PD:Disseny i Producció de Vacunes

Pla docent de l'assignatura

Tanca

Dades generals

Nom de l'assignatura: Disseny i Producció de Vacunes

Codi de l'assignatura: 569697

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Rosa Maria Pinto Sole

Departament: Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística

crèdits: 5

Programa únic: S

Hores estimades de dedicació

Hores totals 125

Activitats presencials i/o no presencials

40.5

- Teoria	Presencial	30
- Sortida de camp	Presencial	6
- Seminari	Presencial	4.5

Treball tutelat/dirigit

9.5

Aprenentatge autònom

Competències que es desenvolupen

Competencies bàsiques:

Adquirir coneixements i capacitat de comprensió i raonament que permetin aportar idees imaginatives, innovadores i aplicables en recerca.
Capacitat d’anàlisi de publicacions científiques així com de plasmar resultats en un format científic tant des d’una vessant oral com escrita.

Competencias específicas:

Coneixer tècniques d’immunologia (búsqueda i avaluació de potencials antigens, anàlisi de resposta immune) d’enginyeria genètica (clonatge i expressió de proteïnes en diferents sistemes recombinants procariotes i eucariotes) i biologia sintètitica (concepte d’esbiaix en l’ús de codons en els diferents organismes).
Saber aplicar els coneixements generals en la investigació, desenvolupament i innovació de noves formulacions vacunals.
Conèixer les aplicacions terapèutiques i profilàctiques d’actuació sobre el sistema immunitari, la capacitat de manipular la resposta immunitària en l’ésser humà i les aplicacions de models animals en grau experimental.
Conèixer les bases de la variabilitat d’epítops a virus, paràssits i bacteris per al disseny de vacunes d’ampli espectre.
Capacitat de disseny de nous fàrmacs amb aplicació a noves dianes terapèutiques: vacunes, teràpies amb anticossos i factors de creixement, teràpies amb citocines i d’altres immunomoduladors.
Capacitat d’aplicar el pensament crític, lògic i creatiu a la feina.
Capacitat de treballar en grup, de col•laborar amb altres investigadors i, alhora, capacitat de treballar de forma autònoma i amb iniciativa.
Capacitat de docència i divulgació dels seus coneixements al seu entorn social.
Capacitat d’interacció i transferència amb el seu entorn productiu.
Capacitat d’estar al dia en els coneixements exposats en l’àmbit de la comunitat científica internacional.
Respecte profund per l’ètica i la integritat intel·lectual.

Objectius d'aprenentatge

Referits a coneixements

Amb aquesta assignatura l’alumnat ha de conèixer i assimilar què és la resposta immunitària, els mecanismes moleculars implicats en aquest procés i les bases biològiques dels mecanismes per a la seva modulació. És a dir, haurà d’entendre com es regula la defensa contra les infeccions i com podem desenvolupar instruments terapèutics que modulin la resposta immunitària.

En un primer objectiu, l’alumnat haurà d’entendre les bases de la resposta immunitària, front a bacteris, virus i paràsits. Un cop assolit el primer objectiu estaran en situació d’estudiar les estratègies de disseny i producció de vacunes, tant contra bacteris, com contra virus i paràsits. Això implica ,alhora, conèixer els principals problemes en la obtenció de vacunes altament eficients i d’ampli espectre.També haurà de comprendre els conceptes de vacunes terapèutiques, com eines per el tractament de malalties. Serà important tenir cura del procés de disseny de vacunes i dels conceptes adjuvantació i dosificació.

En la mesura que sigui possible s’incorporarà̀ la perspectiva de gènere en el temari de l’assignatura.

Blocs temàtics

1. BLOC 1 Bases de la resposta immunitaria

*

Tema 1. Requeriments per a la inducció de la Immunitat. Concepte de vacuna. Rutes d’entrada/infecció. Mecanismes de patogènesi. Característiques i localització de les cèl·lules presentadores d’antigen (APC). El MHC i la immunogenicitat. Direccionament de la resposta immunitària per les APC.

Tema 2. Resposta immunitària en front de bacteris: Resposta innata i específica contra bacteris extracel·lulars. Resposta innata i específica contra bacteris intracel·lulars. Mecanismes d’evasió.

Tema 3. Resposta immunitària en front de virus, Resposta innata i específica contra virus Mecanismes d’evasió.

Tema 4. Resposta immunitària en front de fongs, paràsits i altres agents patògens: Resposta innata i específica contra fongs. Resposta innata i específica contra protozous. Resposta innata i específica contra helmints. Mecanismes d’evasió de la resposta immunitària.

2. BLOC 2 Disseny de vacunes

*

Tema 5. Identificació i anàlisi dels antígens vacunals. La biologia molecular en el desenvolupament de les vacunes. Identificació i clonatge d’antígens. Caracterització d’antígens vacunals: epitops de limfòcits B i epitops de limfòcits T. Sistemes de Presentació d’antigen, Immunomoduladors i Respostes Immunitàries a les vacunes. Criteris en la selecció del sistema de presentació d’antigen i immunomoduladors en el disseny de vacunes. Mecanismes efectors requerits i induïts per les vacunes. Mecanismes immunitaris bàsics modulats pels sistemes d’alliberament d’antigen i els inmunomoduladores.

Tema 6. Estratègies en el disseny de vacunes. Vacunes vives-atenuades, inactives, per subunitats, per organismes recombinants, vacunes de DNA, vacunes basades en cèl·lules. Sistemes d’alliberament d’antigen. Vies d’administració. Particulat en les respostes vacunals. Formulacions de vacunes que combinen sistemes d’alliberament d’antigen i immunomodulació. Disseny de vacunes en poblacions amb immunocompetència variable: infància, vellesa, individus immunodeprimits. Vacunes contra Al·lèrgies, Vacunes en la prevenció de la Autoimmunitat, Vacunes contra el Càncer, Vacunes per a la regulació de la Fertilitat.Farmacopea europea en el desenvolupament de vacunes.

3. BLOC 3 Vacunes

* Tema 7.- Vacunes contra bactèries I. Vacuna contra el còlera (Vibrio cholerae): de la vacuna inactivada injectada a les noves vacunes atenuades orals. Vacuna contra la tos ferina (Bordetella pertussis): la vacuna tradicional de cèl•lules senceres inactivades en front de les noves vacunes acel•lulars basades en diferents combinacions antigèniques. Vacuna contra la pesta bubònica (Yersinia pestis): nous desenvolupaments davant potencials brots per bioterrorisme. Vacuna atenuada de la tuberculosi (Mycobacterium tuberculosis). Vacuna de l’antrax (Bacillus anthracis): atenuada i noves aproximacions acel•lulars.

Tema 8.- Vacunes contra bactèries II. Vacunes de polisacàrids. Avaluació del cost i l’efectivitat de les vacunes de polisacàrids. Eficàcia de les vacunes conjugades en la millora de les vacunes de polisacàrids capsulars. Vacuna contra Haemophilus influenzae. Vacunes pneumococals: Streptococcus pneumoniae. Vacunes contra meningococos: Neisseria meningitidis, grups A, B, C, Y i W135. Vacuna contra la febre tifoide (Salmonella typhi): de les vacunes inactivades a les acel•lulars basades en el polisacàrid Vi.

Tema 9.- Vacunes contra bactèries III. Els toxoides bacterians. L’ús dels toxoides en vacunes combinades i conjugades. Vacuna contra la difteria (Corynebacterium diphtheriae). Vacuna contra el tètanus (Clostridium tetani). Toxoides pentavalents pel botulisme (Clostridium botulinum).

Tema 10.- Vacunes víriques clàssiques: atenuades vs inactivades. Concepte i obtenció de mutants atenuats. Vacuna de la verola. Vacuna de la poliomielitis: Sabin vs Salk. Altres vacunes clàssiques.

4. BLOC 3 Vacunes (continuació)

* Tema 11.- Vacunes víriques inactivades recombinants. Concepte d’epítop discontinu i partícules virus-like (VLP). VLPs a Saccharomyces: vacuna de l’hepatitis B. VLPs a cèl.lules d’insecte mitjançant l’ús dels baculovirus recombinants: vacuna per rotavirus. Vectors atenuats vírics per a l’expressió de proteïnes víriques: vacuna de la ràbia animal a virus vaccinia.

Tema 12.-Vacunes mRNA: vacunes pel SARS-CoV-2. Avantages i inconvenients.

Tema 13.- Problemàtica per a la obtenció de vacunes víriques d’ampli espectre. Variabilitat vírica i espectre de mutants: mutacions puntuals, recombinació i reassociació de fragments. Virus RNA mutants amb polimerases atenuades i vacunes. Biologia Sintètica i vacunes.

Tema 14.- Vacunes contra paràsits. Complexitat biològica i estructural dels organismes paràsits: la seva repercussió en el desenvolupament i eficàcia de les vacunes. Alguns objectius pel desenvolupament de vacunes parasitàries: paludisme, leishmaniosis, esquistosomosis, idatidosis.

5. BLOC 4 Anticossos

* Tema 15. Obtenció d‘anticossos. Anticossos policlonals i monoespecífics. Fragments. Anticossos monoclonals. Estratègies de síntesi d’anticossos. Enginyeria d’anticossos: Manipulació dels anticossos: Domini variable i domini constant. Construcció i ús dels repertoris dels gens dels anticossos, maduració de l’afinitat. Humanització dels anticossos monoclonals: mesura de l’afinitat. Manipulació del domini immunoglobulina: Formes dimèriques i multimèriques. Genoteques combinatorials en fags i síntesi de fragments variables per PCR. Construccions per a la síntesi d’ anticossos modulars.

Tema 16. Aplicacions dels anticossos en teràpia i diagnòstic. Immunotoxines, trasplantaments, portadors de drogues. Aplicacions en oncologia i inflamació crònica. Immunodiagnòstic i immunoassaigs. Aplicacions dels anticossos a nivell químic-farmacèutic a nivell industrial. Anticossos immobilitzats amb activitat enzimàtica: abzimes.

Metodologia i activitats formatives

Classes teòriques
Es faran 30 hores de classes teòriques. Es plantejarà als alumnes treballar de forma activa i continuada. Això vol dir que, en alguns blocs temàtics, els alumnes hauran de treballar abans de la classe presencial perquè així aquesta sigui més participativa. Aquesta feina prèvia consistirà en lectures de treballs, revisions o capítols de llibre i en intentar resoldre preguntes o qüestions per després discutir-les a classe.

Ensenyament pràctic

En aquest apartat hi posem la feina presencial relacionada amb el treball que els estudiants hauran de fer en grup.

Sortida de visita a les instal·lacions de l’empresa Laboratoris HIPRA de producció de vacunes (Amer, Girona) 6 h.

Sessió de les presentacions orals dels treballs realitzats. El temps real de la sessió dependrà del número total d’estudiants. 4,5 h.

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

Criteris d’avaluació

L’avaluació de l’assignatura es farà segons un procés d’avaluació continuada que inclourà un seguiment dels alumnes per a l’obtenció d’una nota global. L’assignatura s’avaluarà amb un màxim de 10 punts.

Procediments de l’avaluació

El màxim de 10 punts es podrà obtenir a partir dels següents percentatges:

1.- Assistència (classes, treballs, tutories) 20%

2.- Presentació oral del treball en grup: 25%

3.- Fer un exàmen oral al professor: 15%. Els alumnes hauran de preparar preguntes, d’acord amb el temari, per a fer al professor a fi d’establir una taula rodona d’intervencions.

3 - Prova escrita basada en un formulari de qüestions : 35%. (Aquest document (en pdf), haurà de ser tramès al Campus Virtual de l’assignatura en el termini establert.

4 - Participació en visites d’experts: 5%