Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Fundamentos moleculares fisiológicos de la biotecnología/Fundamentos de microbiología y fisiología

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Descripción/Contenidos

Sistema inmunológico. Activación de la respuesta inmune. Inmunidad innata. Anticuerpos. Maduración, activación y regulación de los linfocitos. Estructura y clasificación de los virus. Virus animales y vegetales. Infección y patogenicidad.

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Competencias genéricas

• CB1. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

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Competencias específicas

• CG2. Expresar, argumentar y razonar adecuadamente sobre los aspectos que son propios del grado, siendo capaces de plantear nuevas preguntas, integrarlas en el contexto adecuado y generar un avance en el conocimiento científico y profesional.
• CG3. Tener las habilidades experimentales y analíticas para trabajar con autonomía en un laboratorio siendo capaz de plantear experimentos y de describir, analizar, evaluar e interpretar la información resultante para proponer soluciones alternativas y novedosas frente a problemas conocidos y/o emergentes.
• CE11. Entender las bases funcionales del sistema inmunitario y conocer sus aplicaciones biotecnológicas.
• CE12. Comprender las propiedades generales de los virus así como sus interacciones con células eucariotas y sus aplicaciones biotecnológicas.

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Resultados aprendizaje

• RA4. Identificar los principales grupos de virus y sus características estructurales y funcionales, así como su interacción con los distintos grupos de seres vivos y su potencial aplicación en procesos biotecnológicos.
• RA9. Identificar los principales órganos y estructuras implicados en el sistema inmunológico y conocer su función en los procesos de activación en respuesta al ambiente.
• RA10. Comprender los sistemas de respuesta asociados a la inmunidad innata y a la inmunidad adquirida, identificando las principales estructuras implicadas y su potencial aplicación en procesos biotecnológicos.
• RA11. Realizar experimentos y/o diseñar aplicaciones de forma independiente y describir, cuantificar, analizar y evaluar críticamente los resultados obtenidos. Familiarizarse con el trabajo en el laboratorio, la instrumentación y los métodos experimentales.

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Metodología

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Evaluación

* Se exige una nota mínima de 5 para poder superar la asignatura en cada una de las dos partes de la asignatura (Virología e Inmunología).

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Temario

Bloque I. Virología

Tema 1. Introducción a la Virología. Descubrimiento y definición de virus. Características generales. Métodos de observación y titulación. Clasificación y criterios taxonómicos. Conceptos generales del ciclo de replicación. El ensayo en placa.

Tema 2. Estructura y genomas. Estructura de los viriones. Función de las proteínas estructurales. Conceptos de metaestabilidad, simetría y autoensamblaje. Tipos de morfologías y simetrías. Principios universales de los genomas virales. La clasificación de Baltimore. Tipos de genes presentes y ausentes. Transfección y clon infectivo.

Tema 3. El ciclo de replicación. Mecanismos de anclaje. Rutas de entrada. Mecanismos de liberación del genoma. Maquinaria y procesos de síntesis y regulación de ARNm y proteínas en los grupos de Baltimore I-VII. Estrategias de replicación de los genomas en los grupos de Baltimore I-VII. Mecanismos de ensamblaje, liberación y maduración de viriones. Estrategias de obtención de energía y materiales para la replicación.

Tema 4. Diversidad: origen y evolución. Evolución y origen. Familias de virus de los diferentes grupos de seres vivos. Importancia de la diversidad. Sistemas de clasificación. Mecanismos de selección y de generación de diversidad. Fuerzas que dirigen la evolución.

Tema 5. Patogénesis. Conceptos generales. Vías de entrada, diseminación y transmisión. Ejemplos actuales de propagación. Tropismo. Virulencia y factores que la determinan. Tipos de lesiones. Inmunosupresión. Inmunopatología. Infecciones agudas y crónicas. Tipos de sistemas de defensa.

Tema 6. Virus emergentes. Concepto. Relaciones virus-huésped y consecuencias en la alteración del nicho viral. Factores que influyen en la emergencia de virus. Concepto de zoonosis. Casos de enfermedades zoonóticas. Amenaza de nuevas pandemias.

Tema 7. Ecología de los virus. Conceptos de micro y macroecología. Viroma humano y fitobioma. Relaciones de simbiosis. Relación entre ecología y emergencia de virus. El caso del virus del Nipah.

Bloque II. Inmunología

Tema 1: Introducción al sistema inmunitario. Concepto de Inmunología. Inmunidad innata y adaptativa. Características de la respuesta inmune adaptativa: respuesta primaria versus secundaria. Células de la respuesta inmune innata y adaptativa. Hematopoyesis, marcadores CD.  Tejidos/órganos linfoides primarios y secundarios.

Tema 2: Inmunidad Innata. Propiedades de la inmunidad Innata. Reconocimiento de patrones y receptores celulares. El sistema del complemento. Proteínas de fase aguda. Citoquinas de la respuesta inmune innata. Inflamación. Respuesta anti-viral.

Tema 3: Antígenos y su reconocimiento. Definición y tipos de antígenos. Inmunogenicidad y antigenicidad. Reconocimiento antigénico por los linfocitos B. Los anticuerpos y su estructura, isotipos. Reacción antígeno-anticuerpo, afinidad y avidez. Receptores de anticuerpos y funciones efectoras.

Tema 4: El receptor del linfocito T (TCR) y las moléculas de histocompatibilidad (HLA). Estructura del TCR y correceptores. Estructura de las moléculas HLA de clase I y II, expresión y polimorfismo. Procesamiento y presentación antigénica. Reordenamiento de los receptores para el antígeno. Mecanismos de amplificación de la diversidad.

Tema 5: Maduración de linfocitos y comunicación intercelular. Citoquinas y sus receptores. Tráfico leucocitario, moléculas de adhesión y sus ligandos. Maduración de linfocitos T y B. Mecanismos de selección.

Tema 6: Activación de linfocitos y generación de efectores. Reconocimiento antigénico por los linfocitos T. Moléculas coestimuladoras. Sinapsis inmunológica. Diferenciación de subpoblaciones de linfocitos T. Reconocimiento antigénico por los linfocitos B. Antígenos T dependientes y T independientes. Generación de células plasmáticas y linfocitos B memoria.

Tema 7: Inmunopatología, inmunoterapia e inmunomodulación. Reacciones de hipersensibilidad. Inmunodeficiencias. Vacunas. Inmunización activa y pasiva. Inmunidad antitumoral. Anticuerpos monoclonales. Terapia celular adoptiva. Vacunas anti-tumorales. Inmunosupresión inespecífica y especifica.

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Programa de prácticas experimentales

Bloque I. Virología

1. Aislamiento y caracterización morfológica y molecular de bacteriofagos medioambientales (7 sesiones de laboratorio).

Sesión 1. Recogida de muestras medioambientales y amplificación de bacteriofagos.

Sesión 2. Ensayo en placa de los bacteriofagos amplificados.

Sesión 3. Titulación y purificación en placa de calvas individuales y análisis de la diversidad morfológica de calvas.

Sesión 4. Re-titulación y purificación de viriones.

Sesión 5. Extracción del genoma viral y reflexión sobre la cinética de replicación.

Sesión 6. Análisis de tipo de genoma viral y discusión sobre la caracterización biológica.

Sesión 7. Caracterización REN del genoma viral y realización de un diseño experimental de identificación de los bacteriofagos aislados.

2. Observación de la simetría icosahédrica y helicoidal en modelos de viriones en 3D.

Bloque II. Inmunología

• Práctica de microscopia para visualizar la estructura organizativa celular de órganos linfoides primarios y secundarios.
• Citometría de flujo: aislamiento de células sanguíneas y determinación de subpoblaciones linfocitarias mediante marcaje con anticuerpos monoclonales y citometría de flujo.
• Taller de análisis de citometría mediante el programa ¿Flowing¿.
• Aglutinación: detección y caracterización de isohemaglutininas.
• Determinación de auto-anticuerpos mediante ELISA.
• Determinación de auto-anticuerpos mediante Inmunofluorescencia.
• Determinación del tipaje HLA mediante PCR-SSO.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Básica

Cellular and Molecular Immunology. 2017. Abbas AK, Lichtman AH, Pillai S.  Novena edición. Elsevier. 978-0323479783

Roitt's essential immunology. 2017. Delves PJ, Martin SJ, Burton DR, Roitt IM. Decimotercera edición. (2017). 978-1118415771

Fundamental immunology. 2012. Paul WE. Séptima edición. Lippincott Williams y Wilkins. 978-0781765190

Introduction to Modern Virology. 2016. Dimmock NJ, Easton AJ, Leppard KN. Séptima edición. Wiley.

Principles of Virology. 2020. Flint J, Rancaniello VR, Rall GF, Skalka M. Hatziioannou T. Quinta edición. Wiley. Volúmenes 1 y 2.

Complementaria

Immunology. 2003. Goldsby RA, Kindt TJ, Osborne BA, Kuby J. Quinta edición. WH Freeman 0716749475

Essential clinical immunology. 2009. Zabriskie JB. Cambridge University Press. 978-0511575266

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Idiomas

Castellano

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Lugar de impartición

Aulario y laboratorios e instalaciones de la ETSIA (edificios Los Olivos y El Sario). Campus Arrosadía.

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