Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti gli strumenti fondamentali per la comprensione della funzionalità del sistema nervoso e dei meccanismi patogenetici implicati nelle malattie neurologiche e neurodegenerative. A tal scopo sono fornite conoscenze avanzate di biochimica del sistema nervoso, le basi molecolari delle principali patologie neurodegenerative associate sia a mutazioni genetiche sia a fattori ambientali che intervengono nell’invecchiamento, i modelli sperimentali (cellulari ed animali) utilizzati per la ricerca, e le applicazioni biotecnologiche per lo sviluppo di biomarcatori e di nuovi farmaci.
Conoscenza e capacità di comprensione.
Conoscere i meccanismi che sottendono alla funzionalità del sistema nervoso, come esse sono alterate in condizioni patologiche, ed i nuovi approcci biotecnologici per la diagnostica e la terapia farmacologica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Essere in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per studi di ricerca biomedica di base o di ricerca applicata.
Autonomia di giudizio.
Essere in grado di riconoscere, valutare ed integrare le conoscenze acquisite con quelle offerte da altri corsi di studio.
Abilità comunicative.
Acquisire un linguaggio appropriato per la discussione delle tematiche affrontate nel corso.
Capacità di apprendimento.
Essere in grado di comprendere ed integrare le conoscenze acquisite con quelle offerte dalla letteratura scientifica circa i nuovi sviluppi inerenti alle tematiche affrontate nel corso.
Contenuti sintetici
Biochimica del sistema nervoso: metabolismo energetico, biochimica della neurotrasmissione, meccanismi molecolari delle malattie neurodegenerative e nuovi approcci biotecnologici per la diagnosi e la terapia.
Programma esteso
Organizzazione del sistema nervoso e caratteristiche dei suoi componenti cellulari (neuroni e delle cellule gliali).
Metabolismo cerebrale: barriera emato-encefalica e metabolismo energetico; altre vie metaboliche principali del sistema nervoso centrale; accoppiamento neuro-metabolico; biochimica dell’invecchiamento.
Trasmissione sinaptica; classi di neurotrasmettitori e loro metabolismo; recettori dei neurotrasmettitori e segnalazione post-sinaptica; gliotrasmissione e sinapsi tripartita.
Sviluppo e invecchiamento; ruolo dei fattori neurotrofici nel regolare differenziazione, sopravvivenza-morte neuronale (apoptosi e autofagia), mantenimento del fenotipo neuronale, dell’omeostasi e dell’attività neurotrasmettitoriale.
Basi biochimico-molecolari, diagnosi ed approcci terapeutici delle patologie neurodegenerative: Alzheimer, Parkinson, Sclerosi Multipla, Sclerosi Laterale Amiotrofica e Huntington. Ruolo di proteine misfoldate, supporto neurotrofico, stress ossidativo, eccitotossicità e gliosi reattiva.
Modelli di neurodegenerazione: neuroni e cellule gliali (colture 2D e 3D) come modelli sperimentali in-vitro; modelli animali (farmacologici, chirurgici e genetici) come modelli sperimentali di neuropatologie.
Nuovi approcci terapeutici: terapia genica, terapia cellulare con cellule staminali, vaccini, proteine ricombinanti umane, molecole mimetiche e nanoparticelle nel drug delivery.
Prerequisiti
Prerequisiti. Conoscenze di base di biochimica e biochimica cellulare.
Propedeuticità. Nessuna
Modalità didattica
Lezioni frontali.
L'insegnamento verrà tenuto in lingua italiana.
Il corso potrà essere erogato in lingua Inglese su richiesta degli studenti, se ne farà richiesta almeno il 10 % degli studenti frequentanti, o in presenza di studenti frequentanti che partecipano ai programmi di mobilità internazionale Erasmus o Doppia Laurea che ne facciano richiesta
Materiale didattico
Slides delle lezioni. Disponibili sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento.
Bibliografia. Selezione di articoli scientifici disponibili sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento.
Testi di riferimento
NEUROCHIMICA / George J. Siegel ... [Et al.]
PRINCIPI DI NEUROSCIENZE / E.R. Kandel – Schwartz - Jessel
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale. L'esame verte inizialmente su un argomento a scelta da parte dello studente tra quelli trattati nell'insegnamento. La discussione viene estesa ad altri argomenti per valutare la preparazione dello studente sui contenuti dell'insegnamento e la capacità di interloquire in modo critico su tali contenuti.
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento mediante richiesta via email al docente
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide students with the fundamental tools to study brain function and the pathogenetic mechanisms underlying neurological and neurodegenerative disorders. To this end, the course provides advanced knowledge of brain biochemistry, the molecular bases of neurodegenerative disorders linked to both genetic mutations and to age-related environmental factors, the experimental models (cellular and animal) used for research purposes, and the biotechnological applications for the development of biomarkers and new drugs.
Knowledge and understanding.
To gain the knowledge of mechanisms underlying brain function under physiological and pathological conditions, and new biotechnological approaches for diagnostics and therapy.
Applying knowledge and understanding.
To use this knowledge for both basic and applied biomedical research studies.
Making judgments.
To recognize, evaluate and integrate this knowledge with other scientific issues offered by other advanced studies.
Communication skills.
To acquire the appropriate communication skills for the discussion of the topics of the course.
Learning skills.
To be able to understand and integrate this knowledge to the new advances in neurobiochemistry offered by scientific literature.
Contents
Biochemistry of the nervous system: energy metabolism, biochemistry of neurotransmission, molecular mechanisms of neurodegenerative diseases and new biotechnological strategies for diagnosis and therapy.
Detailed program
Organization of the nervous system and properties of its cellular components (neurons and glial cells).
Brain metabolism: blood-brain barrier and energy metabolism; other brain metabolic pathways; neuro-metabolic coupling; biochemistry of aging.
Synaptic transmission; classes of neurotransmitters and their metabolism; neurotransmitter receptors and post-synaptic signaling; gliotransmission and tripartite synapse.
Brain development and aging; role of neurotrophic factor in regulating differentiatio, neuronal death-survival (apoptosis and autophagy), maintenance of neuronal phenotype, homeostasis and neurotransmitter activity.
Biochemical-molecular basis, diagnosis and therapeutic strategies neurodegenerative diseases: Alzheimer, Parkinson, Multiple Sclerosis, Amyotrophic Lateral Sclerosis and Huntington. Role of misfolded proteins, neurotrophic support, oxidative stress, excitotoxicity and reactive gliosis.
Models of neurodegenerations: neurons and glial cells (2D and 3D cultures) as in-vitro experimental models; animal models (pharmacological, surgical and genetic models) of neuropathologies.
New biotechonological strategies for diagnostics and therapy: gene therapy, cellular therapy using stem cells, vaccines, recombinant human proteins, mimetic molecules and nanoparticles for drug delivery.
Prerequisites
Background. Basic knowledge of biochemistry and cellular biochemistry.
Prerequisites. None
Teaching form
Classroom lectures.
Teaching language: italian.
The course will be in English, based on students request (at least 10% of students, or in the presence of students of the International programs Erasmus or double degree)
Textbook and teaching resource
Slides of the course. Available at the e-learning platform of the course.
Bibliography. Selected scientific articles available at the e-learning platform of the course.
Textbooks
NEUROCHIMICA / George J. Siegel ... [Et al.]
PRINCIPI DI NEUROSCIENZE / E.R. Kandel – Schwartz - Jessel
Semester
Second semester
Assessment method
Oral examination. The exam initially focusses on a topic of choice by the student (among those of the course). The discussion continues with questions about other topics to evaluate the preparation of the student on the contents of the course and the communication skills.
Office hours
Contact: on demand by email to the lecturer.
Sustainable Development Goals
Staff
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Anna Maria Colangelo
