“Molecular Pharming” è un settore delle biotecnologie che si occupa della produzione in sistemi vegetali di farmaci ricombinanti, proteine funzionali, enzimi di interesse industriale, vaccini e metaboliti secondari attivi. Questo approccio rappresenta un enorme potenziale per la produzione economicamente vantaggiosa, rapida, scalabile e sicura di grandi quantità di molecole biologicamente attive da utilizzare come prodotti biofarmaceutici, prodotti veterinari, integratori alimentari.
Piante come risorse di composti attivi. OGM e produzione di composti con attività biologica. Caratteristiche dei principali sistemi di espressione per la produzione di proteine eterologhe in microrganismi, animali e piante. Trasformazione genetica stabile e transiente; trasformazione nucleare; trasformazione plastidiale. Ottimizzazione dell’espressione delle proteine eterologhe in sistemi vegetali. Farmaci ricombinanti da PGM. Produzione di vaccini in sistemi vegetali. Le piante come bioreattori per la produzione di molecole attive. Molecular pharming e molecular farming.
OBIETTIVI FORMATIVI
L'insegnamento di Molecular Pharming concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi del corso di studi in Biotecnologie, fornendo conoscenze aggiornate riguardanti la produzione biotecnologica di metaboliti bioattivi di origine vegetali, importanti per le loro applicazioni nel settore farmaceutico.
L'insegnamento è finalizzato all’approfondimento dei processi biochimici delle principali vie metaboliche che portano alla formazione dei metaboliti secondari di interesse terapeutico. L’insegnamento si pone inoltre l’obiettivo di fornire conoscenze di base per la comprensione delle problematiche associate alla produzione su larga scala di composti attivi ottenuti mediante processi biotecnologici.
RISULTATI ATTESI
L’insegnamento si propone di far acquisire conoscenze relativamente a:
le principali classi di metaboliti secondari delle piante ed il loro ruolo biologico
gli aspetti molecolari, chimici e biochimici inerenti la produzione di metaboliti attivi di origine vegetale
i principali metaboliti secondari di origine vegetale impiegati in campo terapeutico e prodotti tramite processi biotecnologici
i processi impiegati per la produzione di metaboliti secondari in colture in vitro di cellule e tessuti vegetali
i processi biotecnologici impiegati per la produzione di proteine eterologhe in sistemi vegetali
la potenzialità dei sistemi biotecnologici di origine vegetale nella produzione di vaccini e proteine terapeutiche eterologhe.
24 ore di lezioni frontali + 16 ore di attività laboratoriale. Sono, inoltre previste visite presso Istituti che svolgono attività di ricerca e sviluppo su tematiche relative allo sfruttamento di vegetali per la produzione di composti attivi. Le visite rappresentano un utile strumento per approfondire gli argomenti affrontati nel corso delle lezioni ed offrono agli studenti l’opportunità di entrare in contatto con settori industriali finalizzati allo sviluppo del molecular pharming.
Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell'Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi, sono invitati a contattare il docente e il referente per la disabilità della Scuola/Dipartimento all'inizio del corso per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell'insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.
Piante come risorse di composti attivi
Metaboliti secondari nel regno vegetale: ruolo biologico, biosintesi, interesse commerciale
Caratteristiche della cellula vegetale
La coltura in vitro per la produzione di metaboliti secondari: colture cellulari, colture di callo, colture di tessuti differenziati, bioreattori
Caratteristiche dei principali sistemi di espressione per la produzione di proteine eterologhe: microrganismi, animali e vegetali
Tecniche di trasformazione genetica delle piante: trasformazione con agrobatteri, particle gun, virus
Trasformazione stabile e trasformazione transiente
Rischi e benefici delle piante transgeniche
Ottimizzazione dell’espressione delle proteine eterologhe in sistemi vegetali
Proteine eterologhe di interesse terapeutico prodotte in piante transgeniche
Produzione di vaccini in sistemi vegetali
Marcatori molecolari per il monitoraggio delle piante trasformate
Esercitazioni di laboratorio finalizzata all’allestimento di colture in vitro da tessuti differenziati di vegetali finalizzato alla produzione di callo.
Tutte le slides utilizzate durante le lezioni e altro materiale didattico saranno inviate agli studenti In generale, gli appunti presi durante le lezioni ed il materiale consegnato sono sufficienti per la preparazione dell'esame. Il libro sotto indicato viene suggerito come testo di appoggio, ma gli studenti possono comunque utilizzare anche altri testi di livello universitario.
Buchanan. Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante.
CHIARA GENTILI (Presidente)
MARIA ANGELA MIELE (Presidente)
TULLIO FLORIO
II semestre, marzo.
MOLECULAR PHARMING
Le conoscenze acquisite verranno verificate mediante prova orale. Per la prova orale gli studenti presenteranno anche un lavoro scientifico pubblicato su riviste internazionali su tematiche relative al programma svolto.
Saranno disponibili 3 appelli di esame per la sessione invernale e 3 appelli per la sessione estiva.
I dettagli sulle modalità di svolgimento dell’esame e gli argomenti da approfondire verranno forniti nel corso delle lezioni.
L’esame orale verterà principalmente sugli argomenti trattati durante le lezioni frontali. Verrà inoltre valutata la presentazione di un articolo scientifico di recente pubblicazione su riviste scientifiche internazionali relativi agli argomenti trattati durante le lezioni.
Per la valutazione delle competenze verrà preso in considerazione il corretto uso del linguaggio scientifico, la capacità logica e di sintesi, la capacità di collegamento e di rielaborazione personale.
