Biotecnologie applicate alla riproduzione, allo sviluppo e alla medicina rigenerativa

A.A. 2024/2025

Crediti massimi

Ore totali

SSD

VET/01 VET/10

Lingua

Italiano

Corsi di laurea che utilizzano l'insegnamento

Scienze biotecnologiche veterinarie (Classe LM-9)-studenti immatricolati dall'anno accademico 2023/24

Obiettivi formativi

L'insegnamento si propone di far acquisire agli studenti le tecniche di allestimento di sistemi in vitro per la produzione embrionale, le metodiche di micromanipolazione dei gameti e degli embrioni e di fornire loro una conoscenza approfondita dei principi molecolari e cellulari che regolano lo sviluppo embrionale. Questa conoscenza sarà estesa anche alla biologia delle cellule staminali, sia adulte o tessuto-specifiche, sia embrionali, e alle più recenti tecnologie di conversione cellulare. Anche, le possibili applicazioni cliniche delle tecniche per il trattamento dell'infertilità e per il miglioramento delle performance riproduttive degli animali domestici e l'impiego terapeutico delle cellule staminali saranno valutati criticamente. Infine si sensibilizzeranno gli studenti ai temi di sostenibilità, indicando quali possono essere le strategie da applicare in laboratorio per limitare l'impatto ambientale.

Risultati apprendimento attesi

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di aver assimilato i principali requisiti di un sistema di produzione embrionale in vitro oltre al significato e alle potenzialità delle tecniche di micromanipolazione applicate ai gameti e agli embrioni. Inoltre, ci si aspetta che raggiunga una buona padronanza delle conoscenze dei principi molecolari e cellulari alla base dello sviluppo embrionale, della biologia delle cellule staminali e delle tecnologie di conversione cellulare. Il risultato finale sarà anche un'accresciuta autonomia di giudizio che si esprimerà nella capacità di interpretare criticamente la letteratura sull'argomento e di esprimersi con una appropriata terminologia scientifica. Cio si accompagnerà all'acquisizione di una condotta di laboratorio che limiti, per quanto possibile, l'impatto sull'ambiente.

Periodo: Primo semestre

Orari delle lezioni

Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi

Calendario degli appelli

Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

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Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile

Luvoni Gaia Cecilia Rita

Periodo

Primo semestre

Programma

Programma

Unità didattica: Biotecnologie della riproduzione

Lezioni teoriche (18 ore):
- Sistemi in vitro di produzione embrionale (4)
- Capacitazione e selezione degli spermatozoi (2)
- Strumentazione per la micromanipolazione dei gameti e degli embrioni (1)
- Micromanipolazione dei gameti (2)
- Micromanipolazione degli embrioni (2)
- Principi di crioconservazione dei gameti e degli embrioni (1)
- Superovulazione sincronizzazione degli estri e embyo transfer (1)
- Applicazione delle tecniche di micromanipolazione nel trattamento dell'infertilità e per il miglioramento delle performance riproduttive degli animali domestici (3)
- Cenni di clonazione (1)
- Strategie per la sostenibilità ambientale nel laboratorio di Biotecnologie della Riproduzione (1)

Esercitazioni pratiche (36 ore):
- Micromanipolazione di gameti (4)
- Gametogenesi (2)
- Raccolta, selezione e maturazione degli ovociti (6)
- Analisi e preparazione del seme per la fecondazione in vitro (6)
- Zona binding assay (5)
- Gestione di un laboratorio di riproduzione assistita (5)
- Coltura di cellule staminali di origine extra-fetale (8)

Unità didattica: Embriologia molecolare, dalla cellula all'apparato

Lezioni teoriche (12 ore):
- Molecole chiave nello sviluppo embrionale precoce (2)
- Trofectoderma e massa cellulare interna. Fattori di trascrizione che regolano la plasticità cellulare (2)
- Imprinting e regolazione epigenetica (1)
- Contributo materno e paterno al fuso mitotico, centromeri e centrioli (1)
- Compartimentalizzazione citoplasmatica (1)
- Telomerasi e morte cellulare (1)
- Epigenetica e destino cellulare (2)
- Sviluppo, gradienti e morfogeni (1)
- Strategie per la sostenibilità ambientale nel laboratorio di Embriologia molecolare (1)

Esercitazioni pratiche (12 ore):
- Immuno-localizzazione dei fattori di trascrizione che regolano la plasticità cellulare (4)
- Utilizzo della tecnica ELISA per studio della metilazione e della regolazione epigenetica (2)
- Tecniche molecolari per la caratterizzazione del trofectoderma e della massa cellulare interna (2)
- Metodologie per la valutazione dell'attività post-trascrizionale (poli-A) (2)
- Studio delle telomerasi (2)

- Unità didattica: Medicina rigenerativa: principi biologici e procedure di laboratorio

Lezioni teoriche (18 ore):
- Cellule staminali: principi biologici (2)
- Cellule staminali embrionali (ESC): origine e caratteristiche biologiche (2)
- Meccanismi molecolari che regolano la pluripotenza delle ESC (2)
- Riprogrammazione cellulare e iPS (2)
- Riprogrammazione chimica cellulare (4)
- Cellule staminali mesenchimali (2)
- Stem cells e sostenibilità (impego di cellule staminali per la produzione di carne e pesce artificiali e per la preservazione della biodiversità) (4)

Prerequisiti

E' consigliabile conoscere l'Istologia, l'Anatomia, la Fisiologia e l'Embriologia.

Metodi didattici

Modalità di frequenza: fortemente consigliata per le lezioni frontali e per le esercitazioni.
Modalità di erogazione: tradizionale (lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio a piccoli gruppi).
Nelle lezioni frontali si opera il coinvolgimento degli studenti stimolando il loro interesse e incoraggiandoli a partecipare rivolgendo domande e chiedendo di riassumere parti già trattate nelle lezioni precedenti.
Nelle esercitazioni pratiche a piccoli gruppi si provvede all'orientamento e guida dello studente per il raggiungimento di una sua autonomia nelle manualità necessarie per la valutazione e il trattamento dei gameti e delle cellule in vitro.

Materiale di riferimento

- Gordon I., Laboratory production of cattle embryos, CAB International, 1994, University Press, Cambridge. ISBN 0 85198 928 4.
- Palermo, G. D., & Sills, E. S. (Eds.). (2018). Intracytoplasmic Sperm Injection: Indications, Techniques and Applications. Springer. ISBN 978-3-319-70496-8
- Fleming, S. D., & King, R. S. (Eds.) (2003). Micromanipulation in Assisted Conception: A Users' Manual and Troubleshooting Guide. Cambridge University Press. ISBN-13 978-0-521-64847-9
- Biologia e tecniche della riproduzione / a cura di Lucia Rocco (2021). Edi.Ermes. ISBN : 9788870517477
- Articoli scientifici
- Materiale delle lezioni in Ariel.

Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione

L'esame scritto consiste in 2 domande aperte e 1 a risposta multipla per la parte di Biotecnologie della Riproduzione (tempo a disposizione 1 ora) e di 30 domande a risposta multipla per la parte di Embriologia molecolare e Medicina rigenerativa (tempo a disposizione 1 ora). Entrambe le parti sono volte ad accertare l'acquisizione delle conoscenze relative agli argomenti affrontati nel corso sia durante le lezioni teoriche, sia durante le esercitazioni pratiche. L'esame si intende superato se si consegue un minimo di 18 trentesimi in ognuna delle due parti di esame.

Organizzazione didattica

VET/01 - ANATOMIA DEGLI ANIMALI DOMESTICI - CFU: 6
VET/10 - CLINICA OSTETRICA E GINECOLOGIA VETERINARIA - CFU: 6

Esercitazioni: 48 ore
Lezioni: 48 ore

Docenti: Brevini Tiziana, Colombo Martina, Lange Consiglio Anna, Luvoni Gaia Cecilia Rita, Pennarossa Georgia

Turni:

Docenti: Brevini Tiziana, Colombo Martina, Luvoni Gaia Cecilia Rita

1 Esercitazioni per un gruppo di studenti

Docente: Lange Consiglio Anna

2 Esercitazioni per un gruppo di studenti

Docente: Lange Consiglio Anna

3 - Esercitazioni per tutti glii studenti

Docente: Colombo Martina