Syllabus del corso
Obiettivi
L'insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze di base relative alle colture di cellule di mammifero. Nell'ambito del corso gli studenti apprenderanno metodiche classiche e innovative per utilizzare le cellule di mammifero sia a livello molecolare che biotecnologico.
Frequentando l’insegnamento di Biotecnologie cellulari gli studenti potranno raggiungere i seguenti obiettivi:
Conoscenze e capacità di comprensione
Gli studenti potranno acquisire conoscenze di base e avanzate sulle diverse tipologie e sull’utilizzo di colture cellulari in laboratorio e in industria.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione
Interpretare correttamente i protocolli sperimentali presenti in articoli e riviste specializzate che prevedono l’utilizzo di cellule di mammifero oggetto dell’insegnamento.
Autonomia di giudizio
Riconoscere quale sia la metodica migliore da utilizzare per ottenere il risultato atteso.
Abilità comunicative
Rielaborare i concetti acquisiti durante l’insegnamento, descrivere efficacemente le procedure utilizzando il linguaggio tecnico più appropriato.
Capacità di apprendimento
Interpretare correttamente i quesiti proposti e collegare fra loro le diverse tematiche.
Contenuti sintetici
L'insegnamento darà le informazioni essenziali riguardanti i metodi di coltivazione delle cellule di mammifero, la loro classificazione ed il loro utilizzo nella ricerca di base. L'insegnamento si propone inoltre di far comprendere allo studente le tecniche principali (co-colture, saggi di invasione, cinetiche cellulari, saggi di vitalità...) utilizzate in un laboratorio di colture cellulari.
Programma esteso
La cellula animale concetti di base: Struttura della cellula animale.
Colture cellulari: Tratti distintivi di una coltura cellulare. Colture primarie, sub-colture, linee cellulari. Immortalizzazione e trasformazione. Medium. Vettori per cellule di mammifero. Transfezioni stabili, transienti e con retrovirus.
Sviluppo di linee cellulari e strategie di crescita: Uso di scaffold/matrix attached regions per aumentare l’espressione di proteine ricombinanti. Tecnologia T-REX, Tet-ON/OFF, Flip-in T-Rex.
Metabolismo cellulare delle colture: Fonti energetiche e Prodotti metabolici. Tipologie di bioreattori, Controllo bioreattore e Strategie per formulare terreni privi di siero.
Cinetiche cellulari: modelli di popolazioni, Labeling Index, citoflorimetria a flusso, Mitotic Index e Analisi cinetiche di un bioprocesso
Cellule staminali: Classificazione, Cellule staminali embrionale e adulte, Metodi di coltivazione delle cellule staminali
Ingegneria tissutale: Scaffold, ricostruzione di: pelle, cartilagine ed osso
Prerequisiti
Prerequisiti: Biologia molecolare e Biochimica
Propedeuticità specifiche: nessuna.
Propedeuticità generali: Lo studente può sostenere gli esami del terzo anno dopo aver superato tutti gli esami del primo anno di corso
Modalità didattica
Lezioni frontali in aula con il supporto di presentazioni PowerPoint.
L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Materiale didattico
Il materiale presentato durante le lezioni (slide e articoli scientifici discussi in classe) è disponibile alla pagina e-learning dell'insegnamento.
Libri di testo suggeriti:
-“Animal Cell Technology: From biopharmaceuticals to gene therapy”- Edited by Castilho LR., Moraes AM., Augusto EFP. and Butler M. –Taylor and Francis.
-“Cell culture and Upstream processing” Edited by Butler M.- Taylor and Francis
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale. L'esame consterà di almeno tre domande inerenti argomenti differenti trattati durante l’insegnamento. La prova verrà valutata considerando la capacità dello studente di integrare i vari aspetti della disciplina e al linguaggio utilizzato.
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento, previa e-mail al docente.
Aims
The course will provide to the student basic concepts about mammalian cell culture. During the course students will learn classic and innovative techniques to handle mammalian cell lines both at molecular and biotechnological level.
During the course students will attain the following goals:
Knowledge and ability to understand
Students could gain basic and advanced knowledge on different types of mammalian cell colture and on the usage of mammalian cells in laboratory and in industry.
Ability to apply knowledge and comprehension
Interpret correctly experimental protocols in papers and specialist magazine that involved mammalian cells.
Autonomous assessment
Recognize the best protocols to gain the result
Comunication skills
Reprocess information and knowledge of the course, describe experimental procedures using scientific terms
Learning abilities: correctly interpret questions and connect topics
Contents
The course will provide the essential informations concerning mammalian cells manipulation, classification and main application in basal research. Furthermore the students will learn many techniques (co-culture, invasion assay, cell kinetics, vitality assays..) commonly used in cell biology laboratories.
Detailed program
Animal cell: basic concepts: Typical structure of an animal cell.
Cell culture: Establishing a cell line: Primary cultures, sub-cultures, continuous cell lines. Immortalization and transformation. Medium. Plasmids for mammalian cells. Stable , transient and retroviral transfection.
Cell line development and culture strategies: Use of scaffold/matrix-attached regions to enhance recombinant protein expression. T-REX, Tet-ON/OFF, Flip-in T-Rex technologies.
Cell metabolism and its control in culture: Energy sources and metabolic byproducts. Bioreactors for animal cells: Typologies, monitoring and control of bioreactors, strategies to develop serum free medium.
Kinetic models: formulas for cell growth, Labeling Index, flow cytofluorimetry , Mitotic Index and kinetic analyses of a bioprocess.
Staminal cells: Classification: embryo stem-cells and adult stem cells cultures methods
Tissue engineering: Scaffold matrix, skin, cartilage and bone reconstruction.
Prerequisites
Background: Biochemistry and Molecular Biology.
Specific prerequisites: none.
General prerequisites: Students can take the exams of the third year after having passed all the exams of the first year of the course.
Teaching form
Classroom lessons supported by PowerPoint presentations.
Teaching language: italian.
Textbook and teaching resource
Learning material (slides of the lessons, scientific papers) is available at the e-learning web page of the course.
Recommended textbooks:
-“Animal Cell Technology: From biopharmaceuticals to gene therapy”- Edited by Castilho LR., Moraes AM., Augusto EFP. and Butler M. –Taylor and Francis.
-“Cell culture and Upstream processing” Edited by Butler M.- Taylor and Francis
Semester
Second semester
Assessment method
Oral Examination. The exam will consist of three questions regarding different topics of the course. The exam will be evaluated considering the ability of the student to integrate the different aspects of the subject in a proper vocabulary.
Office hours
Contact: on demand, upon request by mail to lecturer.