Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento si propone di fornire i concetti di base sull'organizzazione e funzionamento del sistema immunitario. Gli studenti che seguiranno l'insegnamento di Immunologia e Patologia è atteso conseguano i seguenti obiettivi:
Conoscenza e capacità di comprensione.
Conoscere le basi dell'immunità innata e adattativa, i meccanismi alla base di infiammazione, generazione della diversità del repertorio dei recettori per l’antigene, attivazione dei linfociti T e B, struttura e la funzione degli anticorpi. Conoscere concetti e principi fondamentali riguardanti la vaccinazione, conoscere i concetti di base sulle malattie legate al malfunzionamento del sistema immunitario, quali malattie autoimmuni e allergie.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Comprendere il ruolo chiave del sistema immunitario nelle diverse patologie e l'importanza dell'immunologia, anche attraverso cenni storici.
Autonomia di giudizio.
Collegare i diversi argomenti, giudicare gli aspetti risolti e non risolti riguardanti la complessità del sistema immunitario, evidenziare le carenze delle conoscenze attuali sul funzionamento del sistema immunitario.
Le capacità critiche e di giudizio vengono sviluppate durante le lezioni attraverso discussioni guidate, analisi di casi e risoluzione di problemi proposti dal docente in aula.
Abilità comunicative.
Descrivere efficacemente i contenuti dell'insegnamento, in forma sia scritta che orale, utilizzando i termini tecnici più appropriati.
Capacità di apprendimento.
Consultare testi scientifici riguardanti i temi trattati e integrare le conoscenze acquisite con i contenuti di altre discipline scientifiche di tipo cellulare, molecolare e biochimico.
Contenuti sintetici
1) Caratteristiche generali del sistema immunitario
2) L' antigene
3) Il recettore dell'antigene delle cellule B, gli anticorpi
4) Il recettore per la'ntigene delle cellule T
5) Il sistema maggiore di istocompatibilità (MHC)
5) Il processamento e la presentazione dell'antigene
6) Attivazione dei linfociti T e B
7) Le citochine e i loro recettori
8) I Pattern Recognition Receptors
9) Le cellule del sistema immunitario innato : cellule mieloidi e cellule linfoidi
10) Il complemento
11) Il processo infiammatorio
12) Meccanismi effettori dell'immunità umorale
13) Meccanismi effettori dell'immunità cellulo-mediata
14) La Tolleranza del sistema immunitario
15) L'autoimmunità
16) Gli anticorpi monoclonali
17) L'ipersensibilità, le allergie
18) I trapianti
19) L'immunologia dei Tumori
20) I vaccini
Programma esteso
1: Caratteristiche generali del Sistema immunitario
Descrizione : Immunità innata e immunità acquisita; Organizzazione del sistema immunitario, caratteristiche generali degli organi, dei tessuti e delle cellule. Organi linfoidi primari e secondari. Distribuzione e circolazione delle cellule immunitarie.
2: L’antigene
Descrizione: Concetti di antigene, immunogeno, determinante antigenico o epitopo, carrier, aptene.
3: Il recettore per l’antigene dei linfociti B
Descrizione: Le immunoglobuline. Struttura e funzioni della molecola solubile (anticorpo) e del recettore di membrana per l’antigene dei linfociti B (BCR). La generazione della diversità. Isotipi e idiotipi. Funzioni biologiche delle classi e sottoclassi. Distribuzione cellulare dei recettori per Fc. Funzioni cellulari anticorpo-mediate. Gli anticorpi monoclonali. Concetto, metodologia, applicazioni.
4: Il recettore per l’antigene dei linfociti T (TCR)
Descrizione: organizzazione, riarrangiamento ed espressione dei geni del TCR e dei corecettori CD4 e CD8; caratteristiche strutturali e biochimiche del TCR; la generazione della diversità
5: Il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC)
Descrizione: Organizzazione genica e polimorfismo. Struttura molecolare e classificazione dei prodotti genici (MHC di classe I e II). Struttura e funzione del solco combinatorio. Ruolo delle molecole MHC di classe I e II nella presentazione dell’antigene. il complesso ternario, MHC-peptide-TCR
6: La presentazione dell’antigene alle cellule del sistema immunitario
Descrizione: Riconoscimento dell’antigene nativo da parte dei linfociti B e riconoscimento MHC-ristretto da parte dei linfociti T. Cellule che presentano l’antigene ai linfociti T CD4+ (APC professionali) e cellule che lo presentano ai linfociti T CD8+. processazione degli antigeni extracellulari ed intracellulari.
7: Le cellule che presentano l'antigene professioniste.
Descrizione: Le cellule dendritiche
8: Attivazione dei linfociti T e B.
Descrizione: sistemi di trasduzione del segnale. Principali coppie di molecole di adesione e di co-stimolazione che partecipano al processo.
9: le citochine ed i loro recettori.
Descrizione: Origine e struttura molecolare. Meccanismo d’azione e cellule bersaglio. Il network di interazioni che controlla le risposte immunitarie. La regolazione del network. Ruolo delle citochine nel differenziamento dei linfociti T nelle sottopopolazioni Th1 e Th2. Caratteristiche, sviluppo e funzioni delle due sottopopolazioni.
10: Interazioni microrganismi-ospite
Descrizione: I pattern recognition receptor e la teoria del danger. I PAMP i DAMP
11: Il complemento
Descrizione: Le tre vie di attivazione del complemento, le funzioni del complemento
12: Il processo infiammatorio
Descrizione: L'attivazione dell'infiammazione, il reclutamento leucocitario, il ruolo dell'infiammazione in risposta alle infezioni, dall'infiammazione all'attivazione della risposta adattativa
13: Meccanismi effettori dell’immunità umorale.
Descrizione: La cooperazione tra linfociti T e B. Le plasmacellule. Meccanismi di assemblaggio delle immunoglobuline, switch isotipico, maturazione dell’affinità degli anticorpi. Cinetica della risposta primaria e di quella secondaria. .
14: Meccanismi effettori dell’immunità cellulo-mediata.
Descrizione: Attivazione macrofagica mediata dai linfociti Th1. I linfociti T citotossici (CTL) Meccanismi molecolari dell’uccisione della cellula bersaglio da parte dei CTL.
15: La memoria immunologica
Descrizione: la memoria dei linfociti T; la memoria dei linfociti B
16: La tolleranza immunologica
Descrizione: Tolleranza centrale e tolleranza periferica, la delezione clonale, i meccanismi intrinseci e i meccanismi estrinseci, le cellule T regolatorie
17: L'autoimmunità
Descrizione: I meccansimi di attivazione delle risposte autoimmuni, il ruolo dell'immunità innata e dell'immunità adattativa, le malattie autoimmuni sistemiche e organo-specifiche, i fattori di rischio
18: L'ipersensibilità e le allergie
Descrizone: Ipersensibilità di tipo 1, 2, 3 ,4. I meccanismi di attivaione delle risposte immunitarie di tipo 2, gli allergeni, le diverse forme di allergie, il ruolo delle IgE, dei mastociti e degli eosinofili
19: I trapianti
Descrizione: il trapianto singenico, allogenico e gli xenotrpianti, l'alloreattività diretta e indiretta, il rigetto ipercuto acuto e cronico, le strategie immunosoppressive
20: L'immunologia dei tumori
Descrizione: Il microambiente tumorale, le risposte innate e adattative del sistema immunitario contro i tumori, l'immunosoppressione generata dai tumori, l'immunoterapia dei tumori
21: I vaccini
Descrizione: vaccinazione attiva e passiva, vaccini profilattici, vaccini terapeutici, gli adiuvanti
Prerequisiti
Genetica e biologia molecolare
Modalità didattica
L'insegnamento è svolto interamente in modalità erogativa.
Le attività didattiche consistono in 28 lezioni frontali da 2 ore, per un totale di 56 ore, tutte svolte in presenza.
Le ultime due ore di lezione, alla fine del corso, sono erogate in modalità interattiva. Durante queste due ore sono svolte attività di discussione, risoluzione di quesiti ed esercitazioni collettive.
L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Un modulo di 1 CFU è svolto in codocenza con il Dr. Metello Innocenti, esperto di biologia cellulare, e tratta il citoscheletro di actina nelle cellule dendritiche, le modificazioni durante la maturazione, e i meccanismi di fagocitosi, pinocitosi e macropinocitosi.
Le lezioni sono registrate e messe a disposizione degli studenti tramite la piattaforma e-learning per agevolare il ripasso e l’accessibilità ai contenuti.
Materiale didattico
Il materiale didattico consiste di diapositive e lezioni registrate presenti nella piattafiorma e-learning. Libri di testo consigliati: Immunobiologia di Janeway, Piccin-Nuova Libraria
Immunologia cellulare e molecolare, di Abul Abbas e Andrew Lichtman
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L’esame consiste in una prova orale individuale. Non sono previste prove in itinere.
Durante il colloquio, che verte su tutti gli argomenti trattati nel programma, saranno poste da un minimo di due a un massimo di cinque domande, a seconda del livello di approfondimento mostrato dallo studente.
La prova ha l’obiettivo di valutare:
- Conoscenza e comprensione dei meccanismi dell’immunità innata e adattativa;
- Capacità di applicare tali conoscenze a contesti biologici e patologici;
- Capacità di collegamento critico tra i diversi argomenti del corso;
- Proprietà di linguaggio scientifico e capacità di comunicazione chiara e precisa dei concetti;
- Capacità di apprendimento autonomo, attraverso richiami a concetti trasversali e interdisciplinari.
I criteri di valutazione sono:
- Accuratezza e completezza delle risposte;
- Capacità di collegare i diversi argomenti in modo coerente;
- Uso corretto della terminologia scientifica;
- Chiarezza espositiva e organizzazione del discorso;
- Autonomia di giudizio e spirito critico.
Il voto finale sarà espresso in trentesimi e rifletterà il grado di padronanza complessiva dimostrato dallo studente rispetto ai parametri sopra indicati.
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento, previa richiesta per mail al docente
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide the basic concepts on the organization and functioning of the immune system. Students attending the teaching of Immunology and Pathology are expected to achieve the following objectives:
Knowledge and understanding.
Know the bases of innate and adaptive immunity, the mechanisms underlying inflammation, generation of antigen-receptor receptor diversity, activation of T and B lymphocytes, structure and function of antibodies. Knowing basic concepts and principles concerning vaccination, knowing the basic concepts on diseases related to the malfunctioning of the immune system, such as autoimmune diseases and allergies.
Ability to apply knowledge and understanding.
Understanding the key role of the immune system in different pathologies and the importance of immunology, also through history.
Autonomy of judgment.
Being able to connect the different topics, to judge the resolved and unsolved aspects concerning the complexity of the immune system, and to highlight the shortcomings of current knowledge on the functioning of the immune system.
Critical thinking and judgment skills are developed during the lectures through guided discussions, case analyses, and problem-solving activities proposed by the instructor in class.
Communication skills.
Being able to effectively describe the contents of the course, both in written and oral form, using the most appropriate technical terms.
Learning ability.
Be able to consult scientific texts on the topics covered and integrate the knowledge acquired with the contents of other scientific disciplines of cellular, molecular and biochemical type.
Contents
1) General features of the immune system
2) The antigen
3) The B cell antigen receptor (BCR)
4) The T cell antigen receptor (TCR)
5) The major hystocompatibility complex (MHC)
5) The process of antigen presentation
6) T and B lymphocyte activation
7) Cytokines and their receptors
8) Pattern Recognition Receptors
9) Cells of the innate immunity: myeloid cells and lymphoid cells
10) Complement
11) The inflammatory process
12) Effector mechanisms of humoral immunity
13) Effector mechanisms of cell-mediated immunity
14) Tolerance
15) Autoimmunty
16) Monoclonal antibodies
17) Hypersensibility, allergies
18) Transplants
19) Tumor immunology
20) Vaccines
Detailed program
1: General characteristics of the immune system
Description : Innate and adaptive immunity; Organization of the immune system, general cahracteristics of organs, tissues and cells of the immune system. Primary and secondary lymphoid organs. Distribution and circulation of the cells of the immune system .
2: The antigen
Description: Concept of antigen, immunogen, antigenic detrminat or epitope, carrier, aptene.
3: The B cell antigen receptor (BCR)
Description: Immunoglobulins. structure nad function of antibodiese and of the BCR. The generation of repertoire diversity. Isotypes and idiotypes. Biological functions of immunoglobulins classes and subclasses. Cellular distribution of FC receptors . Cellular functions ediated by antibodies. monoclonal antibodies. Concept, methodology, applications.
4: The T cell receptor (TCR)
Description: organization, rearrangements and expression of TCR and coreceptors; biochemical structure of the TCR; generation of the repertoire diversity
5: The major histocompatibility complex (MHC)
Description: Genic organizationa and polymorphisms. Molecular structure and classification of MHC di class I and II molecules. The groove fro antigen binding. MHC di class I and II in antigen presentation. The ternary complex, MHC-peptide-TCR
6: Antigen presentation
Description: Antigen recognition by T and B cells. Extracellular and intracellular antigen processing.
7: Professional antigen presenting cells
Description: Dendritic cells
8: B and T cell activation.
Description: Signal transduction. Adhesion molecules and costimulatory molecules for T cell activation.
9: Cytokines and their receptors.
Description: Origine and molecular structure. Mechanism of action and target cells.Role of cytokine in leukocytes differentiation. Role of cytokines in Th1, Th2 and Th17 cell differentiation.
10: Interazioni microrganismi-ospite
Description: Pattern recognition receptor and Danger theory. PAMPs and DAMPs
11: The complement system
Description: Mecahnism of complement activation, functions of the complement
12: The inflammatory process
Description: Activation of inflammation, leukocyte recruitment, the role of inflammation in response to infection, from inflammation to the activation of adaptive immunity
13: Effector mechanisms of humoral immunity.
Description: T and B cell cooperation. Plasmacells. Isotype switch, hypermutation and affinity maturation. Kinetic of primary and secondary response
14: Effector mechanisms of cell-mediated immunity
Description: macrophage activation. Cytotoxic T lymphocytes and cell killing, effector mechanisms of t helper cells and NK cells
15: Immunological memory
Description: memory of T cells; memory of B cells
16: Immunological tolerance
Description: Central ena dperipheral tolerance, clonal deletion, extrinsic and intrinsic mechanisms of tolerance, regulatory T cells
17: Autoimmunity
Description:mechanisms of activation of autoimmune reactions , roles of innate and adaptinìve immunity in autoimmunity, systemic and organ-specific autoimmune diseases, risk factors
18: Hypersensibility allergies
Description: Type 1, 2, 3, 4 hypersensibility, mechanisms of activation od type 2 immunity, allergens, different forms of allergies, the role of IgEs, of mast cells and eosinophils
19: Transplantation
Description: syngeneic and allogeneic transplant, autotransplant, xenotrasplant, direct and indirect alloreactivity, hyperacute, acute and chronic rejection, strategies of imminesuppression
20: Tumor immunology
Description: tumor microenvironment, innate and adaptive immune responses against tumors, immunesuppression generated by tumors, tumor immunotherapies
21: Vaccines
Description: active and passive vaccination, prophylactic vaccines, therapeutic vaccines, adjuvants
Prerequisites
Genetics and molecular biology
Teaching form
All teaching activities are carried out in an expository (lecturing) mode.
The course includes 28 in-person frontal lectures, each lasting 2 hours, for a total of 56 hours.
The final two hours of the course are delivered in an interactive format. During these sessions, students engage in discussions, problem-solving activities, and group exercises.
The course is taught in Italian.
A 1-CFU module concerning the actin cytoskeleton of dendritic cells, its remodeling during maturation, and the processes of phagocytosis, pinocytosis and macropinocytosis in dendritic cells and macrophages, is co-taught with Dr. Metello Innocenti, expert in cell biology and cytoskeleton.
The lectures are recorded and made available to students through the e-learning platform to facilitate review and improve access to the course content.
Textbook and teaching resource
The teaching material consists of lecture slides and recorded lessons available on the e-learning platform. Text books: Immunobiology, Janeway, Piccin-Nuova Libreria. Cellular and Molecular Immunology, Abbul Abbas and Andrew Lichtman
Semester
First semester
Assessment method
The final examination consists of an individual oral exam. No midterm tests are foreseen.
The exam includes two to five questions, depending on the student's level of preparation, covering all topics presented during the course.
The exam aims to assess:
- Knowledge and understanding of the mechanisms of innate and adaptive immunity;
- The ability to apply such knowledge to biological and pathological contexts;
- The ability to critically connect the various course topics;
- The use of appropriate scientific terminology and clarity in communication;
- Independent learning skills, including interdisciplinary integration.
Evaluation criteria include:
- Accuracy and completeness of answers;
- Logical connections between topics;
- Correct use of scientific language;
- Clarity and organization of discourse;
- Critical thinking and independent judgment.
The final grade, expressed in thirtieths, reflects the overall level of mastery demonstrated by the student with respect to the criteria above.
Office hours
By appointment
Sustainable Development Goals
Staff
-
Francesca Granucci
