Course Syllabus
Obiettivi
a) Principi base e potenziali applicazioni delle tecniche di imaging in vivo in ricerca preclinica e clinica inclusa interpretazione e analisi delle immagini; b) selezione e design di un potenziale probe per imaging in vivo; c) sviluppo preclinico e clinico di nuovi radiofarmaci e cenni ai requisiti normativi per il loro uso nell’ambito di un protocollo di ricerca clinica; d) applicazione della diagnostica per immagini per lo studio dei correlati biologici delle differenze di sesso o di genere; e) Imaging e aderenza alle 3R nella sperimentazione che coinvolge l'uso di animali: riduzione dei sogegtti sperimentali
Contenuti sintetici
Il corso si propone di fornire agli studenti concetti base sulle principali metodiche cliniche e precliniche di imaging in vivo. In generale verranno trattati i seguenti argomenti: a) prinicipi di radiobiologia, modalità di produzione dei radionuclidi, e di preparazione e controllo di qualità dei radiofarmaci; principali sonde fluorescnti per imaging in vivo; b) principi fisici delle apparecchiature utilizzate nell’imaging in vivo; c) le applicazioni delle tecniche di imaging in vivo nella ricerca clinica e preclinica e cenni all’utilizzo clinico diagnostico d) metodiche di quantificazione dei dati di imaging in vivo. Verranno fornite inoltre informazioni relative allo sviluppo clinico di un nuovo medicinale da utilizzare in diagnostica in vivo e i requisiti normativi sui dispositivi medici per imaging in vivo.
Programma esteso
-Introduzione all’imaging in vivo: strumentazione, metodi di acquisizione, sensibilità, risoluzione spaziale e temporale; imaging translazionale e preclinico
-Introduzione alle immagini digitali: matrici, definizione di pixel e voxel, scale di colore, analisi immagini
-Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Radiografia, TAC e mezzi di contrasto
- Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Ultrasuoni e microbolle
- Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Risonanza Magnetica e mezzi di contrasto
- Introduzione ai principi fisici, alla strumentazione e alle applicazioni di Tomografia ad emissione (PET e SPECT) e radiofarmaci; cenni a decadimento radioattivo e radiochimica, radiobiologia e radioprotezione; definizione di tracciante; applicazione dei radiofarmaci in terapia e introduzione alla radioteranostica
- Neuroimaging e applicazioni in ricerca clinica, neuroscienze e sviluppo dei farmaci
-Imaging ottico: fluorescenza e bioluminescenza, sonde per fluorescenza ad uso preclinico e clinico. Applicazione dell'imaging ottico alla caratterizzazione dei modelli animali e allo sviluppo di nuovi farmaci con particolare attenzione alle terapie avanzate e ai farmaci biotecnologici e allo sviluppo e applicazione dell'IO in chirurgia e endoscopia.
-Applicazione cliniche e precliniche dell’Imaging in vivo in oncologia, neuroscienze, infiammazione e sviluppo dei farmaci; introduzione alla teranostica.
-Cenni alle normative nazionali ed europee sullo sviluppo e uso di medicinali a uso diagnostico e sullo sviluppo e uso di nuovi dispositivi medici e sulla ricerca preclinica con radiofarmaci
Prerequisiti
Conoscenze base di biochimica, farmacologia, chimica, fisica e fisiologia che verranno comunque riprese durante il corso se necessarie
Modalità didattica
40 lezioni: il docente inizia la prima parte della lezione in modalità di didattica erogativa e conclude con didattica interattiva tramite domande e risposte da parte degli studenti su specifiche problematiche sperimentalida potenzialmente rispolvibili con le metodologie presentate. 12 ore di didattica intergrativa di cui 8 ore svolte come segue: gli studenti vengono divisi in gruppi di 3/4 persone, scelgono un articolo scientifico tra una serie di lavori forniti prima della lezione da cui devono individuare e presentare ai compagni: gli obiettivi, le metodologie di imaging utilizzate e le potenziali alternative sperimentali applicabili alla stessa metodica nonchè vantaggi o i limiti dell'imaging in vivo nonchè la aderenza alle 3R. Questa modalità di 4 ore ciascuna (2 lavoro di gruppo e 2 di presentazione verrà seguita su 2 differenti tematiche. Due ore di didattica interattiva con presentazione da parte del docente di immagini e risposta da parte degli studenti su: tipologia di metodica e informazione fornita dalla metodica utilizzata sulla base delle caratteristiche delle immagini presentate e delle indicazioni iniziali fornite dal docente. Due ore di domande e risposte (a scelta multipla o aperte) su tutto il corso.
Materiale didattico
Diapositive del corso, articoli, quiz per test di autovalutazione durante il corso o per la preparazione all'esame
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Verifica durante il corso mediante test scritti o orali di autovalutazione dell’apprendimento (domande chiuse o a risposta multipla); per l’auto verifica da effettuare a casa, vengono fornite agli studenti una lista di domande chiuse o a risposta multipla sui vari argomenti presentati e immagini di casi diagnostici; articoli scientifici da discutere in classe per verificare l’esatta comprensione delle metodiche presentate per rispondere ad una precisa domanda scientifica; attività di problem solving effettuate in calsse.
Esame finale: orale
• COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE;
Criteri valutazione: conoscenze teoriche, capacità di sintesi, applicazione delle metodiche presentate a contesti specifici clinici o sperimentali.
Orario di ricevimento
Mediante appuntamento con il docente per telefono o mail rosa.moresco@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
a) Fundamentals of in vivo imaging techniques; b) design and preclinical and clinical development of a potential novel diagnostic agent; c) general use in clinical practice and application in clinical and preclinical research; d) use of in vivo diagnostic imaging for the undestanding of the biological correlate of sex or gender differences; in vivo diagnostic imaging and 3R principle aderence in the use of experimental animal in reaserch: reduction of experimental animal to be included in the study
Contents
Basic knowledge on fundamental in vivo clinical and preclinical imaging techniques. Main topics: radiobiology, radiochemistry, fluorescent probes, physical principles of in vivo imaging instrumentation devices, fundamentals of image quantification in clinical practice and research and introduction to regulatory affair for radiopharmaceuticals, contrast media and in vivo Imaging medical device.
Detailed program
-General introduction to basic principles, instrumentation and techniques for in vivo imaging; sensitivity, spatial resolution, temporal resolution; translational and preclinical imaging
-Fundamental of digital images: matrix, pixel or voxel, color scale, image analysis.
-Basic principles and application of Radiography and CT and contrast media
-Basic principles and application of Ultrasound and microbubble
-Basic principles and application of Magnetic Resonance and contrast media
-Basic principles and application of Emission tomography (PET and SPECT) and radiopharmaceuticals; radioactive decay and radiochemistry, radiobiology and radioprotection; tracer definition and phase 0 study concept; application of radiopharmaceutocals in therapy and introduction to the concept of radiotheranostic
-Optical Imaging: Bioluminescence and fluorescence; fluorescent probe for clinical and preclinical use. Application of OI for animal model characterization, drug development with particular focus on advance therapy and biologicals, application of OI in surgery an endoscopy.
-Preclinical and clinical application of in vivo imaging in oncology, neurosciences, inflammation and drug development; introduction to theranostic
-Introduction to Regulatory affair for Diagnostic Imaging: diagnostic medicinal drugs, medical devices, preclinical research with radiopharmaceuticals.
Prerequisites
Basic knowledge on biochemistry, pharmacology, chemistry, physic and physiology that will be introduced during the course if relevant
Teaching form
40 lectures: the teacher begins the first part of the lesson in lecture mode and concludes with interactive teaching organized as questions and answers on specific experimental situation that can potentially be solved using the methodologies presented. 12 hours of integrative teaching organized as follow: during 8 hours students are divided into groups of 3/4 peoples. Student should read and understand a paper and than present to the other students the study objectives, the imaging methodologies used and the potential experimental alternatives applicable to the same experimental situation as well as the advantages or limitations of in vivo imaging application including aderence to 3R principle. This method of 4 hours each (2 hour in separate group and 2 hours of presentations) will be performed twice. Two hours of interactive teaching where the teacher will present diagnostic images and the student should undestand the type of image and the information derived from image interpretation on the basis of the infomation received by the teacher. Finally two hours of questions and answers (multiple choice or open) on the entire course.
Textbook and teaching resource
Slides, Scientific papers and self evaluation tests to evaluate the correct understanding during the course of for the exam preparation
Semester
second semester
Assessment method
Evaluation with oral or written self-assessment test performed during the course; (closed questions or multiple choice); to test the ongoing learning skills, students will receive a list of question on the various lessons presented and images case study; in addition, to verify the exact understanding of the methods presented to answer a specific scientific question, papers will be to be provided and discussed in class; problem solving activities on specific diagnostic issue will be carried out in class. Final test: Oral examination.
• DISCUSSION ON TOPICS PRESETED DURING LESSONS
Evaluation criteria: theoretical knowledge, synthesis skills, ability in the application of diagnostic methods to a specific clinical or experimental contest.
Office hours
On appointment with the teacher by mail at rosa.moresco@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
-
Rosa Maria Moresco
