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Carrera de Bioquímica Carrera de Farmacia Biotecnología aplicada a la salud y biotecnología farmacéutica Programa segundo cuatrimestre 2017 Cita sugerida (Vancouver): Sterin Prync AE. Biotecnología aplicada a la salud y biotecnología farmacéutica [programas] [Internet]. [Buenos Aires]: Instituto Universitario Hospital Italiano. Carrera de Bioquímica. Carrera de Farmacia; 2017 [citado AAAA MM DD]. Disponible en: http://trovare.hospitalitaliano.org.ar/ descargas/planes/20180130160358/programa-biotecnologia-aplicada-a-la- salud-y-biotecnologia-farmaceutica-2017.pdf Sterin Prync, Aída E. 1 Bioquímica y Farmacia _______________________________________________________________ Biotecnología aplicada a la salud y Biotecnología farmacéutica 2017 ________________________________________________________________ 1. Año y cuatrimestre: 5° año 2° Cuat. 2. Carga horaria total: 95 horas 3. Carga horaria semanal: 5 horas 4. Duración: Cuatrimestral. 5. Equipo docente: Profesoras titulares a cargo: Mg. Lic. Aída E. Sterin Prync (Bioquímica) Dra. Adriana Carlucci (Farmacia) Profesores invitados: Unidad temática 1 Lic. Valeria Rudoy Dr. Daniel Salamone Dra Irina Mathov Dra. Silvia Wikinsky Unidad temática 2 Dr. Gerardo Glikin / Dra. Liliana Finocchiaro Dr. Fernando Pitossi Unidad temática 3 Dra. Silvia Benasayag Dr. Hernán Dopazo Dra. Cristina Marino Busjle Dra. Florencia Masciottra Dr. Eliseo Gonzalez 6. Objetivos: Que los alumnos puedan: ● Comprender las bases científicas que conforman la investigación, producción y uso farmacológico de los agentes bioterapéuticos. a. Analizar documentación proveniente de fuentes diversas para adquirir y profundizar los conocimientos relacionados con la biotecnología b. Explicar y discutir correctamente y con la terminología adecuada temas relacionados con la asignatura. 2 c. Conocer los aportes de la genética, bioinformática y farmacogenética a la identificación de blancos terapéuticos. d. Revisar y evaluar los distintos tipos de opciones productivas biotecnológicas en la industria farmacéutica. e. Entender los alcances de las nuevas bioterapias y sus implicancias en la salud. 7. Contenidos: UNIDAD TEMÁTICA 1 Del laboratorio a la industria – del 02 de AGOSTO al 20 de SEPTIEMBRE 02-Agosto Análisis de la cursada. Mg. Aída Sterin Prync - Dra Adriana Carlucci Introducción a la Biotecnología. Aída Sterin Prync Incumbencia farmacéutica y bioquímica en productos biotecnológicos Adriana Carlucci Fundamentos de gestión de la calidad y de las normativas BPX BPL, BPM,etc. Aída Sterin Prync 09-Agosto Upstream: Sistemas de expresión Aída Sterin Prync) 16- Agosto Upstream Plantas transgénicas como bioreactores Valeria Rudoy Upstream: Animales genéticamente modificados. Daniel Salamone 23- Agosto Downstream Purificación, Ingrediente Farmacéutico Activo . Irina Mathov Formulación de vacunas - Adriana Carlucci 30- Agosto Formulación de proteínas recombinantes - Adriana Carlucci 06-Septiembre Formulación de proteínas inmunoterápicos Adriana Carlucci Ensayos biológicos in vitro en la industria farmacéuticas Aída Sterin Prync 13- Septiembre Biosimilaridad y comparabilidad. Aída Sterin Prync Ensayos pre clínicos y medicamentos biotecnológicos Silvia Wikinski 20- Septiembre PARCIAL UNIDAD 1 3 UNIDAD TEMÁTICA 2 Bioterapias. Del 27 de SEPTIEMBRE al 18 de OCTUBRE 27- Septiembre Terapia génica. Adriana Carlucci Protocolos clínicos. Terapias génicas en cáncer. Gerardo Glikin, Liliana Finochiaro, Chiara Fondello 04-Octubre Terapia celular. Fernando Pitossi Diseño de andamios y matrices para inmovilización molecular celular y tisular Adriana Carlucci 11- Octubre Otros tipos de productos biológicos. Regulaciones en la argentina. Estado del arte en la ciencia. Aída Sterin Prync 18-oct PARCIAL UNIDAD 2 - UNIDAD TEMÁTICA 3: Blancos terapéuticos y diagnósticos. Del 25 de OCTUBRE de 15 de NOVIEMBRE 25- Octubre Introducción a Blancos terapéuticos Silvia Benasayag Proyecto genoma humano, genómica estructural y genómica funcional. Hernán Dopazzo 01-Noviembre Bioinformática. Dra. Cristina Marino Busjle Práctico de bioinformática, Cristina Marino Busjle 8- Noviembre Base molecular de la enfermedad. Dra. Florencia Masciottra. Diagnóstico molecular pesquisa neonatal y otras enfermedades. Dr. Eliseo Gonzalez 15- Noviembre PARCIAL UNIDAD 3 29- Noviembre EXAMEN FINAL Contenidos mínimos: UNIDAD TEMÁTICA 1 Del Laboratorio a la planta industrial ● Introducción a la Biotecnología. 4 Historia y perspectivas. Repaso de conceptos y definiciones que van a ser parte de las 3 unidades del curso ¿Qué es la biología molecular? ¿Qué es la ingeniería genética? Ómicas: genómica, transcriptómica, proteómica, metabolómica. Consideraciones éticas. Conceptos sobre obtención de medicamentos por ingeniería genética, en células, en plantas y en animales. Vacunas. Animales y plantas genéticamente modificados, clonación, percepción pública y ética. Conceptos sobre terapia génica. Conceptos sobre terapias celulares y regenerativas. (Aída Sterin Prync) ● Fundamentos de las normativas. Biotecnología –áreas y tecnologías convergentes-¿Qué es la calidad? Cadena de valor. Gestión de la Calidad. Estudios cuantitativos sobre el impacto de los principios y prácticas de gestión de calidad en los resultados de innovación Fundamentos de las Buenas Prácticas (BPX). Normativas y reglamentaciones. BP en Investigación y Desarrollo. BP en transferencia de tecnología. El valle de la muerte. BP de Laboratorio. BP de Manufactura. Nuevo paradigma del siglo XXI. BP de Laboratorio y Elaboración. (Aída Sterin Prync) ● Incumbencia farmacéutica en productos biotecnológicos Impacto de la biotecnología en la I+D de la industria farmacéutica. Productos obtenidos mediante la tecnología ADN recombinante de uso en terapéutica, diagnóstico o como insumos. Fases y consideraciones especiales para el desarrollo de medicamentos biotecnológicos. Trabajo interdisciplinario en el aseguramiento de los atributos de calidad de los productos. (Adriana Carlucci) ● Sistemas de expresión procariotas y eucariotas. Breve repaso: dogma central de la biología, genética molecular, ingeniería genética. Sistemas de expresión, Vías alternativas de producción. Características a evaluar. Factores influyentes en la calidad y cantidad de la expresión. Bacterias, levaduras, células de insecto, células de mamíferos, plantas transgéncias animales transgénicos, terapia génica y terapias celulares. Sistemas de producción upstream en células de mamíferos. Producción biotecnológica de anticuerpos poli y monoclonales, hibridomas, anticuerpos terapéuticos. Obtención, producción y utilización de anticuerpos monoclonales como herramienta analítica. (Aída Sterin Prync) ● Ensayos biológicos. Potencia biológica de un medicamento. Utilización de los cultivos de células de mamífero en control de calidad. Los cultivos celulares como reactivo analítico. Ensayos de actividad biológica. Nuevas alternativas. (Aída Sterin Prync) ● Plantas transgénicas como biofármacos. Genética vegetal. Plantas transgénicas, distintos tipos, forma de escalado. Producción y regulación. (Valeria Rudoy) 5 ● Animales genéticamente modificados. Visita al laboratorio de Tecnología Animal, Facultad de Agronomía. Fundamentos de la Biotecnología y genética animal. Clonación. Transgénesis, expresión y silenciamiento de genes. Utilización. Posibilidades. Reglamentaciones y Ética. (Daniel Salamone) ● Formulación de vacunas Análisis desde la perspectiva tecnológica de la naturaleza de los adyuvantes, antígeno(s) y del producto final. Formulación racional de vacunas: desde la caracterización biofísica del antígenoa los ensayos de estabilidad. Formas farmacéuticas usadas como adyuvantes, aspectos regulatorios aplicables para su aprobación. Perspectivas a futuro de la formulación de vacunas (Adriana Carlucci) ● Formulación de proteínas recombinantes terapéuticas Propiedades generales de las proteínas a considerar durante el desarrollo del producto biofarmacéutico. Formulación de proteínas terapéuticas: estabilidad conformacional, coloidal e interfacial. Inestabilización física/química. Fenómenos de agregación. Estrategias de estabilización. Componentes de la formulación. Excipientes estabilizadores usados y mecanismos de acción propuestos. Desarrollo de una formulación comercial. Análisis global de las opciones de formulación y de los efectos de las variables de formulación sobre parámetros críticos. (Adriana Carlucci) ● Formulación de inmunoterápicos Anticuerpos monoclonales: desarrollo y desafíos asociados a su formulación. Degradación física, factores estresantes, degradación química; control de los procesos degradativos. Estrategias usadas en formulaciones de alta concentración y/o viscosidad. Análisis de formulaciones. Introducción a los aspectos regulatorios. Formulación de inmunosupresores: ciclosporina, rapaminicina y de citotóxicos: metotrexate, 5- fluoro uracilo, ciclofosfamida (Adriana Carlucci) ● Ensayos biológicos. Potencia biológica de un medicamento. Utilización de los cultivos de células de mamífero en control de calidad. Los cultivos celulares como reactivo analítico. Ensayos de actividad biológica. Nuevas alternativas. (Aída Sterin Prync) ● Controles de calidad y asuntos regulatorios. Biosimilaridad y comparabilidad. (Aída Sterin Prync) ● El ensayo preclínico en el proceso de desarrollo y registro de medicamentos. Preguntas que debe responder un EP. Normativas. Perspectiva del mercado. Perspectiva de la industria. Biosimilaridad. Comparabilidad. Preclínicos in vivo para Desarrollo Registro Control de calidad. Caso por caso y conforme a evidencia. Comparativo con más de un lote. Acorde a BPL. (Silvia Wikinski) 6 UNIDAD TEMÁTICA 2: Bioterapia ● Terapia génica. Terapia génica: definiciones, clasificación, estrategias y vías de administración para ácidos nucleicos utilizados. Terapia antisentido. Aplicaciones. Enfermedades hereditarias y adquiridas. TG en cáncer, TG en enfermedades cardiovasculares. Vectores virales. Vectores no virales. Poliplexos y Lipoplexos. Caracterización biofísica de los lipoplexos. Mecanismos de ingreso y tráfico celular de los sistemas de liberación. Estabilidad del sistema de liberación: física, química, degradación de excipientes y del ácido nucleico. Optimización de la formulación de sistemas de liberación de siRNA. Eficiencia de silenciamiento. (Adriana Carlucci) ● Protocolos clínicos. Terapias génicas y cáncer. Trabajo práctico, mostración: TRANSFECCIÓN TRANSITORIA MEDIANTE UN COMPLEJO ADN-LÍPIDO y revelado con X-Gal. (Gerardo Glikin, Liliana Finochiaro, Chiara Fondello) ● Terapia celular. Ingeniería de tejido y terapia regenerativa. Terapias regenerativas utilizando células madre. Traslación clínica de terapias celulares. Realidad vs ficción. Tipos de células madre, células madre hematopoyéticas adultas, células madre embrionarias. Reprogramación celular. Células madre pluripotentes reprogramadas (iPSC). Aplicaciones de la reprogramación celular. Modelos de enfermedades. Patofisiología y descubrimiento de drogas. Ejemplo de modelos de enfermedad: Parkinson y epilepsia benigna de la infancia. Reprogramación y diferenciación. Controles de calidad. Diferenciación dirigida. Ensayos funcionales. Genómica funcional. Bancos de iPS. Haplobancos. Traslación clínica. Terapias regenerativas en Argentina. Ensayos clínicos. Transdiferenciación. (Fernando Pitossi) ● Diseño de andamios y matrices para inmovilización celular, molecular y tisular. Inmovilización de biocatalizadores: definición, ventajas/desventajas, componentes, métodos usados; retención física o química. Parámetros de caracterización. Inmovilización celular o tisular por microencapsulación. Productos médicos de terapia avanzada (ATMPs): de terapia génica, de terapia de célula somática, de ingeniería de tejidos. Técnicas top-down y bottom-up para la construcción de andamios en ingeniería tisular y medicina regenerativa. (Adriana Carlucci) ● Ensayos clínicos y medicamentos biotecnológicos. Terapias celulares. regulaciones en la argentina. Estado del arte en la ciencia. Riesgos. Antecedentes.(Aída Sterin Prync) UNIDAD TEMÁTICA 3: Blancos terapéuticos y diagnósticos ● Blancos terapéuticos. Genoma humano Genómica estructural y funcional. Blancos terapéuticos, transducción de señales, ejemplo EGFR. Factores de transcripción. Rasopatías. Apoptosis. Caspasas, familia BCL2. Alteraciones genéticas en cáncer. Traslocaciones. Ejemplos en 7 oncohematología. Disomía uniparental. Citogenética y cáncer. Epigenética. Mecanismos de regulación génica. Ejemplos de casos clínicos. (Silvia Benasayag) ● Bioinformática. Bases de datos biológicas primarias y secundarias. Uniprot , SwissProt. Secuencias homólogas. BLAST. Homólogos remotos PSI-BLAST. Alineamiento de secuencias. Alineamiento múltiple de secuencias. MSA. Características de los aminoácidos, scores, entropía de Shannon. Cluster y pesado de secuencias. BLOSUM. Frecuencia de sustitución. Predicción de la estructura proteica. Bases de datos de alineamientos estructurales. CATH, PDB, predicción de la estructura proteica. Modelado homólogo y análogo. Modelado por homología. Dominio estructural. Asignación de dominios. Predicción de estructura secundaria. Predicción de plegamiento. Unidad asimétrica y Unidad biológica. Modelado y clasificación de loops. Templates. Validación de modelos. Utilidad de un modelo. Identificación de residuos funcionales. Búsqueda de “Patterns” en estructuras terciarias no homólogas, intento de asignar función. Trazado evolutivo de residuos. Ejercicio Práctico. (Cristina Marino Busjle) ● Base molecular de la enfermedad. Farmacogenómica. Farmacología directa y reversa, Receptores. Farmacogenética: Blancos de farmacogenética. Metabolismo de drogas, Receptores Transportadores, Diferencias técnicas, Genes susceptibles de variación farmacogenética. Bases fisiológicas. Variantes relevantes de la farmacogenómica. Niveles de impacto de la farmacogenómica. (Florencia Masciotra). ● Diagnóstico molecular. Pesquisa neonatal y otras enfermedades. (Eliseo Gonzalez) 8. Metodología de enseñanza: la metodología de enseñanza incluirá, clases teóricas, seminarios, mostraciones y visitas a laboratorio. Dado que el abanico de temas que se abarcan en ésta materia es muy amplio en poco tiempo, la enseñanza de la misma contará con invitados expertos que trabajan en el campo específico del tema que desarrollarán en la clase. Se llevarán a cabo también seminarios de análisis de artículos científicos. La parte práctica se llevará a cabo a través de mostración y trabajo práctico en el aula, visita a laboratorio especializado y a exposición de equipamiento productivo. En bioinformática se realizará un trabajo práctico con computadoras en el aula. En terapia génica se realizará una mostración que requerirá microscopía. En animales transgénicos se realizará una visita al laboratorio del Dr. Salamone, en la Facultad de Agronomía. 9. Evaluación: Las evaluaciones del curso estarán unidas al intento de afianzar los contenidos adquiridos en relación a su aplicación práctica y que permita internalizar y arraigar los conceptos 8 básicos de esta área del conocimiento. Para ello se tomará la relación de los diferentes ejes temáticos con una patología. Los parciales consistirán en preguntas cuyas respuestas requerirán un análisis relacionado con el eje temático en estudio. Las preguntas serán planteadas al comienzo de cada eje temático. En la fecha del parcialse deberán presentar las respuestas en forma de un breve resumen por escrito y una exposición en forma oral de no más de 15 minutos (al estilo de las presentaciones en un congreso científico). El examen final tendrá las mismas características que los parciales; en éste caso las preguntas serán una revisión de los temas del curso, que serán entregadas con suficiente antelación. En la fecha del final se deberán presentar las respuestas en forma de un breve resumen por escrito y una exposición en forma oral de no más de 15 minutos (al estilo de las presentaciones en un congreso científico). En las presentaciones orales estarán presentes todos los alumnos y puede haber invitados externos. La condición de regularidad se consigue con: a. El cumplimiento de las normativas de asistencia a las clases teóricas y prácticas b. La aprobación de los parciales con un puntaje igual o mayor a 4 La nota final será un promedio de todo lo trabajado en el cuatrimestre, que incluye la participación durante el curso, los parciales y el examen final. Los parciales pueden ser recuperados bajo la misma consigna, con una semana de diferencia de la fecha inicialmente prevista. 10. Bibliografía: Libros De Robertis, E.D; De Robertis, E.M; Biología Celular y Molecular. Decimoquinta edición. Editorial El Ateneo. Bs As. Argentina. 2005 Alberts, B; Bray , D; Lewis, J; Roff, M; Roberts, K; Watson, J. D. Biología Molecular de la Célula. Tercera edición. Editorial Omega. 1996. De Robertis, E.M; Fundamento de Biología Celular y Molecular de De Robertis. Cuarta Edición. Editorial El Ateneo. Bs As. Argentina. 2004 Díaz, A., Golombek, D. ADN cincuenta años no es nada. Primera Edición. Editorial siglo XXI. 2007 Dopazo Hernán. Selective Constraints and Human Disease Genes: Evolutionary and Bioinformatics Approaches. 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