Course Syllabus
Obiettivi
L'obiettivo del corso è quello di ampliare ed estendere i concetti relativi alle varie funzioni delle cellule staminali somatiche in relazione alla omeostasi tissutale e con particolare riguardo ai meccanismi di mantenimento dei tessuti. Si discuteranno anche elementi di base relativi alle staminali embrionali, alla clonazione e alle cellule staminali pluripotenti indotte.
1. Conoscenza e capacità di comprensione
Gli studenti apprenderanno come le cellule staminali sono alla base dei meccanismi di rigenerazione dei tessuti del nostro organismo in risposta a meccanismi di depauperamento cellulare dovuti alla normale fisiologia dei tessuti o a condizioni patologiche.
2. Conoscenza e capacità di comprensione applicata
Le conoscenze di base acquisite potranno essere applicate nell’ambito di studi volti a identificare i meccanismi patogenetici sottesi allo studio delle malattie neurodegenerative e dell’invecchiamento, e a studi mirati a sviluppare le applicazioni biotecnologiche delle cellule staminali
3. Autonomia di giudizio:
Il corso si prefigge di fornire agli studenti le capacità critiche per valutare in modo autonomo la bibliografia inerente ricerche sulle cellule staminali. Inoltre le conoscenze fornite in questo corso permetteranno agli studenti di formulare autonomamente giudizi critici relativamente ai presupposti scientifici e di sicurezza di un futuro utilizzo in ambito biotecnologico e pre-clinico di varie tipologie di cellule staminali.
4. Abilità comunicative:
Al termine del corso gli studenti saranno in grado di dare una definizione di cellula staminale e descrivere le caratteristiche funzionali, morfologiche e antigeniche che differenziano le diverse tipologie di cellule staminali. Saranno inoltre in grado di riassumere i meccanismi che sostengono l’omeostasi tissutale dei vari tessuti che compongono il nostro organismo utilizzando un appropriato linguaggio scientifico.
5. Capacità di apprendere:
Tale corso costituisce la base per comprendere la fisiologia dei nostri tessuti.
Contenuti sintetici
Durante il corso verranno prima di tutto affrontati i concetti generali relativi alle caratteristiche funzionali comuni che caratterizzano le cellule staminali con lo scopo di darne una definizione. Verranno quindi trattati i modelli teorici sviluppati per descrivere i meccanismi cellulari che sostengono l’omeostasi tissutale. Infine verranno prese in esame nel dettaglio le diverse tipologie di cellule staminali analizzandone l’origine embrionale, il ruolo fisiologico nei tessuti adulti e le possibili applicazioni nella ricerca di base e nelle terapie avanzate.
Programma esteso
• Genealogie cellulari I: Introduzione e definizioni: il differenziamento, la maturazione funzionale, la multipotenzialità.
• Genealogie cellulari II: Le cellule staminali effettive e potenziali ed il concetto di omeostasi
cellulare
• Compartimenti cellulari I :La staminalità, parametri funzionali di staminalità e di automantenimento cellulare
• Compartimenti cellulari II Progenitori cellulari di transito e ruolo nella omeostasi cellulare e dei tessuti
• Modelli di gerarchie cellulari I; Modello a cellule singole, modello a vite.
• Modello di successione clonale, modello deterministico, modelli stocastici
• Nicchia Staminale
• Meccanismi di divisione simmetrica e asimmetrica
• Le cellule staminali somatiche (generalità)
• Cellule Staminali Cerebrali
• Cellule Staminali Intestinali
• Cellule staminali Ematopoietiche
• Cellule staminali Epidermiche
• Tessuti in automantenimento senza cellule staminali
• Cellule staminali embrionali
• Cellule staminali indotte pluripotenti
• Cellule Staminali tumorali
Prerequisiti
E’ necessaria una buona conoscenza della biologia cellulare, fisiologia umana e istologia.
Modalità didattica
Lezione frontale
Materiale didattico
Come testo di base Stem cells, di C.S. Potten, Academic Press. Dato il livello avanzato del corso e l’attuale dinamicità degli argomenti trattati è necessaria l'integrazione con articoli originali e review in inglese. Gli articoli più significativi e le slides del corso saranno disponibili sulla piattaforma e-learning.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Il profitto verrà valutato mediante prova scritta al termine del corso che consiste di tre domande “aperte” sugli argomenti trattati a lezione. La prova scritta è tesa a valutare, oltre alla conoscenza delle tematiche del corso, anche la capacità di sintesi dello studente che deve riassumere in modo congruo gli argomenti richiesti, focalizzandosi sugli elementi più importanti. La prima domanda è relativa ai meccanismi generali che regolano l’omeostasi cellulare nei tessuti somatici e alle caratteristiche funzionali delle cellule staminali. Le ultime due domande richiedono la descrizione del ruolo delle cellule staminali di uno dei tessuti somatici trattati a lezione.
L’orale (su richiesta dello studente o del docente) è un approfondimento dei temi trattati nello scritto.
Orario di ricevimento
Scrivere un’email a biocell1@libero.it per fissare un appuntamento.
Aims
The aim of this course is to extend and elaborate current notions on somatic stem cells functions, focusing in particular on tissue homeostasis and repairing/regenerative mechanisms. we will discuss also basic elements related to embryonic stem cells, cloning and induced pluripotent stem cells.
1. Knowledge and understanding:
Students will be able to understand how stem cells regenerate our tissues and replace differentiated cells lost by the normal tissue omeostasis and/or tissue damage.
2. Applied knowledge and understanding:
In addition, the course will give to the students a scientific background that can be applied to understand projects aimed to the study the molecular basis of neurodegenerative diseases and aging, as well as to studies aimed at developing biotechnological applications of stem cells.
3. Making judgments
Students will be able to critically review the scientific bibliography inherent research studies investigating stem cells. In addition, students will be able to develop autonomously an informed opinion on the scientific rationale of stem cells use in biotechnological endeavors and pre-clinical studies.
4. Communication skills:
Al termine del corso gli studenti saranno in grado di dare una definizione di cellula staminale e descrivere le caratteristiche funzionali, morfologiche e antigeniche che differenziano le diverse tipologie di cellule staminali. Saranno inoltre in grado di riassumere i meccanismi che sostengono l’omeostasi tissutale dei vari tessuti che compongono il nostro organismo utilizzando un appropriato linguaggio scientifico
Students will be able to use an appropriate scientific language to define stem cells types and describe their functions, morphology and antigenic properties. Students will be able to describe mechanisms sustaining tissue homeostasis by using appropriate scientific teems.
5. Learning skills:
This course will give to the students the information to achieve a more comprehensive knowledge of the physiology of our tissues.
Contents
Comprehensive knowledge of stem cell field: definition, categories, functional characteristics, definition. General mechanisms and models describing cell homeostasis in somatic tissues. Description of the different stem cells type, considering their developmental origin, their role in tissue homeostasis and potential therapeutic application.
Detailed program
• Cells Genealogies I: Introduction and definitions: differentiation, functional maturation and multipotency.
• Cells Genealogies II: Actual and potential Stem Cells and the concept of cell homeostasis
• Cells Compartments I : Stemness, stemnes-inherent functional parameters and stem cells self-renewal
• Cell population compartments II: Transit Amplifying progenitors and their role in tissue and cell homeostasis
• Cell hierarchy models I: Single cells model, spiral-model.
• Clonal succession model, deterministic model, stocastic model
• Stem cell niche
• Proliferation and mechanisms of symmetric and asymmetric cell division
• Somatic Stem Cell model (general informations)
• Neural Stem Cells
• Intestinal Stem Cells
• Hematopoietic Stem Cells
• Epidermal Stem Cells
• Self-renewing tissues without stem cells
• Embryonic Stem Cells
• Induced Pluripotent Stem Cells
• Cancer Stem Cells
Prerequisites
The knowledge of the basic mechanisms of cell biology, human physiology and histology is required.
Teaching form
Lectures
Textbook and teaching resource
Stem cells, di C.S. Potten, Academic Press. Classes are based on original or review articles in English language. Fundamental articles and the ppt slides presented will be available on the e-learning system.
Semester
second semester
Assessment method
Students will be evaluated by three written "open" questions at the end of the course . The questions will be aimed at evaluating both the knowledge of the topics discussed throughout classes and the ability to synthetize the most important elements of each topic. First question will be focused on general aspects of cells homeostasis and stem cells definition. Second and third questions will be focused on one of the stem cells types described. If required by the student or the teacher, a critical discussion of the written assessment will complete the evaluation.
Office hours
Email to biocell1@libero.it to schedule a meeting.
Staff
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Angelo Luigi Vescovi