Obiettivi formativi
Obiettivo del Corso è far si che gli studenti acquisiscano le conoscenze e la capacità di applicare conoscenza e comprensione su:
- basi biologiche del tessuto cartilagineo articolare in termini di condrogenesi e differenziamento;
- aspetti cellulari e molecolari in corso di patologia;
- basi cellulari e molecolari dei processi rigenerativi/riparativi con particolare enfasi sui modelli in vitro alla base delle terapie cellulari e dell’applicazione di biomateriali biocompatibili nell’ingegneria tissutale i ;
Lo studente al termine del percorso formativo teorico e pratico, come risultato dell'apprendimento, deve dimostrare di aver acquisito quella capacità di applicare conoscenza e comprensione che gli consentirà di aver autonomia di giudizio nel:
- approfondire in dettaglio lo studio della medicina rigenerativa/riparativa della cartilagine articolare;
- comprendere a fondo il significato dell'utilizzo di modelli cellulari, di tecniche biotecnologiche e di biomateriali biocompatibili utilizzati ai fini dell’ingegneria tissutale della cartilagine articolare.
- valutare criticamente le informazioni contenute nella letteratura scientifica
- analizzare quanto la ricerca scientifica ha sviluppato in tale campo;
- acquisire, con l'attività di laboratorio, le competenze necessarie per l’allestimento di colture di cellule primarie di condrociti articolari e per il mantenimento del loro differenziamento in sistemi tridimensionali e per la valutazione della biocompatibilità e delle caratteristiche condro-induttive di film e di scaffold di biomateriali.
Al termine del percorso formativo lo studente dovrà essere in grado di esporre oralmente o per iscritto, in modo chiaro, sintetico ed esaustivo, utilizzando una terminologia tecnica appropriata, le conoscenze fondamentali sui modelli e le tecniche biotecnologie utilizzate per la riparazione del tessuto cartilagineo articolare.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Il contenuto principale del Corso è "Modelli in vitro per lo studio della condrogenesi, della patologia e riparazione della cartilagine articolare" con trattazione degli aspetti e meccanismi cellulari e molecolari della condrogenesi, della patologia degenerativa e della risposta rigenerativa/riparativa del tessuto, con particolare riferimento ai modelli in vitro, biomateriali ed applicazioni biotecnologiche finalizzate alla rigenerazione della cartilagine articolare.
Nella parte teroica, sono trattati gli argomenti generali riguardanti la condrogenesi, la biologia e fisiologia delle articolazioni sinoviali e della cartilagine articolare e la fisiopatologia della cartilagine articolare relativamente alla patogenesi della patologia degenerativa e discondroplasica; in una seconda parte, sono trattati i modelli in vitro di biocompatibilità, i biomateriali e le basi biologiche delle applicazioni biotecnologiche per la rigenerazione della cartilagine articolare: concetti sul differenziamento condrocitario e sui modelli cellulari (condrociti differenziati e cellule staminali) utilizzati nell’ambito delle tecniche biotecnologiche innovative per la rigenerazione del tessuto (ingegneria tissutale, biomateriali biocompatibili e sistemi per l’induzione della condrogenesi).
La parte pratica riguarda la gestione in vitro di modelli colturali ottenuti da condrociti isolati da cartilagine articolare.
Programma esteso
Parte Teorica.
a) PRIMA PARTE. - La condrogenesi: aspetti molecolari del differenziamento condrogenico in vitro ed in vivo: espressione genica ed influenza di fattori di crescita. Regolazione molecolare della condrogenesi.
- Struttura e Funzione delle articolazioni sinoviali - 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 in vitro 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 la dedifferenziazione 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.
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 in pdf ; 2) Dispense riassuntive schematiche sugli argomenti trattati; 3) Dispensa generale sugli argomenti trattati 4) 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 (Elly. medicina).
Testi di consultazione e/o approfondimento:
1) Kyriacos A. Athanasiou, Eric M. Darling, Jerry C. Hu, Grayson D. DuRaine, A. Hari Reddi. Articular Cartilage. March 21, 2013 by CRC Press.
2) Martin j. Stoddart , Elena Della Bella, Angela R. Armiento. Cartilage Tissue Engineering. 2023 Humana Press
Metodi didattici
Il corso sarà svolto tramite lezioni frontali in presenza con ausilio di materiale iconografico raccolto in presentazioni che saranno messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Elly (https://elly.medicina.unipr.it).
Le lezioni frontali (35 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 protocolli di laboratorio definiti nell'allestimento di colture primarie e di sistemi colturali specifici.
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 nel corso ai fini di valutare se lo studente ha acquisito le conoscenze e la comprensione dei contenuti ed inoltre dimostra capacità di applicare la competenza acquisita.
1) Conoscenza in dettaglio su come si sviluppa e funziona il tessuto cartilagineo articolare ed i meccanismi patogentici dell’OA; (Prima parte)
2) Competenza sul significato dello studio di modelli cellulari e delle tecniche biotecnologiche applicate e dello sviluppo dei biomateriali ai fini dell’ingeneria tissutale cartilagine articolare mediante l’ingegneria tissutale; (Seconda parte)
3) Capacità di applicare in modo autonomo lo studio della medicina rigenerativa/riparativa della cartilagine articolare e di valutare criticamente le informazioni contenute nella letteratura scientifica e quanto la ricerca scientifica ha sviluppato in tale campo; (Seconda parte)
4) Acquisire la capacità di applicare le competenze necessarie per l’allestimento di colture di cellule primarie di condrociti articolari. (Parte pratica)
Il risultato dell'esame è vincolato alla valutazione positiva della risposta dello studente a tutte le domande ed il voto finale deriverà dalla loro valutazione globale.
Il docente può proporre agli studenti la possibilità di svolgere un test di verifica, che comunque è facoltativo, sulla prima parte del programma che può essere svolto come 1) test scritto a risposta multipla oppure come 2) presentazione Power Point su un argomento specifico assegnato con una o più domande riguardanti gli argomenti della prima parte. Dopo il risultato (come giudizio) del test di verifica in itinere vi sarà una breve valutazione orale per la definizione del voto in trentesimi che lo studente potrà accettare o rifiutare.
Nel caso di accettazione l’esame sarà poi completato, negli appelli ufficiali, dalla verifica dell’apprendimento sugli argomenti della seconda parte e della parte pratica con assegnazione del voto finale in trentesimi come media ponderata.
Gli studenti e le studentesse (StudentƏ) con DSA, BES o disabilità devono inviare le richieste per poter usufruire in sede d’esame di misure
compensative e/o dispensative almeno 10 giorni lavorativi prima della data prevista per l’esame tramite posta elettronica indirizzata al
docente titolare dell’insegnamento e in cc al Referente di dipartimento (elenco dei referenti e relativi indirizzi mail disponibili
qui http://cai.unipr.it/it/student-con-dsa-e-con-bes/42/) e al Centro Accoglienza e Inclusione(cai@unipr.it).
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 accordo via-email e l'incontro si terrà in presenza o in caso di impedimento anche per via telematica (Teams).
