Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 30/04/2026

Il corso mira a fornire allo studente conoscenze e competenze su diversi ambiti della bioingegneria applicata ai sistemi cellulari. In particolare, il corso tratta metodi di modellistica, analisi e progetto di sistemi cellulari ingegnerizzati mediante le tecniche della systems e synthetic biology; le proprietà meccaniche e chimiche dei materiali, la progettazione di sistemi cellulari ingegnerizzati e sistemi microfluidici; le tecniche di imaging e di analisi delle immagini per applicazioni biologiche.

Sono richieste conoscenze di base di biochimica, biologia molecolare e cellulare, al livello fornito dai corsi triennali di biologia, biotecnologie e simili. Non sono richieste conoscenze preliminari in ambito ingegneristico

L’insegnamento verrà erogato mediante lezioni frontali, analisi e discussione di casi studio presi dalla letteratura, esercitazioni in aula mediante l’ausilio di appositi software per la progettazione, l’analisi e la simulazione di sistemi cellulari ingegnerizzati

I risultati di apprendimento attesi sono di sequito elencati secondo i descrittori di Dublino.

• Descrittore di Dublino 1: conoscenza e capacità di comprensione:
• Quali sono i principi fondamentali della systems e synthetic biology;
• Comprendere la struttura di un modello computazionale di un sistema cellulare
• Comprendere gli strumenti principali utilizzati nella costruzione e caratterizzazione di nanomateriali;
• Conoscere i principali modelli di adesione e migrazione cellulare;
• Comprendere i principi di base della microfluidica per sistemi cellulari
• Comprendere i principi di base dell’acquisizione e trattamento digitale delle immagini in ambito biologico
• Descrittore di Dublino 2: capacità di applicare conoscenza e comprensione:
• Capacità di applicare modelli computazionali cellulari per analizzare sistemi biologici;
• Capacità di definire le parti principali (e le loro interazioni) di un sistema biologico ingegnerizzato per realizzare una determinata funzione;
• Capacità di definire un protocollo sperimentale per la caratterizzazione di sistemi cellulari ingegnerizzati mediante nanomateriali
• Capacità di definire i requisiti di una piattaforma microfluidica da applicare per studiare un determinato sistema biologico.
• Capacità di definire i requisiti di una piattaforma per l’acquisizione e trattamento digitale delle immagini in ambito biologico

• Descrittore di Dublino 3:Autonomia di giudizio

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:

• Interpretare autonomamente studi scientifici interdisciplinari che coinvolgono l’utilizzo di modelli computazionali, parti biologiche sintetiche, nanomateriali, sistemi microfluidici, sistemi di acquisizione e trattamento di immagini biologiche. A tale obiettivo concorreranno sia le lezioni frontali, sia la discussione dei casi studio in aula.

• Descrittore di Dublino 4: Abilità comunicative

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:

• Comunicare in maniera sintetica ed efficace i risultati e metodi principali adottati in uno studio scientifico basato su approcci ingegneristici ai sistemi cellulari

• Descrittore di Dublino 5: Capacità di apprendere in modo autonomo

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di

• mantenersi aggiornato sulle tecnologie e i metodi della bioingegneria applicati ai sistemi cellulari; tale capacità sarà sviluppata attraverso la disamina di casi studio in aula, fornendo in tal modo allo studente la capacità di ricercare articoli scientifici ed estrarre le informazioni di interesse dalla letteratura scientifica.

1. Introduzione alla Systems e Synthetic Biology (SSB).
2. Modelli matematico-computazionali di sistemi biologici.
3. Strumenti e metodi per la modellistica, l’analisi e la simulazione di sistemi biologici. Introduzione ai software di simulazione e ai database per la SSB.
4. Synthetic biology: costruzione di sistemi mediante composizione di moduli; parti, metodi di composizione, meccanismi di regolazione in feedback, cascata, switch, oscillatori.
5. Analisi di modelli metabolici whole-genome. COBRA Toolbox.
6. Systems e synthetic biology: casi studio
7. Proprietà meccaniche dei materiali biologici.
8. Proprietà chimiche dei materiali e tecniche di funzionalizzazione.
9. Richiami di biologia cellulare.
10. Nanomateriali per crescita cellulare.
11. Cell material interaction. Modelli di adesione e migrazione cellulare alle nano-scale.
12. Modelli cellulari-in-vitro e in-vitro-tissue-engineering.
13. Microfluidica per sistemi cellulari. Principi base di microfluidica.
14. Tecniche di imaging e di analisi delle immagini per applicazioni biologiche.