DATA ANALYSIS AND MICROBIOME INTERVENTION FOR PERSONALISED MEDICINE

Il corso fa parte del corso di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Fisica e dei Materiali all'interno del curriculum di Tecnologie dei Bio e Nanomateriali. Questo corso esplora l'intersezione tra ricerca sul microbioma, analisi dei dati e medicina personalizzata. Gli studenti impareranno come analizzare i dati del microbioma e sviluppare strategie di intervento personalizzate basate sui profili del microbioma. Il corso combina concetti teorici con applicazioni pratiche, enfatizzando gli approcci computazionali all'analisi dei dati del microbioma.

Alla fine di questo corso, gli studenti saranno in grado di:
1. Comprendere i concetti fondamentali del microbioma umano e il suo ruolo nella salute e nella malattia
2. Applicare metodi statistici e computazionali per analizzare i set di dati del microbioma
3. Interpretare i dati del microbioma nel contesto della medicina personalizzata
4. Progettare interventi basati sul microbioma per condizioni di salute specifiche
5. Valutare criticamente la ricerca attuale nella scienza del microbioma e nella medicina personalizzata
6. Comunicare efficacemente i risultati dell'analisi del microbioma sia al pubblico scientifico che a quello clinico

Conoscenze di statistica e biologia

Questo corso esplora l'intersezione tra ricerca sul microbioma, analisi dei dati e medicina personalizzata. Gli studenti impareranno cos'è il microbioma e come analizzare i dati del microbioma e sviluppare strategie di intervento personalizzate basate sui profili del microbioma. Il corso combina concetti teorici con applicazioni pratiche.
- Microbioma umano: panoramica della composizione del microbioma; diversità del microbiota umano; la regola centrale del microbioma intestinale; coevoluzione microbioma-ospite; microbioma nella salute e nelle malattie;
- Asse microbioma intestinale-organo: asse intestino-cervello, asse intestino-pelle; asse intestino-vagina, asse intestino-fegato, asse intestino-polmone;
- Terapie basate per l'intervento sul microbioma: prebiotici, probiotici, postbiotici, trapianto microbico fecale;
- Metodi sperimentali e modelli per studiare la complessità del microbioma intestinale in vitro
- Metodi computazionali per svelare il microbioma. Analisi dei metodi per il campionamento del microbioma e la preparazione dei campioni: preparazione delle librerie geniche a base del gene 16S rRNA e preparazione delle librerie metagenomiche. Analisi dei dati di sequenziamento (16S rRNA, metagenomica, metatrascrittomica) e loro applicazioni. Approcci per integrare il microbioma con altri dati omici.

Tutto il materiale didattico sarà fornito dall'insegnante, come articoli scientifici e documenti di ricerca, tutorial online per strumenti software pertinenti (R, QIIME2, Python), accesso a set di dati pubblici sul microbioma.

La valutazione dell'apprendimento sarà condotta tramite una breve presentazione orale, durante la quale saranno valutate le seguenti competenze:
Integrazione del contenuto del corso: la capacità dello studente di incorporare almeno un concetto rilevante del corso nel suo attuale progetto di ricerca di dottorato, dimostrando una chiara connessione tra teoria e pratica. Abilità di pensiero critico: la capacità del candidato di impegnarsi in un'analisi critica dell'argomento presentato, mostrando una profonda comprensione e una valutazione ponderata del materiale. Abilità espositive e comunicative: chiarezza di presentazione, espressione formale e concisa delle idee e uso di un linguaggio scientifico appropriato durante il discorso. Sarà inoltre valutata la capacità di rispondere in modo efficace e coerente alle domande poste dai valutatori.
Partecipazione e impegno: la partecipazione attiva e costante alle lezioni sarà presa in considerazione nella valutazione finale, riflettendo l'impegno del candidato nei confronti del materiale del corso.

orale

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

Il voto finale sarà calcolato in base ai punteggi ottenuti durante la presentazione orale, seguendo i criteri sottostanti:
18-23: Conoscenze di base adeguate con alcune incertezze nella presentazione. Lo studente dimostra una comprensione generale dell'argomento, sebbene con alcune lacune o difficoltà nell'analisi critica.
24-26: Solide conoscenze e capacità di applicare correttamente i concetti. Presentazione chiara, con buona padronanza della terminologia scientifica e comunicazione efficace.
27-29: Ottima comprensione e capacità di collegare e integrare concetti teorici con la ricerca. La presentazione è fluente, precisa e ben organizzata.
30 e 30L: Conoscenze complete, presentazione impeccabile e capacità di analizzare criticamente e stabilire connessioni complesse. Gli onori vengono assegnati per prestazioni eccezionali, dimostrando capacità ben al di sopra della media.

La didattica è organizzata in lezioni frontali teoriche e pratiche. Durante le lezioni verranno utilizzate slide di PowerPoint e tutorial per l'analisi del microbiota. Il materiale didattico è presente e scaricabile dalla piattaforma e-learning Moodle dell'Ateneo.

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile