Microbiologia (Farmacia)

Conoscere la struttura e le caratteristiche fisiologiche dei microrganismi patogeni e opportunisti (batteri, virus e miceti); comprendere i processi della ricombinazione genica nei batteri; conoscere i meccanismi di patogenesi delle principali malattie ad eziologia microbica e i sistemi di difesa messi in atto dall'ospite; evidenziare le nozioni di base sulla terapia delle malattie a eziologia batterica, micotica e virale con particolare attenzione alle principali famiglie dei farmaci antimicrobici.

Content and objectives. Why study microbiology? Microbiology is a branch of the biological sciences which is concerned with the study of microorganisms, in particular bacteria, viruses and fungi. Because microorganisms play diverse roles in the world and in medical practice, microbiology is an exciting and critical discipline of study: it provides many challenges and offers many rewards. Microorganisms are the simplest of living things, permitting ready study of life processes. The study of microorganisms has led to many important discoveries concerning the mechanisms of the expression of the genetic code; the mechanism of antigen-antibody reactions and cellular immunity; the process of molecular and cellular differentiation,etc.

The purpose of this course is to offer comprehensive training in the biology of pathogenic microorganisms (bacteria, viruses, fungi), antimicrobial drugs and their use, host response against infectious microorganisms, vaccines and sera and recombinant DNA technology, providing basic training in medical microbiology to promote the correct and appropriate management of infectious diseases.

Alla fine del corso gli studenti dovrebbero essere in grado di comprendere che la conoscenza del mondo microbico è importante da un lato per salvaguardare l'equilibrio ecologico dell'ambiente e dall'altro per attuare il giusto controllo delle malattie infettive

At the end of the course students should be able to understand the importance of microbial world to protect the ecological balance of the environment and to implement the right control of infectious diseases

Programma didattico 2013-2014

Concetti generali della microbiologia

Microrganismi Procarioti ed Eucarioti. Classificazione dei microrganismi

I Batteri 

        Struttura della cellula batterica, morfologia e dimensioni

        Strutture fondamentali e strutture facoltative

            Corpo nucleoide e cromosoma batterico

            Citoplasma, ribosomi ed inclusioni

            Plasmidi ed episomi

            Membrana cellulare: struttura e funzioni

            Meccanismi di diffusione e trasporto (diffusione passiva, facilitata, trasporto attivo)

            Mesosomi, PBPs

            Parete cellulare Gram positivi e Gram negativi

            Sintesi parete cellulare

           Capsula, strato mucoso, glicocalice, biofilm

           Organi di movimento (flagelli) e di adesione (pili e fimbrie)

      Coltivazione dei microrganismi

           Esigenze nutrizionali ed ambientali

           Eterotrofia, autotrofia, paratrofia

           Batteri aerobi e anaerobi

          Temperatura, umidità, pH, pressione osmotica

          Terreni colturali per batteri e miceti

Differenziamento reale e temporaneo

          Duplicazione del DNA batterico: sistema teta e sigma (rolling circle)

          Divisione cellulare

          Crescita batterica

          Metodi per la determinazione del titolo microbico (UFC). Curva di crescita

          Pleiomorfismo

          Sporulazione e germinazione della spora

          Produzione di enzimi (Beta-galattosidasi; Beta-lattamasi)

Genetica dei microrganismi

         Fenotipo e genotipo

         Variabilità genetica: mutazioni e ricombinazione

         Agenti mutageni

         Replica plating

         Ricombinazione genetica: trasformazione, coniugazione, trasduzione (generalizzata, specializzata, abortiva)

         Conversione fagica (lisogenica)

I miceti

        Morfologia, nutrizione e riproduzione - I lieviti e le muffe

        Le micotossine

        Le micosi

        Aspergilli, penicilli, dermatofiti

I virus

        Struttura e composizione della particella virale

        Fasi del ciclo moltiplicativo

               Adsorbimento, penetrazione, sintesi macromolecolari, replicazione, assemblaggio e liberazione

               Batteriofagi, ciclo litico e lisogeno

               Coltivazione dei virus

Infezioni ed immunità

        Le difese dell'organismo nei confronti delle infezioni

               Antigeni ed anticorpi

               Linfociti B e T e citochine

        Vaccini e sieri

Azione patogena dei microrganismi

Agenti microbici (principali batteri, miceti e virus agenti di patologie nell’uomo)

I probiotici

Agenti chimici e fisici ad attività antimicrobica

        Metodi di sterilizzazione

        Disinfettanti, antisettici e conservanti

Trattamenti antimicrobici

        Antibiotici e chemioterapici antibatterici, antifungini e antivirali

        I bersagli dell'azione antimicrobica ed antivirale

        La resistenza agli antimicrobici

Microbiologia applicata

        Controllo microbiologico dei prodotti medicinali

                 Controllo di sterilità dei prodotti farmaceutici

                 Saggio dei pirogeni

        Titolazione degli antibiotici

        Saggio della Vit. B12

Parte pratica (laboratori ed esercitazioni)

Osservazione colture batteriche e fungine

Microscopio ottico, colorazione di Gram per batteri, preparati fungini

Valutazione attività antimicrobica dei chemioantibiotici (MIC, MBC, antibiogramma)

Program 2013-2014

Scope of microbiology and the microbes

Fields of microbiology: bacteriology, virology, mycology, parasitology, immunology, chemotherapy, genetics and molecular biology

Characteristics of Prokaryotic and Eukaryotic cells

Bacteria: size, shape, arrangement

Bacterial internal structures: cytoplasm, nuclear region, ribosomes, inclusions, the cell membrane (mesosomes and PBPs), the cell wall

Bacterial external structures: capsula, flagella, pili

The movement by substances across membranes: simple and facilitated diffusion, osmosis, active transport

Bacterial differentiation: cell division, phases of growth, sporulation process, pleiomorfism

Growth and culturing of bacteria and fungi. Factors affecting microbial growth: pH, temperature, oxygen, moisture, osmotic pressure. Nutritional factors: autotrophism, eterotrophism, paratrophism. Culture media.

Overview of genetic processes. DNA replication (sigma and teta mechanisms), mutations. Replica plating assay. The types and significance of gene transfer: transformation, conjugation, transduction. Plasmids, transposons, genetic recombination

Viruses. General characteristics. Components, size and shape. Bacteriophages. Viral replication. Culturing of animal viruses.

Fungi. Characteristics, replication, classification and the importance of clinical fungi. Yeasts and moulds. Dermatophytes, penicillia, aspergillus.

Sterilization and disinfection

Probiotics

Antimicrobial therapy. General properties of antimicrobial agents. Modes of action. Antibiotic resistance mechanisms. Major classes of antibiotics, classification, most common side effects of every type.

Classification of bacteria and viruses. Main pathogen species.

Immunology and immunity. Characteristics of the immune system. Properties of antigens and antibodies. Primary and secondary responses. Active and passive immunization. Vaccines and sera.

Applied microbiology. Microbiological control of pharmaceutical products: assessment of sterility, toxicity, bacterial endotoxins (pyrogens)

Microbiological titration of antibiotics and vitamins (i.e.B12).

Laboratory practice

Correctly focusing the microscope. Proper handling and cleaning of the microscope

Properly preparing slides for microbiological examination (Gram stains and fungal wet-mounts)

Using appropriate microbiological media including isolating colonies and using biochemical test media

Spreading correctly diluted samples for counting

Determining microbial sensitivities to antimicrobial agents: the disk diffusion method, the dilution methods (MIC, MBC)

Using standard microbiology laboratory equipment, including incubators and sterilizing instruments

Laboratorio pratico

Laboratory practice

Requisiti: per una valida preparazione in campo microbiologico è fondamentale una conoscenza dei principî fondamentali della biologia generale e, possibilmente, della chimica, della biochimica e dell’immunologia.

Prerequisites: acknowledge of the fundamental principles of general biology, chemistry and biochemistry, anatomy, immunology.