Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento presenterà una panoramica dei processi di sviluppo del cancro a livello biochimico e molecolare, delineando i meccanismi di carcinogenesi indotti da agenti fisici, chimici e virali. Verranno inoltre presentati i principali percorsi biochimici dei tessuti normali coinvolti nella carcinogenesi, comprese le reti regolatorie coinvolte nel controllo della crescita e nella morte cellulare. Lungo il corso verranno presentate anche le tecniche cellulari e molecolari per lo studio della progressione, trattamento e prevenzione del cancro. Conoscenza e capacità di comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà conoscere le basi del processo di tumorigenesi umana, i meccanismi biochimici e molecolari deregolati alla base dello stesso processo e le metodiche sperimentali maggiormente utilizzate per lo studio dei tumori sia in vitro che in vivo; inoltre avrà conoscenza dei target molecolari delle attuali terapie oncologiche e dell'effetto degli agenti esterni sul processo di tumorigenesi. Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite al punto 1 per elaborare strategie sperimentali da utilizzare nell'ambito della ricerca oncologica e/o farmacologica.
Autonomia di giudizio.
Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare quanto appreso per riconoscere le caratteristiche molecolari e cellulari dei diversi tipi di tumore e cellule tumorali con il fine di applicare tali conoscenze per individuare, con senso critico, l'approccio sperimentale più rigoroso per rispondere alle domande che vengono sia dalla ricerca di base che da quella applicativa.
Abilità comunicative.
Alla fine dell'insegnamento lo studente saprà esprimersi in modo appropriato nella descrizione delle tematiche affrontate con proprietà di linguaggio e sicurezza di esposizione in maniera da trovare collocazione sia in ambito di ricerca di base che di ricerca applicata (medica o farmaceutica).
Capacità di apprendimento
Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di leggere e analizzare la letteratura sugli argomenti trattati e saprà integrare e collegare le conoscenze acquisite con quanto verrà appreso in insegnamenti correlati alla biologia cellulare, molecolare o alla farmacologia.
Contenuti sintetici
Natura dei Tumori
Virus Oncogeni
Gli oncogeni
Trasduzione del segnale e trasformazione
I pathways citoplasmatici controllano molti aspetti dei tumori I Soppressori Tumorali
Rb e il ciclo cellulare
p53 e il controllo dell'apoptosi
Immortalizzazione e telomero
Progressione tumorale come processo multifasico Integrità genomica e cancro
Il metabolismo dei tumori
Terapia nei tumori
Programma esteso
Natura dei Tumori: istologia e classificazione dei tumori, ruolo dell’ambiente nell’insorgenza tumorale
Virus Oncogeni: virus oncogeni (retrovirus e DNA virus), oncogeni virali
Gli oncogeni: i proto-oncogeni, Src, Ras, EGFR e Myc
Trasduzione del segnale e trasformazione: il ruolo dei proteoncogeni nella trasformazione, le tirosino chinasi recettoriali e citoplasmatiche, meccanismi di attivazione costitutiva della trasduzione del segnale nei tumori
I pathways citoplasmatici controllano molti aspetti dei tumori: il ruolo del segnale mitogenico nei tumori, la via di Ras come meccanismo di trasformazione cellulare, MAPK, PI3K, Ral, le vie della trasformazione: integrine, Wnt, NFkB, Notch, Hedgehog, TGFb, Proteine G
I Soppressori Tumorali: definizione di soppressore tumorali,Retinoblastoma come tumore modello, meccanismi di silenziamento dei soppressori tumorali, NF1, Apc, VHL
Rb e il ciclo cellulare: meccanismi fisiologici e patologici del controllo del ciclo cellulare in mammifero, associazione tra segnale mitogenico e ciclo celllare, le cicline, la chinasi ciclina-dipendente, gli inibitori del ciclo, Retinoblastoma nel controllo del checkpoint mitotico, la famiglia E2F, Retinoblastoma e il differenziamento cellulare
p53 e il controllo dell'apoptosi: p53 e il suo ruolo nel processo di apoptosi, apoptosi intrinseca e estinseca, necrosi Immortalizzazione e telomero: meccanismi coinvolti nella senescenza cellulare e tissutale, senescenza e telomero, telomero e trasformazione
Progressione tumorale come processo multifasico: dinamica temporale dello svuiluppo di un tumore, le cellule tumorali staminali, la trasformazione cellulare come cooperatività tra mutazioni oncogeniche, agenti mutagenici e promotori, infiammazione e tumori
Integrità genomica e cancro: alterazione dei meccanismi di riparo del DNA come agente mutagenico, agenti mutagenici esogeni, meccanismi di riparo e protezione
Il metabolismo dei tumori: ruolo delle alterazioni metaboliche nella tumorigenesi, Effetto Warburg, disfunzioni mitocondriali e ruolo del mitocondrio nella trasformazione, ruolo della glutammina nel controllo della proliferazione e del ciclo cellulare, alterazione della via dell’esosammine, metabolismo tumorale come target terapeutico
Terapia nei tumori: radioterapia, chemoterapia, resistenza ai farmaci, esempi di farmaci, test in vitro e in vivo, trial clinico
Prerequisiti
L'insegnamento è altamente raccomandato a tutti i laureati in biotecnologie e biologia, nonché agli studenti di medicina interessati a conoscere i fondamenti della biologia del cancro.
I prerequisiti principali sono le conoscenze in biologia cellulare e biologia molecolare. Tuttavia durante il corso anche questi campi saranno ben spiegati e delineati.
Propedeuticità. Nessuna
Modalità didattica
21 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa in presenza. Durante il corso il docente proporrà anche una modalità interattiva, aprendo discussioni su specifiche tematiche identificate dagli studenti.
L'insegnamento verrà tenuto in lingua italiana
Materiale didattico
Diapositive fornite dal professore e come libro di testo "La biologia del cancro", di R. Weinberg 1 Edizione
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame scritto e orale suddiviso in 2 prove. La prima sarà in itinere, a circa metà del corso, e sarà una prova scritta con 3 domande aperte sulla prima parte del corso. Questa servirà a verificare la capacità dello studente nell’apprendere e integrare gli argomenti alla base del processo di cancerogenesi. La seconda prova sarà orale è sarà svolta dopo la fine del corso. La prova orale valuterà essenzialmente argomenti della seconda parte del corso ma valuterà anche la capacità dello student* di integrare le 2 parti in maniera fruttuosa alla fine della comprensione delle nozioni generali del processo di cancerogenesi.
Orario di ricevimento
Ricevimento studenti mediante appuntamento via email con il professore
Sustainable Development Goals
Aims
The course will present an overview of cancer development processes at the biochemical and molecular level, outlining the mechanisms of carcinogenesis induced by physical, chemical and viral agents. The main biochemical pathways of normal tissues involved in carcinogenesis will also be presented, including the regulatory networks involved in growth control and cell death. Along the course, cellular and molecular techniques will also be presented for the study of cancer progression, treatment and prevention. Knowledge and understanding.
At the end of the course the student will have to know the bases of the human tumorigenesis process, the biochemical and molecular mechanisms deregulated in the same process and the experimental methods mostly used for the study of tumors both in vitro and in vivo; furthermore he will have knowledge of the molecular targets of current cancer therapies and the effect of external agents on the tumorigenesis.
Ability to apply knowledge and understanding.
At the end of the course the student must be able to apply the knowledge acquired in point 1 to develop experimental strategies to be used in the context of oncological or pharmacological research.
Making judgments.
The student must be able to use what he has learned to recognize the molecular and cellular characteristics of different types of cancer and cancer cells in order to apply this knowledge to identify, with a critical sense, the most rigorous experimental approaches to answer the questions that come from both basic and applicative research. Communication skills.
At the end of the course the student will be able to express appropriately the topics of the course, with language properties and ability in the oral exposition in order to find a collocation both in the field of basic research and applied research (medical or pharmaceutical).
Learning skills
At the end of the course the student will be able to read and analyze the literature on the topics covered during the course and will be able to integrate and connect the knowledge acquired with what will be learned in other courses related to cellular and molecular biology or pharmacological.
Contents
The nature of the cancer
Oncogenic Viruses
Oncogenes
Signal transduction and transformation
Cytoplasmic pathways control many aspects of tumors Tumor Suppressors
Rb and the cell cycle
p53 and the control of apoptosis Immortalization and telomere
Tumor progression as a multi-phase process Genomic integrity and cancer
The metabolism of tumors
Therapy in tumors
Detailed program
Nature of Tumors: istology and classification of tumors, role of the environment in tumor onset
Oncogenic viruses: oncogenic viruses (retroviruses and DNA viruses), viral oncogenes
Oncogenes: proto-oncogene, Src, Ras, EGFR and Myc
Signal transduction and transformation: the role of proto-oncogene in transformation, receptor and cytoplasmic tyrosin kinases, constitutive activation of signal transduction pathways in tumors
Cytoplasmic pathways control many aspects of tumors: the role of the mitogenic signal in tumors, the Ras pathway as a cell transformation mechanism, MAPK, PI3K, Ral, the oncogenic pathways: integrins, Wnt, NFkB, Notch, Hedgehog, TGFb, Protein G
Tumor Suppressors: definition of tumor suppressor, Retinoblastoma as tumor model, silencing mechanisms of tumor suppressors, NF1, Apc, VHL
Rb and the cell cycle: physiological and pathological mechanisms of cell cycle control in mammals, association between mitogenic signal and cell cycle, cyclins, cyclin-dependent kinase, cycle inhibitors, Retinoblastoma in control of mitotic checkpoint, E2F family, Retinoblastoma and cell differentiation
p53 and the control of apoptosis: p53 and its role in the apoptotic process, intrinsic and extrinsic apoptosis, necrosis
Immortalization and telomere: mechanisms involved in cellular and tissue senescence, senescence and telomere, telomere and transformation
Tumor progression as a multiphase process: temporal dynamics of tumor development, stem cancer cells, oncogenic mutations cooperate for cell transformation, mutagenic agents and promoters, inflammation and tumors Genomic integrity and cancer: alteration of DNA repair mechanisms as a mutagenic agent, exogenous mutagenic agents, repair mechanisms and protection
Tumor metabolism: role of metabolic alterations in tumorigenesis, Warburg effect, mitochondrial dysfunction and role of mitochondria in transformation, role of glutamine in the control of proliferation and cell cycle, alteration of the hexosamine pathway, tumor metabolism as therapeutic target
Tumor therapy: radiotherapy, chemotherapy, drug resistance, examples of drugs, in vitro and in vivo tests, clinical trial
Prerequisites
The course is highly recommended to any graduate of biotechnology and biology as well as to medical student interested in reviewing the fundamentals of cancer biology. The main prerequisites are the knowledge in cell biology and molecular biology. However during the course also these fields will be well explained. Prerequisites. None
Teaching form
21 2-hour lessons held in face-to-face delivery. During the course the teacher will also propose an interactive mode, opening discussions on specific topics identified by the students.
Teaching language: italian.
Textbook and teaching resource
Slides of the lessons and the book "The biology of cancer" of R. Weinberg, second edition
Semester
First semester
Assessment method
Written and oral exam divided into 2 tests. The first will be ongoing, approximately halfway through the course, and will be a written test with 3 open questions on the first part of the course. This will serve to verify the student's ability to learn and integrate the topics underlying the carcinogenesis process. The second test will be oral and will be carried out after the end of the course. The oral test will essentially evaluate topics from the second part of the course but will also evaluate the student's ability to integrate the 2 parts in a fruitful way in order to understand the general notions of the carcinogenesis process.
Office hours
Contact. On demand, by e-mail request to the professor.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Ferdinando Chiaradonna
