DATA ANALYSIS AND MICROBIOME INTERVENTION FOR PERSONALISED MEDICINE

Il corso fa parte del percorso di dottorato in Ingegneria Fisica e dei Materiali - indirizzo Tecnologie Bio e Nanomateriali. Il corso offre una formazione avanzata nell'analisi dei dati del microbioma e nella progettazione di interventi basati sul microbioma per la medicina personalizzata. Gli studenti integreranno biologia computazionale, biologia dei sistemi e traslazione clinica per comprendere le interazioni ospite-microbioma e sviluppare strategie terapeutiche di precisione.

Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:

Valutare criticamente i set di dati del microbioma e i disegni sperimentali
Applicare metodi statistici avanzati e di apprendimento automatico ai dati omici
Analizzare set di dati metagenomici, metatrascrittomici e metabolomici
Interpretare le interazioni ospite-microbioma in condizioni di salute e malattia
Progettare interventi basati sul microbioma (dietetici, probiotici, trapianto di microbiota fecale, ecc.)
Integrare dati multi-omici per applicazioni di medicina personalizzata.

Conoscenze base di microbiologia, informatica, e biologia molecolare

Microbioma umano:
• Panoramica della composizione del microbioma; diversità dei microbioti umani; ruolo centrale del microbioma intestinale; coevoluzione microbioma-ospite; microbioma nella salute e nelle malattie;
• Asse microbioma intestinale-organi: asse intestino-cervello, asse intestino-pelle; asse intestino-vagina, asse intestino-fegato, asse intestino-polmone;
• Interazione microbioma-farmaci;
• Modelli in vitro, in vivo ed ex vivo per lo studio dell’interazione ospite-microbioma
Analisi dei dati del microbioma:
• Sequenziamento del 16S rRNA vs metagenomica shotgun
• Metatranscrittomica e translatomica
• Piattaforme di sequenziamento e bias
• Pre-elaborazione dei dati e controllo di qualità
• Pipeline per l’analisi dei dati metagenomici
Interventi basati sul microbioma:
• Probiotici, prebiotici, simbiotici
• Strategie di modulazione dietetica
• Trapianto di microbiota fecale (FMT)
• Ingegneria del microbioma e biologia sintetica

All the didactic materials will be provided by the teacher. There is no book for this course.

La valutazione dell’apprendimento sarà effettuata attraverso una breve presentazione orale, durante la quale verranno valutate le seguenti competenze:
-Integrazione dei contenuti del corso: capacità dello studente di incorporare almeno un concetto rilevante del corso nel proprio progetto di dottorato, dimostrando una chiara connessione tra teoria e pratica.
-Capacità di pensiero critico: abilità del candidato nell’effettuare un’analisi critica dell’argomento presentato, mostrando una comprensione approfondita e una valutazione riflessiva dei contenuti.
-Capacità espositive e comunicative: chiarezza della presentazione, espressione formale e concisa delle idee e uso appropriato del linguaggio scientifico durante l’esposizione. Sarà inoltre valutata la capacità di rispondere in modo efficace e coerente alle domande poste dai valutatori.
-Partecipazione e coinvolgimento: la partecipazione attiva e costante alle lezioni sarà considerata nella valutazione finale, come indicatore dell’impegno del candidato nei confronti dei contenuti 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.

The final grade will be calculated based on the scores achieved in each of these areas, following the criteria below:
18-23: Adequate basic knowledge with some uncertainties in presentation. The student demonstrates a general understanding of the topic, though with some gaps or difficulties in critical analysis.
24-26: Solid knowledge and the ability to apply concepts correctly. Clear presentation, with good command of scientific terminology and effective communication.
27-29: Excellent understanding and ability to connect and integrate theoretical concepts with research. Presentation is fluent, precise, and well-organized.
30 and 30L: Comprehensive knowledge, impeccable presentation, and the ability to critically analyze and establish complex connections. Honors are awarded for exceptional performance, demonstrating skills well above average.

Teaching is organized in frontal theoretical lectures. PowerPoint slides will be used during the lessons. The teaching material is present and downloadable from the University's Moodle e-learning platform.

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