Obiettivi formativi
Obiettivo del Corso è far si che gli studenti acquisiscano le conoscenze e saranno in grado di comprendere in dettaglio le basi biologiche del tessuto cartilagineo articolare (in termini di condrogenesi, metabolismo e differenziamento), gli aspetti patogenetici cellulari e molecolari in corso di patologia e le basi cellulari e molecolari dei processi rigenerativi/riparativi con particolare enfasi sui concetti alla base delle terapie cellulari e di ingegneria tissutale; come risultato dell'apprendimento lo studente avrà acquisito competenze che:
- gli consentono di approfondire in modo autonomo lo studio della medicina rigenerativa/riparativa della cartilagine articolare;
- di comprendere a fondo il significato dello studio di modelli cellulari e di tecniche biotecnologiche utilizzate ai fini della riparazione/rigenerazione della cartilagine articolare.
- di valutare criticamente le informazioni contenute nella letteratura scientifica
- di analizzare quanto la ricerca scientifica ha sviluppato in tale campo;
- di acquisire, con l'attività di laboratorio, le competenze necessarie per l’allestimento di colture di cellule primarie di condrociti articolari e per il loro mantenimento differenziativo in sistemi tridimensionali e per la valutazione della biocompatibilità e delle caratteristiche condro-induttive di film e di scaffold di biomateriali.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Il contenuto principale del Corso consiste nella "patologia e riparazione della cartilagine articolare" con specifica trattazione degli aspetti e meccanismi cellulari e molecolari della patologia degenerativa e della risposta riparativa del tessuto e con particolare riferimento ai modelli di studio e d alle applicazioni biotecnologiche finalizzate alla rigenerazione cartilaginea.
Le lezioni teoriche trattano, in una prima parte, gli argomenti generali riguardanti la condrogenesi, la biologia e fisiologia delle articolazioni sinoviali e della cartilagine articolare ed i principali aspetti di fisiopatologia della cartilagine articolare e di eziopatogenesi della patologia degenerativa e discondroplasica. In una seconda parte sono trattati gli aspetti biopatologici della riparazione della cartilagine articolare e le basi biologiche delle applicazioni biotecnologiche per la sua rigenerazione: concetti sul differenziamento condrocitario e sui modelli cellulari utilizzati nell’ambito delle tecniche biotecnologiche innovative applicate ai fini della rigenerazione del tessuto (ingegneria tissutale, biomateriali biocompatibili e sistemi per l’induzione della condrogenesi).
La parte pratica riguarda la gestione in vitro di colture di condrociti isolati da cartilagine articolare.
Programma esteso
Parte Teorica.
a)Prima parte. Aspetti introduttivi e caratteristiche generali del tessuto cartilagineo: - La condrogenesi: aspetti molecolari del differenziamento condrogenico in vitro ed in vivo: espressione genica ed influenza di fattori di crescita. Regolazione molecolare della condrogenesi.
- Fisiologia delle Le articolazioni sinoviali: struttura ed funzione; - Biologia della cartilagine articolare: organizzazione microscopica, composizione molecolare, funzione e metabolismo. Il condrocita ed il suo ruolo nella patologia e nelle riparazione.
-Fisiopatologia della cartilagine articolare: aspetti macroscopici, microscopici e patogenetici della patologia degenerativa e discondroplasica della cartilagine articolare (l’osteoartrite e l’osteocondrosi).
b)Seconda parte. La riparazione/rigenerazione della cartilagine articolare: modelli di studio in vitro e in vivo: - Problematiche e prospettive, cenni sulle molecole condroprotettive; - Modelli e tecniche cellulari per la rigenerazione/riparazione della cartilagine: i condrociti differenziati e le cellule staminali mesenchimali, le prospettive e i limiti del trapianto cellulare, il differenziamento e lo sdifferenziamneto del condrocita, l’induzione della condrogenesi; - Applicazioni biotecnologiche innovative: concetti di ingegneria tissutale, biomateriali, principi di biocompatibilità, di condro-conduzione e sistemi per la condro-induzione.
B) Attività pratica: 1) Isolamento e coltura primaria di condrociti articolari; 2) Modelli colturali per la condrogenesi ed il mantenimento del differenziamento condrocitario in vitro (sistemi bi- e tridimensionali) e per la valutazione della biocompatibiltità di biomateriali
Bibliografia
1) Diapositive delle lezioni frontali; 2) Dispense riassuntive schematiche sugli argomenti trattati; 3) Protocolli sperimentali descrittivi dell'attività pratica di laboratorio. 4) Rassegne scientifiche dalla bibliografia internazionale per l’approfondimento dei vari argomenti del programma. Il materiale didattico è a disposizione on-line.
Metodi didattici
Le lezioni frontali (28 ore) sono organizzate mediante la trattazione degli argomenti con presentazione di diapositive Power Point. L'attività di laboratorio (12 ore) è svolta in laboratorio biologico multipostazione con disponibilità di cappe microbiologiche, bagnetti termostatati per isolamenti enzimatici tissutali e microscopi ottici rovesciati per la conta e l'osservazione delle cellule e dei sistemi colturali applicati; gli studenti opereranno direttamente seguendo i protocolli di laboratorio definiti nell'allestimento delle colture primarie e dei sistemi colturali.
Modalità verifica apprendimento
L’accertamento del raggiungimento degli obiettivi previsti dal corso verterà su un esame orale con una o più domande sugli argomenti trattati nella parte teorica ed una sulla parte pratica ai fini di valutare se lo studente ha acquisito la conoscenze e la comprensione dei contenuti e la capacità di applicare quanto acquisto. Il risultato dell'esame è vincolato alla valutazione positiva della risposta dello studente ad entrambe le domande ed il voto finale deriverà dalla loro valutazione globale. E’ facoltativo sostenere una verifica in itinere (test scritto a risposta multipla oppure presentazione Power Point di argomento specifico con una o più domande orali) sulla prima parte del programma. L’esame sarà completato, negli appelli ufficiali, sugli argomenti della seconda parte e della parte pratica con definizione del voto finale.
Altre informazioni
Il docente è disponibile per colloqui didattici agli studenti al fine di ulteriori delucidazioni e chiarimenti, sia durante lo svolgimento del Corso che per la preparazione dell'esame, dal lunedi al venerdi previo accordi via-email. Senza preavviso i giorni preferibili, compatibilmente con altri impegni didattici, sono il mercoledi e il giovedi dalle 15 alle 17.
