66633 - BIOTECNOLOGIE E MODELLI ANIMALI

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce le basi della Scienza dell'Animale da Laboratorio e delle problematiche legate alla sperimentazione animale nonché delle modalità alternative all'utilizzo di animali da esperimento nella ricerca biomedica. In particolare, lo studente conosce in maniera approfondita la gametogenesi maschile e femminile, il processo della fecondazione, lo sviluppo embrionale fino allo stadio pre-impianto; conosce le più recenti biotecnologie riproduttive, compresa la transgenesi animale. Al termine del laboratorio, lo studente acquisisce le competenze necessarie a mettere in pratica un protocollo di maturazione, fecondazione e coltura in vitro di gameti ed embrioni animali. Lo studente è inoltre in grado di avere autonomia di giudizio rispetto alla corretta pianificazione di esperimenti che coinvolgono gli animali, reperire dal web informazioni sulle procedure sperimentali e sui metodi alternativi, avere abilità comunicative rispetto alle opinioni correnti relative alla sperimentazione animale.

Programma/Contenuti

Il corso consiste di una parte teorica e di una parte pratica.

La prima parte teorica è dedicata alla Scienza dell'Animale da Laboratorio, come disciplina base per approcciare la sperimentazione che coinvolge gli animali (Prof Forni)

1.     Aspetti etici e storici.

2.     Metodi alternativi (regola delle 3R : Replacement, Reduction, Refinement)

3.     Allevamento, cura e approccio corretto all'animale

4.     Biologia delle principali specie di animali di interesse sperimentale

5.     Etologia, stress, valutazione dello stato di benessere dell'animale e definizione della gamma di situazioni di impiego dell'animale entro cui tale stato viene conservato.

6.     Standardizzazione genetica e microbiologica

7.     Quality management, good laboratory practices e Procedure Operative Standard

8.     Modelli animali nella ricerca biomedica

In una seconda parte verranno affrontati gli aspetti fondamentali della fisiologia riproduttiva e delle biotecnologie applicate alla riproduzione degli animali d'allevamento, terrestri ed acquatici.(Prof Bacci):

1.    Cenni di regolazione endocrina della funzione sessuale. Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi. Cenni di sviluppo e funzioni endocrine delle gonadi.

2.    Femmina: Ovaie. Gametogenesi femminile. Oogenesi e follicologenesi. Ovulazione e formazione del corpo luteo.

3.    Maschio: Testicoli. Gametogenesi maschile. Spermatozoi: caratteristiche e funzioni. 

4.    Embrioni: Fecondazione. Prime fasi di sviluppo embrionale (segmentazione e sviluppo della Blastocisti).

5.    Gameti Femminili: raccolta in vivo ed ex vivo di oociti; valutazione qualitativa degli oociti; principali tecniche di accrescimento di oociti in vitro, maturazione in vitro, micromanipolazione di oociti, crioconservazione.

6.   Gameti maschili: raccolta degli spermatozoi in vivo o ex vixo (epididimali); valutazione quali-quantitativa delle caratteristiche seminali, diluizione e conservazione degli spermatozoi mediante refrigerazione / congelamento / vitrificazione. Tecniche di fecondazione in vitro con seme fresco o congelato, inseminazione artificiale, fecondazione intrauterina laparotomica e laparoscopica. Sessaggio degli spermatozoi.

7.    Embrioni: produzione e coltura di embrioni in vitro; raccolta di embrioni in vivo; embryotransfer;  micromanipolazione degli embrioni; splitting embrionale; trasferimento nucleare; clonazione; stem cell; sessaggio degli embrioni. Transgenesi.


L'attività pratica di laboratorio utilizzerà come specie di riferimento quelle suina e bovina e consisterà in:

1.    Gameti Femminili: raccolta ex vivo di oociti; valutazione qualitativa degli oociti alla raccolta; maturazione in vitro e sua valutazione dopo fissazione.

2.    Gameti maschili: raccolta in vivo e/o ex vivo degli spermatozoi; valutazione quali-quantitativa delle caratteristiche seminali, diluizione e conservazione degli spermatozoi mediante refrigerazione. Valutazione delle caratteristiche funzionali.

3.   La transgenesi animale mediante tecnica Sperm Mediated Gene Transfer: preparazione del mestruo disuitore, manipolazione del seme, uptake del DNA esogeno, valutazione mediante PCR dell'uptake del DNA.

Testi/Bibliografia

Appunti di lezione;
LFM van Zuphen, V Baumans, AC Beynen. La scienza dell'animale da laboratorio. 1996, La Goliardica Pavese;
Reproduction in Farm Animals 7th  edition, E. S. E. Hafez, B. Hafez (Editors) 2000;
Lippincott Wlliams and Wilkins Dukes, Fisiologia degli animali domestici, IDELSON-GNOCCHI, Napoli (2002).
Dispense di laboratorio con la descrizione operativa delle esperienze.

Metodi didattici

Lezioni frontali e discussione

Attività di laboratorio eseguite personalmente dallo sttudente secondo le dispense fornite, con spiegazioni teoriche e pratiche del docente e dei tutor

Modalità di verifica dell'apprendimento

La valutazione finale è volta a definire il conseguimento dei seguenti obiettivi formativi:
- Conoscere le basi della Scienza dell'Animale da Laboratorio
- Avere autonomia di giudizio e abilità comunicative relativamente alla sperimentazione animale
- Conoscere la gametogenesi maschile e femminile anche in vitro
- Conoscere le principali biotecnologie riproduttive

Il voto finale verrà così definito:
40% punteggio conseguito in un test in itinere composto da 32 domande chiuse sulla Scienza dell'animale da laboratorio che si svolgerà al termine della prima parte del corso;
10% valutazione della partecipazione attiva alle attività di laboratorio o di lavoro autonomo degli studenti;
 5%  valutazione della relazione prodotto sull'attività di laboratorio di Biotecnologie della riproduzione (da inviare per mail all'atto dell'iscrizione alla lista su alma esami);
45% accertamento orale sugli argomenti teorici trattati durante il corso.

Strumenti a supporto della didattica

.ppt delle lezioni

Laboratori di bioinformatica, di colture cellulari, di microbiologia e morfologico a posto singolo.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Monica Forni

Consulta il sito web di Maria Laura Bacci