Ateneo - UPO

Il corso introduce i concetti fondamentali della bioconiugazione, che tipi di bioconiugati esistono (i.e. anticorpo-farmaco, proteina-piccola molecola, sonda di imaging-proteina o nanoparticella, etc) ed i loro impieghi. Verranno analizzate le varie tipologie di formazione di un bioconiugato stabile tramite legame covalente e/o in grado di rilasciare un prodotto bioattivo o la sonda. Linker scindibili e non scindibili e loro design, sviluppo e sintesi. Bioconiugazione sito-specifica e bioortogonale. Verranno inoltre considerate le possibili applicazioni dei bioconiugati in vari ambiti: diagnostico, terapeutico, analitico, etc.

Materiale fornito dal docente;
G. T. Hermanson, Bioconjugation Techniques, 3rd edition, 2013, Academic Press. ISBN: 978-0-12-382239-0
Chemistry of Bioconjugates: Synthesis, Characterization, and Biomedical Applications. R. Narain (Editor), Wiley, 2014, ISBN: 978-1-118-35914-3

Il corso si propone di fornire alla/allo studentessa/studente conoscenze di base sulla chimica di bioconiugazione esaminando importanti classi di gruppi funzionali e strategie sintetiche selettive. Le/gli studentesse/studenti acquisiranno i principi delle moderne strategie di bioconiugazione: ad esempio reazioni di Click Chemistry, sito-specifiche e bioortogonali.
Particolare importanza assume la capacità di comprensione del tipo di approccio da usare in funzione del tipo di vettore e/o nanoparticella e la capacità di progettare il bioconiugato più adatto allo scopo.
Capacità comunicative: la/lo studentessa/studente approfondirà il vocabolario ed il simbolismo tipico della chimica di bioconiugazione. Egli inoltre acquisirà la capacità di poter approfondire e studiare autonomamente gli argomenti trattati nel corso.

Sono prerequisiti del corso le nozioni di acquisite nei corsi di Chimica Organica e Farmaceutica della Laurea Triennale.

Le lezioni saranno erogate con tre modalità didattiche in funzione dell’argomento trattato. A) Lezioni tradizionali partecipate in cui si illustrano alcuni contenuti teorici e si chiede all’aula di discutere collegialmente e applicare direttamente durante le esercitazioni in aula (svolgimento di esercizi). B) Project work in cui saranno coinvolti piccoli gruppi di studentesse/studenti alla soluzione di problemi relativi alla sintesi di vari composti. C) Problem solving a partire da problematiche riportate in letteratura.
Nel corso delle lezioni verranno forniti gli estremi di letteratura di riferimento per i vari argomenti al fine di permettere approfondimenti ed incoraggiare a prendere visione della letteratura primaria.
Dispense e riferimenti bibliografici saranno caricati su DiR a disposizione della/della/lo studentessa/studentessa/studente.

Il docente è a disposizione della/dello studentessa/studente per eventuali chiarimenti o spiegazioni degli argomenti trattati durante il corso.
L’apprendimento in itinere verrà valutato tramite discussioni collegiali.
Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentidisabili-e-dsa
Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

L’esame consiste in una esame scritto con esercizi e/o domande teoriche che vertono su tutto il programma del corso. La valutazione verrà effettuata in base alla corretta soluzione degli esercizi e all’efficacia delle risposte e successivamente verificando il grado di raggiungimento degli obiettivi formativi indicati in precedenza. La sufficienza viene raggiunta dimostrando di avere compreso e di essere in grado di utilizzare i concetti fondamentali degli argomenti trattati durante il corso.
Altri parametri di giudizio sono: la capacità di organizzare ed esporre con chiarezza la propria risposta e l’acquisizione della appropriata terminologia. L’eccellenza può essere conseguita dimostrando una spiccata capacità di collegamento-confronto dei vari temi sviluppati durante il corso.

Introduzione dei concetti fondamentali della bioconiugazione, che tipi di bioconiugati esistono (i. e. anticorpo-farmaco, proteina-piccola molecola, sonda di imaging-proteina o nanoparticella, etc) ed i loro impieghi.
Definizione dei gruppi funzionali atti alla coniugazione di agenti chelanti bifunzionali o di farmaci a biomolecole (peptidi, proteine, polisaccaridi, polinucleotidi) oppure di vettori proteici a nanoparticelle. Analisi delle varie metodologie di coniugazione tramite formazione di un bioconiugato stabile e/o in grado di rilasciare un prodotto bioattivo o la sonda. Utilizzo di spaziatori omo- ed etero-bifunzionali, scindibili e non scindibili per la bioconiugazione. Analisi del tipo di sonde utilizzabili per la bioconiugazione.
Nuove strategie di sintesi organica per la bioconiugazione:
1) utilizzo di reazioni di “Click Chemistry” per la bioconiugazione: cicloaddizione 1,3-dipolare di Huisgen, Staudinger Ligation, reazione di Diels-Alder a domanda elettronica inversa.
2) native chemical ligation
3) tecniche di site-specific labelling per l’invio di proteine su siti di interesse.
4) reazioni bioortogonali e bioconiugazione in vivo.
5) Utilizzo di enzimi nelle reazioni di bioconiugazione.

Obiettivo 1: Conoscenza e capacità di comprensione.
L’insegnamento si propone di fornire alle/agli studentesse/studenti robuste conoscenze teoriche sulle problematiche relative alla bioconiugazione di piccole molecole a vettori biologici.
Obiettivo 2: Capacità di applicare conoscenza e comprensione
La/lo studentessa/studente svilupperà una robusta conoscenza e capacità di applicazione dei principi base necessari per approcciare la protocolli di bioconiugazione. Conosceranno le tecniche base necessarie alla pianificazione ed al design di approcci validi per la preparazione di sonde di imaging e/o farmaci coniugati a vettori biologici.
Obiettivo 3: Autonomia di giudizio.
La/lo studentessa/studente acquisirà la capacità di confrontare e valutare le problematiche correlate ai protocolli di bioconiugazione. Le conoscenze acquisite consentiranno alla/allo studentessa/studente di orientarsi nelle problematiche relative alla previsione dei possibili punti critici nel design e nello sviluppo di processi biotecnologici.
Obiettivo 4: abilità comunicative.
La/lo studentessa/studente sarà in grado di discutere con un linguaggio tecnico avanzato, le problematiche relative allo sviluppo di bioconiugati.
Obiettivo 5: Capacità di apprendere.
Al termine delle lezioni la/lo studentessa/studente sarà in grado di recuperare le principali risorse on-line, di natura scientifica e istituzionale, utili per restare aggiornato sulle evoluzioni del dibattito scientifico ed affrontare varie problematiche di ricerca.