PHARMACEUTICAL BIOTECHNOLOGY: BIOTHERAPEUTIC DRUG DISCOVERY, ENGINEERING, AND DELIVERY

Il corso di "Pharmaceutical biotechnology: biotherapeutic drug discovery, engineering, and delivery” è una delle attività formative del corso di dottorato in Scienza e Tecnologia dei Biomateriali e dei Nanomateriali ed è suddiviso in due moduli: "Therapeutic peptides and proteins" (modulo A) e "Therapeutic nucleic acids and living cells" (modulo B). Il modulo A consente agli studenti di acquisire i concetti principali relativi alle proprietà, sviluppo e applicazioni di molecole terapeutiche a base peptidica e proteica. Il modulo B invece consente invece agli studenti di acquisire i concetti principali relativi alle proprietà, sviluppo e applicazioni di molecole terapeutiche a base di acidi nucleici e di terapie innovative basate sull'utilizzo di cellule di mammifero e batteriche.

Lo scopo del modulo A ("Therapeutic peptides and proteins") è di introdurre gli studenti alle proprietà e alle tecnologie ricombinanti utilizzate per sviluppare ed ingegnerizzare molecole terapeutiche a base peptidica e proteica. Lo scopo del modulo B ("Therapeutic nucleic acids and living cells") è invece quello di introdurre gli studenti alle proprietà e alle tecnologie ricombinanti utilizzate per sviluppare ed ingegnerizzare acidi nucleici (e.g., DNA e RNA) e cellule (e.g., cellule del sistema immunitario, cellule staminali, globuli rossi) attualmente utilizzate nella clinica. Particolare attenzione sarà dedicata agli aspetti farmacologici, immunologici, regolatori e commerciali che devono essere attentamente ponderati durante il processo di sviluppo ed ingegnerizzazione di una nuova bioterapia. Si suppone che gli studenti siano in grado di apprezzare i vantaggi e gli svantaggi delle diverse bioterapie e di essere in grado di riconoscere e valutare, attraverso un'analisi critica, quale tipologia di bioterapia possa essere più adatta per una determinata malattia. Al termine del corso gli studenti devono essere in grado i) di applicare le conoscenze acquiste, ii) risolvere problemi a tematiche nuove o non familiari ed inserirsi in contesti più ampi (o interdisciplinari) connessi al proprio settore di studio, iii) siano in grado di integrare le conoscenze acquiste e gestire la complessità, iv) formulare giudizi sulla base di informazioni limitate o incomplete, v) riflettere sulle responsabilità sociali ed etiche collegate all’applicazione delle loro conoscenze e giudizi, vi) comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le conclusioni, nonché le conoscenze e la ratio ad esse sottese, a interlocutori specialisti e non specialisti.

Conoscenze di base di biologia molecolare, chimica biologica, biologia strutturale, biologia cellulare, immunologia e farmacologia.

I contenuti del modulo A (15 ore) includono:
• Rudimenti di farmacologia ed immunologia
• Peptidi terapeutici: vantaggi e svantaggi. Peptidi derivati da prodotti naturali come punti di partenza per la scoperta di nuovi farmaci. Uso della peptidomimetica per l'identificazione di nuovi peptidi. Tecnologie di evoluzione diretta per la scoperta dei farmaci a base peptidica. Peptidi stabilizzati. Strategie per estendere l'emivita dei peptidi.
• Terapie basate su citochine: benefici e limitazioni. Interleuchine approvate per la terapia. Ingegnerizzazione di citochine per la terapia.
• Proteine non anticorpali per la terapia: benefici e limitazioni. Strategie per la generazione di farmaci basati su proteine non anticorpali. Esempi di proteine non anticorpali per applicazioni terapeutiche, diagnostiche e biotecnologiche.
• Anticorpi terapeutici: proprietà e modalità di azione. Ingegneria multidimensionale degli anticorpi: legame dell'antigene, legame del recettore Fc e modularità. Anticorpi multi-specifici. Frammenti di anticorpi. Anticorpi coniugati a farmaci citotossici (ADC).

I contenuti del modulo B (15 ore) includono:
• Acidi nucleici terapeutici: vantaggi e svantaggi. Principio dell'evoluzione sistematica dei ligandi per arricchimento esponenziale (SELEX). DNA, aptameri di RNA. Oligonucleotide antisenso (AON). Interferenza dell'RNA (RNAi). Ribozimi. Vaccini a mRNA.
• Terapie basate su cellule di mammifero. Terapia cellulare basata su: i) linfociti infiltranti il tumore (TIL), ii) cellule T ingegnerizzate che esprimono i recettori dell'antigene chimerico (CAR-T), iii) cellule natural killer (NK), iv) macrofagi, v) cellule staminali e vi) cellule dendritiche (DC). Approcci terapeutici specifici dell'antigene per l'autoimmunità. Terapia cellulare basata su i) globuli rossi e ii) cellule staminali.
• Terapie basate su batteri ingegnerizzati. Terapia cellulare basata su: i) batteri associati all’intestino e ii) batteri associati al tumore. Utilizzo di batteriofagi ingegnerizzati.

Tutto il materiale necessario sarà fornito in classe.

La valutazione dell'apprendimento avviene mediante una breve presentazione orale. L'obiettivo dell'esame consiste nel verificare e valutare la capacità dello/della studente/studentessa di includere almeno un contenuto del corso nel proprio attuale progetto di ricerca di dottorato. Gli/Le studenti/studentesse devono in tal modo dimostrare sia l’apprendimento critico degli argomenti dell’intero programma svolto sia la capacità di esporli in maniera formale e concisa utilizzando un linguaggio scientifico appropriato. La partecipazione costante e attiva alle lezioni verrà presa in considerazione nella valutazione finale. Gli appelli avverranno all’interno delle date stabilite dal calendario accademico.

orale

La valutazione è espressa in trentesimi. La gradazione del voto è determinata da:
• conoscenza degli argomenti richiesti (range 15 punti);
• capacità di articolare in maniera autonoma il discorso (range 5 punti);
• sicurezza nell'esposizione (range 5 punti);
• capacità di approfondimento dell'argomento (range 5 punti).
La lode verrà attribuita in presenza di conoscenza e capacità di comprensione applicata in riferimento al programma, capacità di giudizio e abilità comunicative, eccellenti.

L'insegnamento è organizzato in lezioni frontali teoriche in aula. Le lezioni teoriche frontali in aula da parte del docente si svolgono mediante l’utilizzo combinato della lavagna tradizionale e delle diapositive su PowerPoint. Le lezioni in aula saranno interattive e comprenderanno un’introduzione generale del tema trattato seguito dalla presentazione di alcuni esempi concreti presi da uno o più articoli scientifici. Durante le lezioni verranno utilizzate sia la tradizionale lavagna interattiva che le diapositive di PowerPoint. Il materiale didattico è presente e scaricabile dalla piattaforma di e-learning Moodle dell'Università.

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA: disabilita@unive.it.

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