Biotecnologie nella diagnostica di laboratorio e fondamenti di statistica
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
Acquisire conoscenze in merito alla organizzazione del laboratorio di diagnostica clinica e ai principi alla base delle tecniche diagnostiche avanzate.
Acquisire le conoscenze relative alla definizione di biomarcatore diagnostico , nonché le caratteristiche dei principali biomarcatori attualmente utilizzati nella diagnostica clinica a di diversa patologie umane e nella ricerca clinica e traslazionale
Acquisire le conoscenze relative ai principi di base delle principali tecniche diagnostiche non invasive (RX, TAC, Tecniche nucleari, Ecografia, MRI, Imaging ottico) e i biomarcatori misurabili mediante tali procedure.
Acquisire le conoscenze di base sulla relazione tra metodo scientifico e statistica con riferimento ai problemi della misura in biomedicina con i fondamenti della pianificazione degli esperimenti.
Acquisire i concetti di variabilità biologica e analitica
Acquisire i metodi di inferenza statistica nell'ambito dello studio dell'associazione.
Applicare i metodi di statistica descrittiva, regressione e analisi della varianza utilizzando il software R, con riferimento alle applicazioni in laboratorio e a dati nelle scienze omiche.
Acquisire l'approccio concettuale quantitativo al test diagnostico e alla valutazione dell'efficacia delle procedure di intervento in medicina.
Acquisire le conoscenze relative alla definizione di biomarcatore diagnostico , nonché le caratteristiche dei principali biomarcatori attualmente utilizzati nella diagnostica clinica a di diversa patologie umane e nella ricerca clinica e traslazionale
Acquisire le conoscenze relative ai principi di base delle principali tecniche diagnostiche non invasive (RX, TAC, Tecniche nucleari, Ecografia, MRI, Imaging ottico) e i biomarcatori misurabili mediante tali procedure.
Acquisire le conoscenze di base sulla relazione tra metodo scientifico e statistica con riferimento ai problemi della misura in biomedicina con i fondamenti della pianificazione degli esperimenti.
Acquisire i concetti di variabilità biologica e analitica
Acquisire i metodi di inferenza statistica nell'ambito dello studio dell'associazione.
Applicare i metodi di statistica descrittiva, regressione e analisi della varianza utilizzando il software R, con riferimento alle applicazioni in laboratorio e a dati nelle scienze omiche.
Acquisire l'approccio concettuale quantitativo al test diagnostico e alla valutazione dell'efficacia delle procedure di intervento in medicina.
Risultati apprendimento attesi
Conoscere i limiti e l'applicabilità delle diverse metodologie utilizzate nella diagnostica clinica avanzata. Saper scegliere tra metodologie diverse.
Saper applicare l'utilizzo di diversi biomarcatori e dei criteri diagnostici relativi alle diverse patologie umane .
Saper descrivere le potenzialità delle diverse tecniche e le possibili applicazioni in ambito clinico e preclinico/sperimentale.
Saper interpretare su base statistica i risultati delle diverse metodologie di diagnostica clinica. Saper utilizzare i metodi statistici di base per l'analisi dei dati nell'ambito della ricerca biomedica.
Saper applicare l'utilizzo di diversi biomarcatori e dei criteri diagnostici relativi alle diverse patologie umane .
Saper descrivere le potenzialità delle diverse tecniche e le possibili applicazioni in ambito clinico e preclinico/sperimentale.
Saper interpretare su base statistica i risultati delle diverse metodologie di diagnostica clinica. Saper utilizzare i metodi statistici di base per l'analisi dei dati nell'ambito della ricerca biomedica.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Prerequisiti
Gli studenti devono avere assolto a tutti gli obblighi di propedeuticità indicati nel piano di studi: Biochimica e fondamenti di biochimica umana, Laboratorio di metodologie cellulari e molecolari, Patologia generale e immunologia.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in due prove scritte, entrambe obbligatorie e svolte lo stesso giorno.
La prima prova scritta, della durata di 1 ora, è costituita da 60 domande (30 per biochimica clinica e biologia molecolare clinica e 15 per patologia clinica e 15 di diagnostica per immagini, che comprendono:
1) quesiti a risposta multipla (70-80 %);
2) quesiti a breve risposta libera (30-20 %);
Ogni quesito consente di ottenere 0,5 punti. La prova scritta è superata se il punteggio totalizzato è uguale o superiore a 18.
La seconda prova scritta per la parte di statistica medica, della durata di 1 ora, è costituita da 30 domande (20 per statistica e valutazione dell'evidenza in medicina e 10 per la diagnostica per immagini, che comprendono:
1) quesiti a risposta aperta con l'analisi di problemi di carattere statistico (50-60 %);
2) quesiti a riposta multipla con breve spiegazione della scelta (40-50 %);
Ogni quesito consente di ottenere 1 punto. La prova scritta è superata se il punteggio totalizzato è uguale o superiore a 18.
Entrambe le prove mirano ad accertare che lo studente abbia conoscenze teoriche sulle principali metodologie di biochimica e diagnostica clinica e dei principi alla base delle tecniche diagnostiche avanzate, nonché le necessarie competenze statistiche di base per l'osservazione e la misura in presenza di incertezza sperimentale e la valutazione dell'evidenza scientifica dalle analisi dei dati nell'ambito della ricerca biomedica. Verranno considerati i seguenti parametri di valutazione: correttezza e completezza delle risposte, inoltre per la parte a risposta aperta verrà valutata la capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza, la capacità di ragionamento critico e la competenza nell'impiego del lessico specialistico.
Il voto finale dell'esame, espresso in trentesimi, risulterà dalla media ponderata sui crediti erogati del punteggio ottenuto nella prima e nella seconda prova scritta approssimata per eccesso all'intero.
I risultati della prova saranno comunicati via e-mail, tramite servizio di verbalizzazione.
La prima prova scritta, della durata di 1 ora, è costituita da 60 domande (30 per biochimica clinica e biologia molecolare clinica e 15 per patologia clinica e 15 di diagnostica per immagini, che comprendono:
1) quesiti a risposta multipla (70-80 %);
2) quesiti a breve risposta libera (30-20 %);
Ogni quesito consente di ottenere 0,5 punti. La prova scritta è superata se il punteggio totalizzato è uguale o superiore a 18.
La seconda prova scritta per la parte di statistica medica, della durata di 1 ora, è costituita da 30 domande (20 per statistica e valutazione dell'evidenza in medicina e 10 per la diagnostica per immagini, che comprendono:
1) quesiti a risposta aperta con l'analisi di problemi di carattere statistico (50-60 %);
2) quesiti a riposta multipla con breve spiegazione della scelta (40-50 %);
Ogni quesito consente di ottenere 1 punto. La prova scritta è superata se il punteggio totalizzato è uguale o superiore a 18.
Entrambe le prove mirano ad accertare che lo studente abbia conoscenze teoriche sulle principali metodologie di biochimica e diagnostica clinica e dei principi alla base delle tecniche diagnostiche avanzate, nonché le necessarie competenze statistiche di base per l'osservazione e la misura in presenza di incertezza sperimentale e la valutazione dell'evidenza scientifica dalle analisi dei dati nell'ambito della ricerca biomedica. Verranno considerati i seguenti parametri di valutazione: correttezza e completezza delle risposte, inoltre per la parte a risposta aperta verrà valutata la capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza, la capacità di ragionamento critico e la competenza nell'impiego del lessico specialistico.
Il voto finale dell'esame, espresso in trentesimi, risulterà dalla media ponderata sui crediti erogati del punteggio ottenuto nella prima e nella seconda prova scritta approssimata per eccesso all'intero.
I risultati della prova saranno comunicati via e-mail, tramite servizio di verbalizzazione.
Modulo: Biotecnologie in diagnostica
Programma
Biochimica Clinica:
Definizione e scopi . Organizzazione del laboratorio di diagnostica clinica. Raccolta e conservazione dei campioni biologici.
Preparazione dei campioni;
Elettroforesi zonale capillare (CZE): principi ed applicazioni;
HPLC / nano HPLC: principi ed applicazioni;
Tecniche di coating delle superfici per applicazioni in CZE ed ELISA;
ELISA: principi ed applicazioni;
Proteomica e metabolomica: principi;
Spettrometria di massa: principi;
Spettrometria di massa: applicazioni.
Patologia Clinica:
Definizione di biomarker e sue caratteristiche;
Metallo proteinasi come biomarcatori di patologie osse;
Metallo proteinasi come biomarcatori di patologie cardiovascolari;
Chemochine come biomarcatori di patologia;
Biomarcatori tumorali;
Introduzione all'osteoimmunologia e biomarcatori osteoimmunologia;
Biomarcatori di infezione protesica.
Definizione e scopi . Organizzazione del laboratorio di diagnostica clinica. Raccolta e conservazione dei campioni biologici.
Preparazione dei campioni;
Elettroforesi zonale capillare (CZE): principi ed applicazioni;
HPLC / nano HPLC: principi ed applicazioni;
Tecniche di coating delle superfici per applicazioni in CZE ed ELISA;
ELISA: principi ed applicazioni;
Proteomica e metabolomica: principi;
Spettrometria di massa: principi;
Spettrometria di massa: applicazioni.
Patologia Clinica:
Definizione di biomarker e sue caratteristiche;
Metallo proteinasi come biomarcatori di patologie osse;
Metallo proteinasi come biomarcatori di patologie cardiovascolari;
Chemochine come biomarcatori di patologia;
Biomarcatori tumorali;
Introduzione all'osteoimmunologia e biomarcatori osteoimmunologia;
Biomarcatori di infezione protesica.
Metodi didattici
I docenti utilizzeranno: a) Lezioni frontali (4 CFU); b): attività sperimentale individuale e/o in piccoli gruppi in laboratorio disciplinare (1 CFU).
I docenti utilizzeranno la piattaforma Ariel per fornire il materiale didattico che consiste in: a) copia delle presentazioni utilizzate nelle lezioni frontali; b) dispense con la spiegazione delle procedure sperimentali da affrontare nell'attività di laboratorio.
La frequenza alle lezioni frontali e all'attività di laboratorio disciplinare è obbligatoria.
I docenti utilizzeranno la piattaforma Ariel per fornire il materiale didattico che consiste in: a) copia delle presentazioni utilizzate nelle lezioni frontali; b) dispense con la spiegazione delle procedure sperimentali da affrontare nell'attività di laboratorio.
La frequenza alle lezioni frontali e all'attività di laboratorio disciplinare è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Biochimica Clinica:
Tietz: Fondamenti di Biochimica clinica
Patologia Clinica:
eventuale approfondimento con reviews e articoli forniti a lezione e citati nelle lezioni
Tietz: Fondamenti di Biochimica clinica
Patologia Clinica:
eventuale approfondimento con reviews e articoli forniti a lezione e citati nelle lezioni
Modulo: Statistica nella sperimentazione biomedica
Programma
Diagnostica per immagini:
Concetto di biomarcatore: definizione e classificazione di biomarcatori, metodi di rilevazione;
Tecniche non-invasive studi anatomici e funzionali: differenza tra struttura e funzione, vantaggi e svantaggi, possibili combinazioni;
Principi e applicazioni delle tecniche che utilizzano Raggi X: principi fisici, biomarcatori visualizzabili, strumentazione disponibile, applicazioni;
Principi e applicazioni di Ecografia: principi fisici, Effetto Doppler, biomarcatori visualizzabili, strumentazione disponibile, applicazioni;
Principi e applicazioni delle tecniche di imaging nucleare: Principi fisici della radioattività, decadimenti radioattivi, prodotti dei decadimenti, strumentazione disponibile, utilizzi in diagnostica e terapia;
Principi e applicazioni dell'Imaging con Risonanza Magnetica: principi fisici della tecnica, strumentazione disponibil, possibili applicazioni;
Principi e applicazioni dell'imging ottico: Concetto di Bioluminescenza e fluorescenza, strumentazione disponibile, applicazioni in ambito preclinico;
Cenni di Imaging molecolare e cellulare: concetto di tracciante, geni reporter per imaging non-invasivo, marcature cellulari.
Fondamenti di Statistica:
Statistica e Metodo Scientifico;
Il problema della misura: variabili e scale;
Sintesi dei dati: indici di posizione e variabilità (statistica descrittiva);
Misure : errori di misura (Accuratezza e Precisione.);
Misure e modelli statistici (campionamento statistico);
La statistica come metodo di misura: stima (Inferenza statistica 1);
Intervalli di confidenza;
Verifica di ipotesi su base statistica (Inferenza statistica 2) ;
Associazione e dipendenza, correlazione e regressione, (il modello statistico lineare);
Il test diagnostico: sensibilità, specificità e ROC, valori predittivi e rapporti di verosimiglianza diagnostici;
L'uso di software per l'analisi statistica.
Concetto di biomarcatore: definizione e classificazione di biomarcatori, metodi di rilevazione;
Tecniche non-invasive studi anatomici e funzionali: differenza tra struttura e funzione, vantaggi e svantaggi, possibili combinazioni;
Principi e applicazioni delle tecniche che utilizzano Raggi X: principi fisici, biomarcatori visualizzabili, strumentazione disponibile, applicazioni;
Principi e applicazioni di Ecografia: principi fisici, Effetto Doppler, biomarcatori visualizzabili, strumentazione disponibile, applicazioni;
Principi e applicazioni delle tecniche di imaging nucleare: Principi fisici della radioattività, decadimenti radioattivi, prodotti dei decadimenti, strumentazione disponibile, utilizzi in diagnostica e terapia;
Principi e applicazioni dell'Imaging con Risonanza Magnetica: principi fisici della tecnica, strumentazione disponibil, possibili applicazioni;
Principi e applicazioni dell'imging ottico: Concetto di Bioluminescenza e fluorescenza, strumentazione disponibile, applicazioni in ambito preclinico;
Cenni di Imaging molecolare e cellulare: concetto di tracciante, geni reporter per imaging non-invasivo, marcature cellulari.
Fondamenti di Statistica:
Statistica e Metodo Scientifico;
Il problema della misura: variabili e scale;
Sintesi dei dati: indici di posizione e variabilità (statistica descrittiva);
Misure : errori di misura (Accuratezza e Precisione.);
Misure e modelli statistici (campionamento statistico);
La statistica come metodo di misura: stima (Inferenza statistica 1);
Intervalli di confidenza;
Verifica di ipotesi su base statistica (Inferenza statistica 2) ;
Associazione e dipendenza, correlazione e regressione, (il modello statistico lineare);
Il test diagnostico: sensibilità, specificità e ROC, valori predittivi e rapporti di verosimiglianza diagnostici;
L'uso di software per l'analisi statistica.
Metodi didattici
I docenti utilizzeranno lezioni frontali e attività di esercitazione pratica (4 CFU).
I docenti utilizzeranno la piattaforma Ariel per fornire il materiale didattico che consiste in: a) copia delle presentazioni utilizzate nelle lezioni frontali; b) materiale bibliografico integrativo e codice di programmazione per le analisi statistiche.
La frequenza alle lezioni frontali e alle attività di esercitazione è obbligatoria.
I docenti utilizzeranno la piattaforma Ariel per fornire il materiale didattico che consiste in: a) copia delle presentazioni utilizzate nelle lezioni frontali; b) materiale bibliografico integrativo e codice di programmazione per le analisi statistiche.
La frequenza alle lezioni frontali e alle attività di esercitazione è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Eventuale approfondimento con reviews e articoli forniti a lezione e citati nelle lezioni.
Moduli o unità didattiche
Modulo: Biotecnologie in diagnostica
BIO/12 - BIOCHIMICA CLINICA E BIOLOGIA MOLECOLARE CLINICA
MED/05 - PATOLOGIA CLINICA
MED/05 - PATOLOGIA CLINICA
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Turni:
Modulo: Statistica nella sperimentazione biomedica
MED/01 - STATISTICA MEDICA
MED/36 - DIAGNOSTICA PER IMMAGINI E RADIOTERAPIA
MED/36 - DIAGNOSTICA PER IMMAGINI E RADIOTERAPIA
Esercitazioni: 8 ore
Lezioni: 28 ore
Lezioni: 28 ore
Docenti:
Orenti Annalisa, Ottobrini Luisa
Turni:
Docente/i
Ricevimento:
Previo appuntamento via e-mail
LITA Segrate - Via F.lli Cervi 93, 20090 Segrate (MI)
Ricevimento:
Lunedì dalle 10 alle 13
LITA
Ricevimento:
su appuntamento da concordare via e-mail
Laboratorio di Statistica Medica, Biometria ed Epidemiologia "G.A. Maccacaro", Via Celoria 22, Milano
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail