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Scheda da utilizzare per la progettazione ed erogazione dei moduli didattici d’insegnamento
Università degli Studi di Bari
Corso di Laurea in Biotecnologie Mediche e Medicina Molecolare (BMMM)
Anno Accademico 2013-2014
Settore
scientifico
disciplinare:
Titolo insegnamento: Biotecnologie della Riproduzione
VET/10
Docente
Attività
Ore attività
Crediti
Pre-requisiti
Prof.ssa: Maria Elena Dell’Aquila
Telefono:080-4679888/80
Email:[email protected]
Lezioni frontali
Esercitazioni
32
4
Orario di ricevimento:Lun 8:30-9:30
Presso:Segreteria CdL di
Scienze Biotecnologiche
Laboratorio
Totale
24
56/studente
2
6
Conoscenza di elementi generali di anatomia e fisiologia dell’apparato riproduttivo
maschile e femminile e conoscenze generali di biologia cellulare, citologia, biochimica,
genetica generale, citogenetica e biologia molecolare.
Obiettivi
formativi
Far acquisire agli studenti un’adeguata conoscenza delle biotecnologie riproduttive rivolte
allo studio della maturazione funzionale dei gameti maschili e femminili, allo studio di
fattori coinvolti nella regolazione della competenza meiotica e della competenza allo
sviluppo embrionale dell’ovocita, nella regolazione della motilità e della capacità
fecondante del seme e nella regolazione dello sviluppo embrionale pre-impianto negli
animali da reddito, utili come modelli sperimentali per la medicina riproduttiva umana.
Far acquisire specifiche competenze relative alle tecniche di analisi morfologica, funzionale
e molecolare di gameti ed embrioni, produzione di embrioni in vitro, crioconservazione di
gameti ed embrioni e micromanipolazione di gameti ed embrioni, con particolare
attenzione al confronto di finalità, metodologie e risultati attuali in specie da reddito e in
umana.
Contenuto
Parte I (Lezioni frontali – Parte generale)
1. Introduzione alle biotecnologie riproduttive ed al loro impatto sull’incremento delle potenzialità
riproduttive. Follicologenesi e ovogenesi. Regolazione ormonale ed elementi di induzione della
superovulazione follicolare. (Aspetti sperimentali ed applicativi in modelli animali).
2. Spermatogenesi e sua regolazione ormonale. Analisi macroscopiche, microscopiche e
computerizzate della qualità del seme (concentrazione, vitalità, motilità, morfologia, capacitazione
e reazione acrosomiale, integrità della cromatina spermatica e apoptosi). Separazione
citofluorimetrica degli spermatozoi portatori del cromosoma X ed Y. Elementi di congelamento del
seme e Inseminazione artificiale.
3. Produzione di embrioni in vitro. Recupero, selezione e maturazione in vitro dell’ovocita;
Fecondazione in vitro; Coltura dell’embrione in vitro nelle fasi reimpianto; Trasferimento di
embrioni). Efficienza e risultati attuali delle procedure di produzione di embrioni in vitro negli
animali da rddito. Ovum pick-up: prelievo in vivo degli ovociti per la produzione di embrioni in vitro.
4. Tecnologie di microfertilizzazione assistita. Applicazione della tecnica ICSI (Intracytoplasmic sperm
injection) negli animali domestici.
5.
Crioconservazione di ovociti ed embrioni.
Parte II (Lezioni frontali - Parte Specialistica)
1. Riepilogo metodologie convenzionali e micromanipolative per la produzione in vitro
dell’embrione (IVF/ICSI) e criteri per la valutazione della qualità di ovociti (Polscope),
spermatozoi (Sperm CASA System e Citofluorimetria) ed embrioni (softwares per analisi
morfometrica). Risultati attuali dell’ICSI piezo.
2. Applicazioni delle tecnologie OMICHE (Genomica e della Proteomica allo studio della
competenza meiotica dell’ovocita e dello sviluppo embrionale pre-impianto. Analisi delle
differenze nell’espressione genica di ovociti maturati in vivo/vitro ed embrioni prodotti in
vivo/vitro.
3. Tecnologie per il miglioramento qualità dei gameti: Gamete reconstruction technologies:
a) Ooplasm Transplantation e problemi conseguenti: Mitochondrial Heteroplasmy.
b) GV transfer. Oocyte-induced GV haploidization e trattamento della age-related
oocyte aneuploidy.
c) Somatic cell haploidization: motivazioni, differenze sostanziali rispetto al cloning,
tecnologie e stato dell’arte:
- ricostruzione del gamete femminile: oocita MII enucleato + nucleo somatico
- ricostruzione del gamete maschile: microiniezione di nucleo somatico in ovocita MII.
4. Tecnologie avanzate di microinseminazione: round spermatid injection (ROSI) and
elongated spermatid injection (ELSI).
5. Crioconservazione e trapianto di tessuto ovarico e testicolare. Stato dell’arte della ricerca in
modelli animali e applicazioni nell’uomo.
6. Coltura in vitro del follicolo preantrale.
7. Manipolazioni embrionali:
a) Diagnosi sull’embrione preimpianto, biopsia embrionale, sessaggio, diagnosi di
sbilanciamenti cromosomici, identificazione di un gene patologico, diagnosi su
globuli polari prelevati post-fertilizzazione.
b) Manipolazioni finalizzate al miglioramento della qualità embrionaria: rimozione di
frammenti citoplasmatici. Hatching assistito. Inner cell mass (ICM) transfer.
c) Manipolazioni embrionali finalizzate alla produzione di copie multiple. Cloning
animale. Stato dell’arte in specie da laboratorio e zootecniche.
8. Produzione di animali transgenici e clonati transgenici. Finalità terapeutiche nell’uomo:
produzione di sostanze ad uso farmacologico per la terapia di tumori e patologie infettive.
9. Embryo-maternal signalling: il dialogo materno-embrionario finalizzato all’impianto.
Effetti delle metodiche di produzione dell’embrione in vitro sulla qualità del segnale
embrionario.
10. Embryonic stem cells (ESC) e Fetal-derived stem cells. Metodologie e traguardi in modelli
animali e nell’uomo.
Parte II (Esercitazioni di laboratorio):
-
Introduzione pratica al laboratorio di Biotecnologie riproduttive; prelievo e maturazione in vitro degli
ovociti.
-
Scongelamento e valutazione degli spermatozoi.
-
Capacitazione in vitro del seme e fertilizzazione in vitro convenzionale (IVF) e micromanipolativa
(ICSI).
-
Coltura embrionale in vitro e valutazione della morfologia embrionale.
-
Metodiche di immunofluorescenza applicate al complesso cumulo-ovocita, spermatozoi ed embrioni.
Testi
Consigliati
Propedeuticità
Metodi di
Valutazione
Collocazione
Gordon I. (1995) In vitro production of cattle embryos. CAB International, Dublin, UK
Pinkert C.A. (2002) Assisted Reproductive Tecnologies and Embryo Culture Methods for
Farm Animals. In Transgenic Animal technology. A laboratory handbook. Academic Press,
London UK. 513-568.
Articoli da testi e riviste scientifiche del settore consigliati e consegnati a cura del
docente.
Obbligatorie:
Consigliate:
Prova scritta
Colloquio Orale
Prova di laboratorio
NO
SI
NO
Prove di esonero
Parziale
NO
Anno di Corso
Semestre
Data d’inizio
Data fine
I anno
II semestre
Ottobre 2013
Gennaio 2014