente nei distretti corporei
· Microrganismi saprofiti e parassiti (simbionti, commensali e patogeni)
· Microrganismi parassiti patogeni
- patogenicità e virulenza
- invasività
- tossigenicità: esotossine, endotossine, altre sostanze ad attività tossica ed aggressinica
· il lipide A
- mimetismo antigene
· Fasi del rapporto microrganismo patogeno-organismo ospite
- colonizzazione e contaminazione
- penetrazione
- localizzazione tissutale
- fattori legati al microrganismo e all'ospite condizionanti l'insorgenza della malattia
· Cenni sulle modalità di trasmissione delle malattie infettive.Le difese organiche aspecifiche
· Le difese organiche specifiche
· L'antigene e le condizioni determinanti l'antigenicità
· Gli anticorpi; natura chimica, specificità e classi anticorpali.Morfologia delle particelle virali
· Struttura delle particelle virali
- simmetria cubica
- simmetria elicoidale
- struttura complessa
- struttura combinata
· Composizione chimica della particella virale
- acidi nucleici
- proteine
- lipidi
- carboidrati
· Rapporti virus-cellula
- Emoagglutinazione virale
- Determinazioni quantitative dei virus
determinazioni chimiche e fisiche
determinazioni basate sull'infettività
- Fasi della moltiplicazione virale
adsorbimento
penetrazione
esposizione dell'acido nucleico
sintesi del materiale virale ed assemblaggio
maturazione
liberazione
- Replicazione dell'acido nucleico nei virus a RNA ed elica positiva e negatativa, monoelicoidale e bielicoidale
- Replicazione dell'acido nucleico nei virus a DNA
- Espressione del genoma virale
- Virus oncogeni a DNA ed RNA
- Prioni, viroidi, virusoidi
-Coltivazione dei virus
coltivazione in colture cellulari "in vitro": effetto citopatico, cenni emoadsorbimento, saggio immunoenzimatico e immunofluorescenza
coltivazione in uova embrionate
coltivazione in cellule eucariotiche, in animali.
Difese aspecifiche, immunita' naturale e/o innata; immunita' adattativa, umorale e cellulare:cenni.
-Cenni sui criteri diagnostici di base di laboratorio.
Bibliografia
-Brock:Biologia dei microrganismi.
M.T.Madigan,J.M.Martinko.
-Microbiologia.
Lansing M.Prescott,J.P.Harley,D.A.Klein
Metodi didattici
Lezioni frontali integrate con esempi pratici estrapolati da pratiche e metodologie di laboratorio.
Altre informazioni
Capacità di seguire gli aggiornamenti delle conoscenze in microbiologia e virologia, abilità di intraprendere gli studi successivi con un buon grado di autonomia.
