L'obiettivo del corso è di illustrare i diversi tipi di farmaci biotecnologici attualmente in fase di sperimentazione clinica o già in commercio per la diagnosi ed il trattamento di patologie oncologiche, infiammatorie ed infettive. Verranno descritte strategie innovative per la produzione e lo sviluppo di prodotti biotecnologici, con particolare attenzione agli anticorpi monoclonali ottenuti mediante la tecnologia del phage display. Altri obiettivi del corso consistono nell'affrontare principi di immunologia e aspetti di farmacocinetica e di farmacodinamica propedeutici ad una migliore comprensione della produzione e dell'attività dei farmaci biotecnologici.

1. Scopi generali delle biotecnologie farmaceutiche
1.1. Farmaci ottenuti mediante produzione biotecnologica e loro mercato mondiale
1.2. Farmaci biotecnologici vs farmaci tradizionali: nuovi approcci per lo sviluppo di un farmaco

2. La tecnologia del DNA ricombinante nello sviluppo di farmaci biotecnologici (cenni)
2.1. Strumenti e fasi del clonaggio molecolare di un gene (vettori di espressione procariotici ed eucariotici)
2.2. Sistemi biologici per l'espressione del gene clonato (batteri, lieviti, cellule animali)

3. Produzione su ampia scala di proteine ricombinanti: la bioindustria nel settore farmaceutico
3.1. Fermentazione
3.2. Biostrumentazioni e lavorazioni a valle (recupero del prodotto)
3.3. Tecniche di analisi e purificazione di macromolecole biologiche: cromatografia ed elettroforesi
3.4. Formulazione dei prodotti biotecnologici

4. Aspetti di farmacocinetica e farmacodinamica dei farmaci proteici e peptidici
4.1. Farmacocinetica dei farmaci proteici
4.1.1. Adsorbimento, distribuzione ed eliminazione dei farmaci proteici
4.1.2. Il legame delle proteine con i farmaci proteici
4.1.3. Adattamenti interspecie
4.1.4. Le modificazioni chimiche dei farmaci proteici
4.1.5. L'immunogenicità
4.2. Aspetti farmacodinamici dei farmaci proteici

5. Applicazioni delle biotecnologie innovative nello sviluppo di nuovi farmaci e prodotti farmaceutici biotecnologici commerciali
5.1. Ormoni polipeptidici (insulina, ormone della crescita, ormoni follicolo-stimolante e luteinizzante).
5.2. Citochine (interleuchine, interferoni, fattori di crescita emopoietici).
5.3. Proteine del sangue (fattori della coagulazione VII, VIII e IX; tPA).
5.4. Enzimi con proprietà terapeutiche (desossiribonucleasi, beta-glucocerebrosidasi, alfa-galattosidasi).
5.5. Vaccini biotecnologici (vaccini vivi attenuati, vettori vaccinici, vaccini subunità, vaccini coniugati, vaccini peptidici, vaccini a DNA nudo).
5.6. Anticorpi monoclonali
5.6.1. Ingegneria degli anticorpi monoclonali: anticorpi murini, chimerici, umanizzati, umani.
5.6.2. Applicazioni cliniche degli anticorpi: terapia anticancro, profilassi del rigetto, terapia delle malattie autoimmuni; sistemi di indirizzamento del farmaco basati su anticorpi monoclonali.

6. Terapia genica
6.1. Terapia genica ex vivo ed in vivo.
6.2. Produzione di animali transgenici.
6.2.1. Applicazioni della transgenesi animale in campo farmaceutico (animali transgenici produttori di biofarmaci, donatori di tessuti ed organi nello xenotrapianto, modelli di malattie umane nella ricerca biomedica).
6.3. Oligonucleotidi (Triple helix-Forming Oligonucleotides-TFO, Transcription factor decoy, antisenso/ribozimi, siRNA/miRNA, aptameri).

7. Aspetti regolatori della fabbricazione, sperimentazione e approvazione dei biofarmaci
7.1. Farmaci biosimilari.

8. Approfondimento con Esercitazioni di laboratorio:
8.1. Il phage display e le librerie fagiche di anticorpi ricombinanti
8.2. Esperienze pratiche di laboratorio con gli anticorpi ricombinanti (OBBLIGO DI FREQUENZA).

Modalità didattiche

Lezione frontale; esercitazioni di laboratorio.

Obblighi

Obbligo di frequenza delle attività di laboratorio, per almeno 2/3 della loro durata.

Testi di studio

• M.L. Calabrò - COMPENDIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE, Ed. EdiSES, 2008.
• D.J.A. Crommelin, R.D. Sindelar - BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE, Ed. Zanichelli, 2000.
• D.J.A. Crommelin, R.D. Sindelar, B. Meibohm - PHARMACEUTICAL BIOTECHNOLOGY, Ed. Informa Healthcare, 2008.
• Articoli di approfondimento forniti durante il corso dal docente.

TESTI di CONSULTAZIONE
• B.R. Glick, J.J. Pasternak - BIOTECNOLOGIA MOLECOLARE, Ed. Zanichelli, 1999.
• S. Primrose, R. Twyman, B. Old - INGEGNERIA GENETICA. Principi e tecniche, Ed. Zanichelli, 2004.

Modalità di
accertamento

Esame orale

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Lezione frontale; esercitazioni di laboratorio.

Obblighi

Obbligo di frequenza delle attività di laboratorio, per almeno 2/3 della loro durata.

Testi di studio

• M.L. Calabrò - COMPENDIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE, Ed. EdiSES, 2008.
• D.J.A. Crommelin, R.D. Sindelar - BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE, Ed. Zanichelli, 2000.
• D.J.A. Crommelin, R.D. Sindelar, B. Meibohm - PHARMACEUTICAL BIOTECHNOLOGY, Ed. Informa Healthcare, 2008.
• Articoli di approfondimento forniti durante il corso dal docente.

TESTI di CONSULTAZIONE
• B.R. Glick, J.J. Pasternak - BIOTECNOLOGIA MOLECOLARE, Ed. Zanichelli, 1999.
• S. Primrose, R. Twyman, B. Old - INGEGNERIA GENETICA. Principi e tecniche, Ed. Zanichelli, 2004.

Modalità di
accertamento

Esame orale.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.