Obiettivi Formativi

Biotecnologie farmaceutiche: Conoscenza di base delle biotecnologie innovative applicate allo sviluppo, su scala industriale, di nuovi farmaci e prodotti farmaceutici biotecnologici. Modulo di Biotecnologie delle piante medicinali: Conoscenze di base delle biotecnologie vegetali e le loro applicazioni, con particolare riferimento alle piante medicinali ed alla produzione di composti bioattivi di interesse farmaceutico.

Learning Goals

Pharmaceutical biotechnologies:  Basic knowledge of innovative biotechnologies applied to the development, on an industrial scale, of advanced generations of new drugs and biotechnological pharmaceuticals.  Biotechnology of medicinal plants:  Basic knowledge of plant cell biotechnologies and their applications, with particular emphasis on medicinal plants and biotechnological strategies for the production of bioactive compounds of pharmaceutical interest.

Prerequisiti

Biotecnologie farmaceutiche: Conoscenze di base di chimica organica, biochimica e chimica farmaceutica. Biotecnologie delle piante medicinali:  Conoscenze di base di chimica organica, biologia e biologia vegetale.

Prerequisites

Pharmaceutical biotechnologies:  Basic knowledge of organic chemistry, biochemistry and medicinal chemistry.  Biotechnology of medicinal plants:  Basic knowledge of organic chemistry, biology and plant biology.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000204 - PHARMACEUTICAL BIOTECHNOLOGY ------------------------------------------------------------ Biotecnologie farmaceutiche: Scopi generali delle biotecnologie farmaceutiche. Farmaci biotecnologici e loro mercato mondiale. Tecnologia del rDNA. Metodo del cDNA. Sequenziamento del DNA. Produzione di proteine ricombinanti su scala industriale. Tecniche di analisi e purificazione di macromolecole biologiche. Applicazioni delle biotecnologie innovative allo sviluppo di nuovi farmaci e prodotti farmaceutici: ormoni; citochine; proteine del sangue; enzimi. Vaccini biotecnologici: vivi attenuati, subunità, coniugati, peptidici, a DNA nudo, vettori vaccinici. Anticorpi monoclonali: struttura e produzione di anticorpi monoclonali murini, chimerici, umanizzati, umani; applicazioni farmaceutiche: terapia del cancro, profilassi del rigetto, terapia delle malattie autoimmuni; altri ambiti di applicazione; sistemi di indirizzamento del farmaco basati su anticorpi monoclonali e anticorpi monoclonali coniugati. Produzione di animali transgenici ed applicazioni in ambito terapeutico e nella ricerca biomedica. Biotecnologie delle piante medicinali: Definizioni: pianta medicinale, droga, principi attivi. Fattori endogeni ed esogeni che influenzano contenuto e qualità dei principi attivi nelle piante. Biotecnologie tradizionali. Selezione, ibridazione, mutazioni per il miglioramento genetico delle piante medicinali, poliploidia. Coltura idroponica. Coltura in vitro: allestimento di colture in laboratorio (l'espianto, il mezzo di coltura, l'ambiente, i regolatori di crescita). Principali tipi di colture in vitro: colture di cellule indifferenziate (coltura di callo, coltura in sospensione o di cellule immobilizzate, coltura di protoplasti) e colture d’organo (coltura di radici, “Hairy roots”, coltura di germogli). Tecniche di propagazione in vitro: micropropagazione, organogenesi, embriogenesi. Produzione di principi attivi in colture di cellule ed organi: strategie per incrementare la produzione di metaboliti secondari in sistemi in vitro. Tecniche di coltura su scala industriale. Biotrasformazioni. Ingegneria genetica delle cellule delle piante; Trasformazione genica: Sistemi di trasformazione mediati da Agrobacterium; Sistemi di trasformazione diretta. Sistemi di selezione. Principali applicazioni: Resistenza a batteri, funghi, virus, insetti; resistenza agli erbicidi; Piante transgeniche come bioreattori per la produzione di proteine eterologhe. Piante medicinali transgeniche e loro produzione di metaboliti secondari. ------------------------------------------------------------ Modulo: A000205 - BIOTECHNOLOGY OF MEDICINAL PLANTS ------------------------------------------------------------ --

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000204 - PHARMACEUTICAL BIOTECHNOLOGY ------------------------------------------------------------ Pharmaceutical biotechnologies: General purposes of the pharmaceutical biotechnologies. Biotechnological drugs and their world market. rDNA Technology. cDNA Method. DNA sequencing. Recombinant protein production on industrial scale. Analysis and purification of biological macromolecules. Application of innovative biotechnologies to development of new drugs and pharmaceuticals: hormones; cytokines; blood proteins; enzymes. Biotechnological vaccines: genetically attenuated microorganisms, viral vector-based, subunit, conjugated, peptide, nucleic acid vaccines. Monoclonal antibodies: structure and production of murine, chimeric, humanized and human antibodies; applications in pharmaceutical field: cancer therapy, anti-rejection therapy, autoimmune diseases; other areas of application; targeted drug delivery based on monoclonal antibodies and antibody-drug conjugates. Transgenic animal production and their applications. Biotechnology of medicinal plants: Medicinal plant, drug, active principles. Factors affecting the content and quality of active principles. Traditional biotechnologies. Selection, hybridization, mutations for genetic improvement of medicinal plants, polyploid species. Plant culture in hydroponics. In vitro plant cell, tissue and organ cultures: explant, culture media, growth chamber, plant growth regulators. Undifferentiated cells culture (callus culture, protoplast culture suspension culture and immobilized cell systems); organ cultures (roots culture, Hairy roots; shoots culture). In vitro propagation: micropropagation, organogenesis, somatic embryogenesis. Production of secondary metabolites from plant cell cultures. Strategies for the improvement of secondary metabolites production by in vitro systems. Large-scale plant cell culture: Bioreactors, Biotransformations. Genetic engineering of plant cells: Transformation techniques: Agrobacterium-mediated transformation systems; Direct gene transfers. Selection systems. Main applications: Resistance to bacteria, fungi, viruses, insects; resistance to herbicides. Medicinal transgenic plants and their production of secondary metabolites. ------------------------------------------------------------ Modulo: A000205 - BIOTECHNOLOGY OF MEDICINAL PLANTS ------------------------------------------------------------ --