Modelli Sperimentali

Anno accademico 2023/2024

Obiettivi formativi del corso

 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 dei dati.

Risultati dell'apprendimento

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. 

Attività di supporto

- analisi critica di articoli scientifici in piccoli gruppi di lavoro,  seguita da discussione generale in classe.

Note

AA. 2015-16 - AVVISI IMPORTANTI:

1- ISCRIVERSI AL CORSO in modo da potervi raggiungere con comunicazioni, se necessario.

2. INIZIO DELLE LEZIONI:Giovedi' 15 ottobre ore 9:00, aula 1 biotecnologie.

3.FREQUENZA ALLE LEZIONI: raccomandata - verra' registrata la partecipazione attiva alla lezione, che vale 1/4 di esame.

4. ESERCITAZIONI DI LABORATORIO presso Laboratorio di Biologia del comportamento, Campus, viale dele scienze 11A - edificio biologico, sezione biologia animale, primo piano) - PORTARE CAMICE PULITO.Giorni e turni da stabilire

Programma

1. 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. Strumenti per la ricerca bibliografica.

2. Specie animali utilizzate nella ricerca biomedica (http://www.nih.gov/science/models/). Panoramica dei principali modelli animali: Invertebrati (C. elegans; D. melanogaster; Aplysia). Vertebrati (zebrafish, pulcino, roditori, primati)  – caratteristiche del modello e  traslazionalità del dato.

3. Le specie di laboratorio: anatomia, fisiologia, etologia. Procedure sperimentali. La direttiva europea 2010/63 e il D.lgs. 26/14 sull'uso degli animali nella ricerca. Le 3 R. Il benessere degli animali di laboratorio. Linee outbred, Ceppi inbred e ceppi geneticamente modificati-GM. Strategie per la fenotipizzazione di topi GM.

4. “Case studies”: Analisi di alcuni modelli animali di funzionalità e di patologia:  - differenziazione sessuale; - effetti epigenetici della cura materna; - gli “oncomice”, i modelli murini per il cancro; - morbo di Alzheimer e di Parkinson; - stress, psicopatologie e dipendenze;  - obesità e diabete; - 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, depressione, autism-like).

Testi consigliati e bibliografia

MATERIALI PER LA PREPARAZIONE DELL'ESAME:

1. Testi per la preparazione dell'esame

 1A -- La parte sui principali modelli animali nella ricerca biomedica si basa sul  TESTO WEB: Journal of Visualized Experiments-JoVE - sezione SCIENCE EDUCATION

https://www.jove.com/science-education-database

SE3 : Yeast,  C. elegans e Drosophila

SE4: zebrafish, chick, mouse

Inoltre, come complemento della sezione sugli animali di laboratorio e i modelli di psicopatologia:

SE5: introduction to behvioral neuroscience; The Morris water maze

SE7: an-introduction-to-modeling-behavioral-disorders-and-stress; modelling social stress; anxiety testing;

an-introduction-to-reward-and-addiction

 NB: I filmati e i pdf sono accessibili SOLO da pc connessi con IP dell'Universita' e sono in inglese.

1B-- La sezione sugli animali di laboratorio si avvale del libro:

Garattini, Gignaschi, Luzi, Riva. Benessere e Animal care  dell'animale da laboratorio.  EDizione PVI (2015)

1C- Le lezioni sono un complemento di ausilio per la preparazione dell'esame e NON sostituiscono i testi. Sono inserite nei materiali del corso - cliccare sul cofanetto dei gioielli a fondo pagina:

 - Le lezioni sono in pdf e indicate come L1, L2 etc...

Siti di interesse:

http://www.animalresearch.info/it

http://www.nih.gov/science/models/

http://www.basel-declaration.org/meetings/4th-international-congress/#Presentations%20/%20Talks

 Per APPROFONDIRE

Gli Articoli per approfondimento di singoli argomenti  sono inseriti nei materiali del corso - cliccare sul cofanetto dei gioielli a fondo pagina:

1 - Gli articoli per approfondire sono indicati come: L-articolo....) e sono qui elencati:

Pandey & Nichols (2011) Human Disease Models in Drosophila melanogaster and the Role of the Fly in Therapeutic Drug Discovery. Pharmacological reviews vol. 63 no. 2 411-436

Doyle,  McGarry, Lee, J. Lee T. 2012 The construction of transgenic and gene knockout/knockin
mouse models of human disease. Transgenic Res (2012) 21:327–349.

Hanahan, Wagner, Palmiter. 2007. The origins of oncomice: a history of the first transgenic mice genetically engineered to develop cancer. Genes & Dev.  21: 2258-2270

Crawley JN. 2011. Behavioral Phenotyping Strategies for Mutant Mice. Neuron 57: 809-18.

 Politi and  Pao. 2011. How Genetically Engineered Mouse Tumor Models Provide Insights Into Human Cancers. J Clin Oncol 29:2273-2281

2. Gli articoli "a scelta" per una eventuale presentazione in ppt sono preceduti da: A-... e vanno concordati  con me (PRIMA va discusso a lezione cosa e quando ...).

Testi di consultazione

Conn M. - Sourcebook of Models for Biomedical Research -  Humana Press; 1 edition (December 11, 2007),

Pierce K. H. Chow. , Robert T. H. Ng , Bryan E. Ogden.  Using Animal Models in Biomedical Research: A Primer for the Investigator Publisher: World Scientific Publishing Company