MODELLI SPERIMENTALI

Crediti: 
6
Settore scientifico disciplinare: 
BIOLOGIA APPLICATA (BIO/13)
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Al termine del corso lo studente arriverà a comprendere:
- che è possibile utilizzare diversi sistemi sperimentali per modellare aspetti chiave di malattie umane.
- che diversi tipi di modelli animali, dal nematode o la Drosofila ai roditori di laboratorio o ai primati non umani, hanno sostanzialmente contribuito al chiarire i meccanismi alla base di funzioni fisiologiche e patologiche umane, come ad esempio malattie neuropsichiatriche, metaboliche, tumorali
- che i modelli animali possono consentire di comprendere anche i meccanismi funzionali di base e a sperimentare diverse opzioni terapeutiche.
- che la ricerca animale richiede grande cura del benessere degli animali sperimentali.
Lo studente sarà inoltre grado di sviluppare capacità critica e autonomia di giudizio per valutare i vantaggi e i limiti dei diversi modelli sperimentali e per analizzare con senso critico la letteratura sui modelli animali rispetto alla descrizione ed interpretazione di dati comportamentali.
Lo studente acquisirà le competenze e capacità teorico-pratiche per:
- identificare e analizzare problemi scientifici e trovare possibili soluzioni sperimentali;
-preparare un protocollo sperimentale su modelli animali
- mettere in pratica procedure e protocolli sperimentali su modelli animali in accordo con le leggi e i regolamenti europei e nazionali.
-presentare dati scientifici in modo chiaro conciso e con linguaggio appropriato.

Prerequisiti

conoscenze di base di biologia, genetica, fisiologia, patologia.

Contenuti dell'insegnamento

I. Introduzione ai modelli animali. Premesse e puntualizzazioni: la teoria dell’evoluzione, classificazione e filogenesi, il metodo scientifico. La scelta del modello e il protocollo di ricerca. Strategie per l'ideazione, stesura e valutazione critica di un quesito scientifico.
2. Specie animali utilizzate nella ricerca biomedica. Panoramica dei principali modelli animali: Invertebrati (C. elegans; D. melanogaster; Aplysia). Vertebrati (zebrafish, il pulcino, roditori, primati) – caratteristiche del modello e traslazionalità del dato.
3.Le specie di laboratorio: anatomia, fisiologia, etologia. procedure sperimentali. Linee guida comunitarie sull'uso degli animali nella ricerca, Legislazione e le 3 R. Il benessere degli animali di laboratorio. Linee outbred, Ceppi inbred e ceppi geneticamente modificati.
4. “Case studies”: Analisi di alcuni modelli animali di funzionalità e di patologia (differenziazione sessuale; modelli in oncologia; modelli di alzheimer; psicopatologie e dipendenze; disordini metabolici; patologia cardiovascolare; neuroscienze cognitive).
5. Esercitazioni in laboratorio. Lo stabulario: tecniche di allevamento, mantenimento e manipolazione di roditori. Benessere animale. Pratica di modelli sperimentali di psicopatologia (ansia e depressione) e disfunzioni metaboliche (obesità e diabete).

Programma esteso

I. Introduzione ai modelli animali. Premesse e puntualizzazioni: la teoria dell’evoluzione, classificazione e filogenesi, il metodo scientifico. La scelta del modello e il protocollo di ricerca. Strategie per l'ideazione, stesura e valutazione critica di un quesito scientifico.
2. Specie animali utilizzate nella ricerca biomedica. Panoramica dei principali modelli animali: Invertebrati (C. elegans; D. melanogaster; Aplysia). Vertebrati (zebrafish, il pulcino, roditori, primati) – caratteristiche del modello e traslazionalità del dato.
3.Le specie di laboratorio: anatomia, fisiologia, etologia. procedure sperimentali. Linee guida comunitarie sull'uso degli animali nella ricerca, Legislazione e le 3 R.. Il benessere degli animali di laboratorio. Linee outbred, Ceppi inbred e ceppi geneticamente modificati.
4. “Case studies”: Analisi di alcuni modelli animali di funzionalità e di patologia (differenziazione sessuale; psicopatologie e dipendenze; disordini metabolici; patologia cardiovascolare; neuroscienze cognitive).
5. Esercitazioni in laboratorio. Lo stabulario: tecniche di allevamento, mantenimento e manipolazione di roditori. Benessere animale. Pratica di modelli sperimentali di psicopatologia (ansia e depressione) e disfunzioni metaboliche (obesità e diabete).

Bibliografia

MATERIALI PER LA PREPARAZIONE DELL'ESAME SONO FORNITI DAI PDF DELLE LEZIONI, DA REVIEW SCIENTIFICHE sul sito del corso (ELLY) E DAI SEGUENTI SITI WEB:
http://www.jove.com/science-education-database
( filmati metodologici e pdf su C. elegans, Drosophila, zebrafish, Gallus, mouse)
http://www.jove.com/science-education-database/7/essentials-of-behavior
- an-introduction-to-modeling-behavioral-disorders-and-stress
- modelling social stress
- anxiety testing
- an-introduction-to-reward-and-addiction
(filmati metodologici e pdf sui modelli animali di disordini del comportamento)
NB: I filmati e i pdf sono accessibili SOLO da pc connessi con IP dell'Universita'.
http://www.animalresearch.info/it
http://www.nih.gov/science/models/

CHI NON FREQUENTA DEVE UTILIZZARE ANCHE IL seguente Testo:
Garattini, Gignaschi, Luzi, Riva. Benessere e Animal care  dell'animale da laboratorio.  EDizione PVI (2015)

Metodi didattici

Durante le lezioni verranno discussi e illustrati i principali modelli animali nella ricerca biomedica, veterinaria e farmacologia, le problematiche generali relative all’uso degli animali nella ricerca scientifica, i principi etici e scientifici da osservare. Le lezioni si svolgono in forma interattiva e gli studenti sono incoraggiati ad intervenire con domande e commenti. Verranno forniti articoli scientifici ad esemplificazione dei modelli discussi in classe e verra’ richiesto agli studenti di commentarne il l’ipotesi e il disegno sperimentale, la metodologia e l’interpretazione dei dati. Verranno presentati seminari monografici da parte di ricercatori.
Il corso è affiancato da esercitazioni in laboratorio in piccoli gruppi, in cui lo studente avrà occasione di mettere in pratica alcune metodologie sperimentali.

Modalità verifica apprendimento

Chi frequenta le lezioni con una partecipazione uguale o superiore al 75% potrà sostenere l’esame con le seguenti modalità in itinere e valutazioni:
- una prova scritta in itinere con 20 domande chiuse e 3 aperte (50% del punteggio finale)
- la presentazione e discussione di gruppo di una review scientifica assegnata dal docente (30% del punteggio finale)
- la partecipazione attiva alle lezioni, ai seminari e all'esercitazione di laboratorio (10%)
- un colloquio orale sull'esperienza di laboratorio (appello ufficiale) 10%

Chi non frequenta in modo assiduo il corso o comunque non ha sostenuto le prove in itinere dovrà sostenere:
una prova scritta su tutto il programma che si compone di 30 domande a risposta multipla o singola definizione e 8 domande aperte