Microbiologia applicata, virologia e principi di igiene

A.A. 2024/2025
10
Crediti massimi
80
Ore totali
SSD
BIO/19
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso ha lo scopo di far acquisire agli studenti le conoscenze di base della microbiologia e della virologia. Lo studente apprenderà la struttura e le funzioni della cellula procariote e si confronterà quindi con le caratteristiche metaboliche, fisiologiche e genetiche dei microrganismi e con gli aspetti genetici ed evolutivi dei virus quali strumenti per comprendere le applicazioni della microbiologia in ambito medico, farmaceutico, diagnostico e alimentare.
Il corso si propone inoltre di fornire agli studenti le fondamentali conoscenze sui meccanismi di patogenesi delle principali malattie ad eziologia microbica e sui sistemi di difesa messi in atto dall'ospite per un efficace controllo delle malattie infettive.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente avrà acquisito le conoscenze di base in ambito microbiologico e conoscerà nei dettagli il funzionamento della cellula procariote e della replicazione virale. Inoltre, lo studente avrà acquisito conoscenze sulle principali malattie ad eziologia microbica e sul loro controllo.
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Linea AL

Responsabile
Periodo
annuale

Programma
UNITÀ DIDATTICA MICROBIOLOGIA APPLICATA (4 CFU - 32 ore)
- Introduzione alla microbiologia e ruolo in diversi ambiti applicativi.
- Struttura e funzioni delle cellule microbiche. Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei. Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici. Membrana citoplasmatica struttura e funzione. Sistemi di trasporto batterici. Parete cellulare. Membrana esterna dei batteri Gram-negativi. Capsule. Flagelli e motilità batterica. Strutture superficiali di adesione: pili. Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma batterico. Citoplasma. Ribosomi e polisomi. Inclusi citoplasmatici. Endospore.
- Crescita e controllo della crescita microbica. Principi di nutrizione microbica. Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Controllo della crescita microbica: sterilizzazione e disinfezione.
- Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici. Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia.
- Elementi di genetica microbica. Mutazioni e mutanti batterici. Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri Trasformazione, Coniugazione e Trasduzione.
- Principali classi di antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente (MIC). Cenni ai meccanismi di resistenza.
- Interazioni uomo-microrganismo. Commensalismo e mutualismo. Il microbiota umano. Parassitismo, azione patogena dei batteri, patogenicità e virulenza. Fattori di virulenza, esotossine ed endotossine.

UNITÀ DIDATTICA VIROLOGIA (2 CFU - 16 ore)
- Introduzione alla virologia: cosa è un virus? La struttura e classificazione dei virus. Metodi per studiare il ciclo di replicazione virale in laboratorio. Laboratori di biocontenimento (da BSL1 a BSL4).
- Il ciclo replicativo dei virus. Adesione e ingresso. Espressione genica e replicazione del genoma. La classificazione di Baltimore. L'assemblaggio ed il rilascio.
- Interazioni virus-ospite e meccanismi di patogenesi.
- Malattie trasmesse da virus e farmaci antivirali. AIDS e farmaci antiretrovirali. Infezioni da herpes e farmaci anti-erpetici. Epatiti virali e farmaci contro HBV e HCV. Infezioni da virus respiratori e farmaci antivirali: influenza e Covid-19.

UNITÀ DIDATTICA IGIENE (4 CFU - 32 ore)
- Introduzione all' igiene: salute e malattia. Sanità pubblica. Demografia e indicatori di salute.
- Epidemiologia descrittiva: misure di frequenza, rapporti, proporzioni, tassi grezzi e tassi standardizzati, prevalenza e incidenza.
- Epidemiologia analitica e sperimentale. Criteri di causalità. Studi trasversali vs longitudinali, studi di coorte e studi caso-controllo. Rischio relativo e Odds Ratio. Sperimentazioni cliniche e interventi preventivi.
- Medicina preventiva e promozione della salute. Prevenzione primaria, secondaria, terziaria. Saggi di screening. Sensibilità e specificità di un saggio di screening. Screening oncologici in Italia.
- Epidemiologia generale delle malattie infettive. La transizione epidemiologica. I postulati di Koch. La catena dell'infezione. Sorgenti e serbatoi, vie di penetrazione e di eliminazione degli agenti infettivi. Modalità. Modalità di trasmissione. Indici di riproduzione R0 e Rt. Pattern di presentazione delle malattie infettive: endemie, epidemie e pandemie.
- Profilassi generale delle malattie infettive. Profilassi indiretta e diretta: notifica, isolamento, accertamento diagnostico, quarantena, disinfezione e sterilizzazione.
- La risposta immunitaria: barriere anatomiche e fisiche, la risposta immunitaria innata e la risposta adattativa. Risposte immunitaria umorale e cellulare. Linfociti B e T. Gli anticorpi.
- La storia dei vaccini. Le malattie prevenibili da vaccino. Tipologie di vaccino: vaccini vivi attenuati, vaccini inattivati, anatossine, vaccini da frazioni del microrganismo e vaccini a subunità ricombinanti. Adiuvanti. Modalità di somministrazione, effetti collaterali, controindicazioni. Piano Nazionale Prevenzione Vaccinale. Immunizzazioni passive/immunoprofilassi.
- Epidemiologia e prevenzione delle malattie infettive a trasmissione respiratoria. Epidemiologia e prevenzione delle principali malattie infettive a trasmissione diretta/sessuale. Epidemiologia, prevenzione e terapia delle epatiti virali croniche. Epidemiologia e prevenzione delle malattie infettive a trasmissione oro-fecale. Epidemiologia e prevenzione delle malattie infettive trasmesse da vettori.
Prerequisiti
Lo studente deve possedere nozioni base di biologia, anatomia e fisiologia umana.
Metodi didattici
Lezioni frontali. La frequenza è altamente consigliata. Le copie delle diapositive utilizzate durante ogni lezione saranno rese disponibili agli studenti.
Materiale di riferimento
- G Dehò, E Galli. Biologia dei microrganismi. Casa Editrice Ambrosiana, 3a edizione (2019)
- N.J. DImmock, A. J. Easton e K. N. Leppard. Introduzione alla Virologia Moderna. Casa Editrice Ambrosiana, 7a edizione (2017)
- A. Amendola et al. Igiene e patologia. Zanichelli, 2a edizione (2020)
- Diapositive del corso sul sito Ariel
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova d'esame è scritta e unica consiste in una serie di domande a risposta multipla e/o domande a risposta aperta, ciascuna con un punteggio massimo proporzionale alla complessità. Il voto finale è dato dalla sommatoria dei punteggi ottenuti nelle singole domande. Tempo a disposizione: 90 minuti.

I criteri di valutazione includeranno:
- il raggiungimento degli obiettivi del corso in termini di conoscenze e capacità di comprensione
- accertare la capacità di applicare conoscenza e comprensione
- per le domande aperte, la qualità dell'esposizione inclusa la padronanza del linguaggio specifico che attiene all'ambito della microbiologia e la capacità di esporre gli argomenti in modo chiaro e logico
BIO/19 - MICROBIOLOGIA - CFU: 10
Lezioni: 80 ore

Linea MZ

Responsabile
Periodo
annuale

Programma
Unità Didattica Microbiologia (4 CFU - 32 ore)
1) Introduzione alla microbiologia e ruolo in diversi ambiti applicativi.
2) Struttura e funzioni delle cellule microbiche. Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei. Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici. Membrana citoplasmatica struttura e funzione. Sistemi di trasporto batterici. Parete cellulare. Membrana esterna dei batteri Gram-negativi. Capsule. Flagelli e motilità batterica. Strutture superficiali di adesione: pili. Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma batterico. Citoplasma. Ribosomi e polisomi. Inclusi citoplasmatici. Endospore.
3) Crescita e controllo della crescita microbica. Principi di nutrizione microbica. Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Controllo della crescita microbica: sterilizzazione e disinfezione.
4) Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici. Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia,
5) Elementi di genetica microbica. Mutazioni e mutanti batterici. Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri Trasformazione, Coniugazione e Trasduzione
6) Principali classi di antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente (MIC). Cenni ai meccanismi di resistenza.


Unità Didattica Virologia (2CFU - 16 ore)
1) Introduzione alla Virologia: tipi di genomi e struttura generale dei virus
2) Classificazione dei virus in base allo schema di Baltimore. Introduzione generale al concetto di ciclo di replicazione virale
3) Replicazione dei virus a DNA. Regole Universali della replicazione del DNA. Struttura dei diversi genomi a DNA. Diversi tipi di replicazione dei virus a dsDNA e ssDNA. Interazione tra virus e cellula ospite
4) Replicazione dei virus a RNA. Struttura dei diversi genomi a RNA. Replicazione virus a ssRNA+. Replicazione virus a ssRNA-. Replicazione virus a dsRNA. Replicazione e struttura dei Retrovirus.
5) Evoluzione Virale. Drivers di evoluzione virale. Differenze tra virus a RNA e virus a DNA nell'evoluzione virale. Concetto di quasispecie virale. Drift e shift antigenico. Concetti di filogenetica nello studio dei virus. Esempi specifici di evoluzione virale (SarS-CoV2, HIV, Influenza)
6) Scoperta e origine di HIV. Struttura e Replicazione di HIV. Terapia antiretrovirale e fenomeni di resistenza ai farmaci. Patogenesi e meccanismi di latenza.
7) Ciclo replicativo di HCV e HBV. Terapia antivirale per HCV e HBV. Patogenesi delle epatiti virali
8) Ciclo replicativo di Herpes virus e meccanismo d'azione dei farmaci antivirali. Ciclo replicativo di Influenza e terapia antivirale.

Unità didattica Igiene (4CFU - 32ore)
1) Interazioni Uomo-Microrganismi. La flora microbica normale. Microbiota e Microbioma. Eubiosis e Disbiosis
2) Interazioni Uomo Microrganismi: la patogenesi. Patogenicità e Virulenza batterica. Fattori di Virulenza. Fattori di adesione, invasine, tossine.
3) Le prime linee di difesa contro i microrganismi patogeni. I meccanismi di difesa dell'ospite: cenni all'immunità innata.
4) Cenni di epidemiologia.
5) Introduzione alle malattie infettive
6) Patogeni dell'apparato respiratorio e gastrointestinale. Meccanismi di virulenza.
7) Profilassi delle malattie infettive. Antibiotici e meccanismi di azione. Meccanismi di resistenza agli antibiotici. Vaccini.
Prerequisiti
Lo studente deve possedere nozioni base di biologia, anatomia e fisiologia umana.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula
Materiale di riferimento
Galli-Dehò
Biologia dei Microrganismi
Casa Editrice Ambrosiana, 3ed 2018

Nigel J. Dimmock, Andrew J. Easton, Keith N. Leppard
Introduzione alla virologia moderna
CEA

Patrick R. Murray, Ken S. Rosenthal, Michael A. Pfaller
Microbiologia medica
EDRA

Amendola et al
Igiene e Patologia
Zanichelli (seconda edizione)

Diapositive sul sito Ariel dei Docenti
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione
La verifica dell'apprendimento è rappresentata da una prova scritta; consiste in una serie (numero 20) di domande a risposta multipla e domande a risposta aperta (3 di cui un esercizio), ciascuna con un punteggio massimo proporzionale alla complessità. Il voto finale è dato dalla sommatoria dei punteggi ottenuti nelle singole domande. Tempo a disposizione: 1ora e 30 minuti.
Sono previste prove in itinere facoltative.
BIO/19 - MICROBIOLOGIA - CFU: 10
Lezioni: 80 ore
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
INGM, via Francesco Sforza 35 o DiSFeB, via Balzaretti 9, Milano
Ricevimento:
Su appuntamento
INGM, via Francesco Sforza 35 o DiSFeB, via Balzaretti 9, Milano
Ricevimento:
Su appuntamento
Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari - Via Balzaretti 9 - Milano
Ricevimento:
su appuntamento
Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari - Via Balzaretti 9 - Milano