Transgènesi i Teràpia Gènica: de l'Animal a la Clínica
Codi: 42891 Crèdits: 9| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4313772 Biotecnologia Avançada | OT | 0 | 1 |
| 4313794 Bioquímica, Biologia Molecular i Biomedicina | OT | 0 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Maria Fátima Bosch Tubert
- Correu electrònic:
- Fatima.Bosch@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- anglès (eng)
Equip docent
- Ana Carretero Romay
- Marc Navarro Beltrán
- Jesús Ruberte París
- Miguel Chillon Rodriguez
- Víctor Nacher García
- Assumpció Bosch Merino
- Anna Maria Pujol Altarriba
- Miguel Garcia Martinez
- Verónica Jiménez Cenzano
Prerequisits
Graduat en el camp de Ciències de la Vida, per exemple:
Biologia, Bioquímica, Biomedicina, Biotecnologia, Farmacia, Genètica, Medicina, Veterinària.
Objectius
Els estudiants ampliaran els seus coneixements en els següents temes:
- Tecnologies utilitzades per la generació d´animals transgèncis que sobreexpressin transgens o que presentin mutacions a gens concrets del genoma (animals knockout i knockin).
- Aplicacions de la transgènesi animal en biomedicina, biotecnologia i producció animal.
- Legislació actual per a l'experimentació animal.
- Anatomia i embriologia del ratolí i estudi del desenvolupament embrionari d´organs per l´anàlisi d´alteracions morfològiques i anatòmiques en models de ratolí modificats genèticament.
- Teràpia gènica in vivo i ex vivo. Estudi dels diferents tipus de vectors (virals i no virals) utilitzats per la transferència gènica, i les seves avantatges i limitacions. Rutes d´administració i aplicacions de la teràpia gènica en el tractament de malalties humanes hereditàries i no hereditàries.
Competències
- Biotecnologia Avançada
- Aplicar les tècniques de modificació dels éssers vius o part d'aquests per millorar processos i productes farmacèutics i biotecnològics, o per desenvolupar nous productes. (Especialitat biotecnologia molecular i terapèutica)
- Integrar i fer ús d'eines de biotecnologia avançada per resoldre problemàtiques en àmbits biotecnològics emergents.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca
- Utilitzar i gestionar de manera responsable informació bibliogràfica i recursos informàtics relacionats amb la biotecnologia.
- Bioquímica, Biologia Molecular i Biomedicina
- Analitzar els resultats de la recerca per a obtenir nous productes biotecnològics o biomèdics i transferir-los a la societat
- Analitzar i explicar la morfologia i els processos fisiològics normals i les alteracions que s'hi produeixen a escala molecular utilitzant el mètode científic.
- Aplicar les tècniques de modificació dels éssers vius o part d'aquests per millorar processos i productes farmacèutics i biotecnològics, o per desenvolupar nous productes.
- Concebre, dissenyar, desenvolupar i sintetitzar projectes científics i biotecnològics en l'àmbit de la bioquímica, la biologia molecular o la biomedicina.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics relacionats amb la bioquímica, la biologia molecular o la biomedicina.
- Utilitzar terminologia científica per a argumentar els resultats de la recerca i saber comunicar-los oralment y per escrit.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar els resultats de la recerca per a obtenir nous productes biotecnològics o biomèdics i transferir-los a la societat
- Demostrar que coneix les diferents metodologies usades per a obtenir animals transgènics que permeten la sobreexpressió, bloqueig o modificació de gens endògens de manera ubiqua o específica de teixit i/o induïble.
- Descriure els fonaments de la teràpia gènica in vivo i ex vivo.
- Distingir les diferents metodologies usades per a obtenir animals transgènics que permeten la sobreexpressió, el bloqueig o la modificació de gens endògens de manera ubiqua o específica de teixit i/o induïble.
- Explicar les característiques dels diferents tipus de vectors usats per a la transferència gènica, els seus avantatges i inconvenients, així com la seva utilitat per a cada malaltia o teixit.
- Interpretar els resultats dels assajos clínics de teràpia gènica en humans.
- Interpretar les alteracions moleculars o fisiològiques d'un animal transgènic.
- Proposar un protocol d'utilització de teràpia gènica.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca
- Utilitzar i gestionar de manera responsable informació bibliogràfica i recursos informàtics relacionats amb la biotecnologia.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics relacionats amb la bioquímica, la biologia molecular o la biomedicina.
- Utilitzar terminologia científica per a argumentar els resultats de la recerca i saber comunicar-los oralment y per escrit.
- Visualitzar els canvis morfològics en un animal transgènic.
Continguts
PART 1. FENOTIPATGE MORFOGÒGIC DEL RATOLÍ
Per J. Ruberte, A. Carretero, M. Navarro i V. Nacher. Dept. Sanitat i Anatomia Animals, UAB.
1. Terminologia Anatòmica i Regions Corporals
2. Desenvolupament i Placenta
3. Osteologia
4. Artrologia i Miologia
5. Sistema cardiovascular
6. Aparell respiratori
7. Aparell digestiu
8. Òrgans urinaris
9. Òrgans genitals del Mascle i de la Femella
10. Sistema Nerviós
11. Òrgan de la visió
12. Òrgan vestibulococlear
PART 2: ANIMALS TRANSGÈNICS I TERAPIA GÈNICA
Professors: F. Bosch, A. Pujol, P. Otaegui, S. Frankhauser, V. Haurigot and M. Garcia, Verónica Jiménez.
Dept de Bioquímica i Biologia Molecular, UAB
Part 2.1: Animals Transgènics:
1- Generació d'animals transgènics per microinjecció pronuclear. Aplicacions.
2- Generació d'animals Knockou /in constitutius o condicionals (específics de teixit i / o induïbles) per Gene Targeting en cèl·lules mare embrionàries. Aplicacions.
3- Edició Genòmica mitjançant ZFNs, TALENs i CRISPR/Cas9 per a la generació d'animals Knockout/in.
4- Animals clònics per transferència nuclear. Aplicacions.
5- Consorcis Internacionals per a la mutació del genoma de ratolí i anàlisi fenotípic: Clíniques de Ratolí.
6- Gestió de colònies de ratolins transgènics. Legislació en experimentació animal.
7- Aplicacions dels animals transgènics en l'estudi de diabetis, obesitat, malalties hereditàries...
Part 2.2. Teràpia Gènica:
1- Introducció a la Teràpia Gènica.
2- Característiques dels vectors Adenivirals. Aplicacions.
3- Característiques dels vectors recombinants derivats de virus adenoassociats. Aplicacions en Teràpia Gènica per a la Diabetis Mellitus.
4- Teràpia Gènica Ex vivo: vectors retrovirals i lentivirus. Aplicacions.
5- Teràpia Gènica No Viral.
6- Teràpia Gènica per a malalties hereditàries. Teràpia Gènica per Mucopolisacaridosis (MPS).
7- Edició Genòmica In vivo mitjançant Zing-Finger necleases (ZFNs)
PART 3. INTRODUCCIÓ I DISSENY D'ASSAJOS CLÍNICS DE TERÀPIA GÈNICA PER AL TRACTAMENT DE MALALTIES HUMANES
Per M. Chillon i A. Bosch, Departament de Bioquímica i Biologia Molecular, UAB
Ponent convidat: Manel Cascalló, VCN
1- Introducció als assaigs clínics. Factors a considerar en el disseny d'assajos clínics de teràpia gènica. M Chillon
2- Desenvolupament i producció de vectors per a assajos clínics de teràpia gènica. M Chillon
3- Reglament sobre l'ús d'organismes genèticament modificats. Nivell de bioseguretat i qualitat de producció (condicions GMP i GLP). M Chillon
4- Assaigs clínics que utilitzen vectors no virals. M Chillon
5- Estratègies per millorar la bioseguretat i reduir la resposta immune en assajos clínics utilitzant vectors adenovirals. M Chillon
6- Vectors adeno-associats en assajos clínics. Augment de l'especificitat del teixit utilitzant vectors AAV pseudotipats. Resposta immune. A Bosch
7- Assaigs clínics que utilitzen vectors derivats del virus de l'herpes. A Bosch
8- Avantatges i desavantatges dels vectors retrovirals i lentivirals en assajos clínics. A Bosch
9- Assaigs clínics en curs per a malalties específiques: hemofília, ß-talassèmia, immunodeficiències primàries, fibrosi quística, distròfia muscular de Duchenne, malalties d'emmagatzematge lisosomal, malalties neurodegeneratives, ceguesa, càncer, etc. A Bosch, M Chillon
Metodologia
Combinació de classes, pràctiques de laboratori i presentació d´un projecte supervisat pel professor.
Teoria 72%
Laboratori 11%
Treball supervisat 14%
Tutories 3%
Enquestes UAB
Es destinaran 15 minuts d'una classe per a la resposta de les enquestes institucionals de la UAB.
*La metodologia docent proposada pot experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes magistrals i pràctiques | 55 | 2,2 | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Preparació de treballs i pràctiques | 44 | 1,76 | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Preparació d´exàmens i recerca bibliogràfica | 120 | 4,8 | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15 |
Avaluació
L´avaluació del mòdul estarà basada en el treball realitzat pels estudiants, la assistència i participació a classe i a les pràctiques, la presentació oral d´un article científic i la nota dels exàmens.
Per participar a la recuperació, l'alumnat ha d'haver estat prèviament avaluat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l'assignatura o mòdul. Per tant, l'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final.
Important: Si es detecta plagi en algun del treballs entregats podrà comportar que el alumne suspengui el mòdul sencer.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Assistència a pràctiques (part 1) | 8% | 0 | 0 | 2, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15 |
| Assitència i participació activa a classe | 10% | 0 | 0 | 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 |
| Defensa oral de treballs (part 2) | 32% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 |
| Proves teòrico-pràctiques (part 1 i 3) | 50% | 4 | 0,16 | 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15 |
Bibliografia
Bibliografia
Gene and Cell Therapy. Therapeutic and Strategies. 2nd Edition. Edited by Nancy Smith Templeton, 2000.
Molecular Medicine. Edited by R.J. Trent. 3rd Edition. Elsevier Academic Press. 2005.
DNA Pharmaceuticals. Formulation and Delivery in Gene Therapy.
DNA Vaccination and Immunotherapy. Martin Scheef. WiLey-VCH Verlay GmbH &Co.KgaA, 2005.
Gene Therapy Technologies, applications and regulations. From Laboratory to Clinic. Edited by Anthony Meager. John Wiley & Sons, LTD, 1999.
Gene Therapy. Therapeutic Mechanisms and Strategies. Edited by Nancy Smith Templeton, Danilo D Basic. Marcel Dekker, Inc, 2000.
Gene Therapy Protocols. 2nd Edition. Edited by Jeffrey R Morgan Humana Press, 2002.
Human Molecular Genetics 2. T Strachan & AP Read. John Wiley & Sons, Inc., 1999.
Molecular Biotechnology Principles and Applications of Recombinant DNA. Bernard R Glick and Jack J Pasternak. Washington ASM Press, 1994.
The anatomy of the laboratory mouse. M. J. Cook. Academic Press, 1965
A color atlas of sectional anatomy of the mouse. T. Iwaki, H Yamashita, T. Hayakawa. Braintree Scientific, Inc., 2001.
The atlas of mouse development. M. H. Kaufman. Academic Press, 1995.
Transgenic animals. Generation and use. L.M. Houdebine. Harwood Academic Publishers 1997.
Manipulating the mouse embryo. A laboratory manual. 3rd Edition. A Nagy, et al. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2003.
Mouse genetics and transgenics. A practical approach. Ed. IJ Jackson & CM Abbott. Oxford University Press, 2000.
Gene Targeting. A practical approach. 2nd Edition. Ed. AL Joyner. Oxford University Press, 2000.
Transgenesis Techniques. Principles and Protocols. Edited by: Alan R. Clarke. Humana Press. 2002. (2nd Edition).
Gene Knock-out Protocols. Edited by: Martin J. Tymms and Ismail Kola. Humana Press. 2001.
Embryonic Stem Cells. Methods and Protocols. Edited by: Kursad Turksen. Humana Press.2002.
HumanMolecular Genetics2. T. Strachan i A.P. Read. John Wiley & Sons, Inc., Publication. 1999.
Morphological Mouse Phenotyping: Anatomy, Histology and Imaging. J. Ruberte, A. Carretero and M. Navarro. Ed. Medica Panamericana, 2016.
X-Ray Annotation Mouse Atlas. J Ruberte et al.IMPC (Doctor Herriot SL), 2021.
Enllaços web
Gene Therapy Clinical Trials Worldwide www.wiley.co.uk/genmed/clinical
Human Genome Project Information
www.ornl.gov/sci/techresources/human_genome/medicine/genetherapy.shtml
The anatomy of the laboratory mouse jaxmice.jax.org/library/notes/498.html
International Society for Transgenic Technologies
www.transtechsociety.org
Transgenesis en mamíferos
www.cnb.uam.es/~transimp/index2.html
EUMORPHIA
www.eumorphia.org
TBASE (The Transgenic/Targeted Mutation Database)
http://tbase.jax.org/
Database of Gene Knockouts
http://www.bioscience.org/knockout/knockhome.htm
BioMedNet Mouse Knockout Database
http://biomednet.com/db/mkmd
Revistes especialitzades
Nature (www.nature.com)
Nature Medicine (www.nature.com/nm/)
Nature Biotechnology (www.nature.com/nbt/)
Nature Genetics (www.nature.com/ng/)
Proc. Natl. Acad. Sci. USA (www.pnas.org)
Journal Clinical Investigation (www.jci.org)
Cancer Gene Therapy (www.nature.com/cgt)
Current Gene Therapy (bentham.org/cgt)
Gene Therapy (www.nature.com/gt)
Gene Therapy & Molecular Biology www.gtmb.org/index_gtmb.html
Gene Therapy & Regulation www.vsppub.com/journals/jn-GenTheReg.html
Human Gene Therapy (www.liebertonline.com/loi/hum)
The Journal of Gene Medicine
www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/jhome/10009391
Journal of Molecular Therapy
link.springer-ny.com/link/service/journals/00109
Journal of Controlled Release
www.sciencedirect.com/science/journal/01683659
Journal of Virology (jvi.asm.org)
Molecular Therapy www.sciencedirect.com/science/journal/15250016
Programari
No procedeix