DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGÍA AREA DE INMUNOLOGÍA UNIVERSIDAD DE ALICANTE

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1 DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGÍA AREA DE INMUNOLOGÍA UNIVERSIDAD DE ALICANTE ASIGNATURA: INMUNOLOGÍA APLICADA 5º CURSO DE LA LICENCIATURA EN BIOLOGÍA. PLAN CURSO PROFESORADO: - José Miguel Sempere Ortells. Profesor Titular de Universidad. Responsable del Area de Inmunología. - Mari Luz De La Sen Fernández. Profesora Asociada. - Francisco Manuel Marco De La Calle. Profesor Asociado - Begoña Vázquez Araujo. Profesora Asociada

2 EVALUACIÓN: La asignatura se imparte en el primer cuatrimestre de curso. Para aprobar la asignatura, el alumno dispondrá de dos posibilidades por curso, elegidas por él entre dos convocatorias posibles, habitualmente los meses de Febrero y Julio (recuperación). - De los contenidos teóricos: Se realizará habitualmente mediante examen escrito. El examen contendrá de 40 a 45 preguntas tipo test de respuesta múltiple (PEM), y de 1 a 4 preguntas de redacción abierta cortas (PRAC). La valoración de las preguntas de tipo test será de 1 punto por cada pregunta correcta, de 0.25 puntos negativos por cada respuesta incorrecta y de 0 puntos por cada pregunta no contestada. El 50% de la valoración del examen corresponderá a las preguntas tipo test y el 50% restante a las preguntas cortas. La nota mínima para aprobar la asignatura será de un 5, para una puntuación final de 10, siendo imprescindible tener tambien aprobada la parte práctica. En aquellos casos que así lo soliciten y previo acuerdo con el Profesor, el examen podrá ser oral, en vez de escrito. - De los contenidos prácticos: A la hora de evaluar las prácticas se tendrán en cuenta los siguientes aspectos: o Asistencia, que comprende la asiduidad y la puntualidad, no pudiendo faltar o llegar tarde a más de una práctica sin el justificante pertinente. o Interés demostrado durante las mismas. o Conocimientos adquiridos. Para evaluar este punto concreto, el Profesor podrá realizar un examen práctico al final del periodo de prácticas, cuyos contenidos serán los objetivos de las mismas. Como alternativa, se podrán incluir en el examen de teoría escrito, ya sea como PEM o como PRAC, varias preguntas relacionadas con las técnicas y/o temas desarrollados durante las prácticas de la asignatura. El profesor responsable del Area de conocimiento de Inmunología y en consecuencia de la asignatura, es José Miguel Sempere Ortells (Médico, Inmunólogo MIR y Profesor Titular de Universidad). La asignatura será también impartida por los Profesores Mari

3 Luz de La Sen Fernández (Médico, Inmunólogo MIR y Prof. Asociado), Francisco Marco de La Calle (Médico, Inmunólogo MIR y Prof. Asociado) y Begoña Vázquez Araujo (Biólogo, Inmunólogo BIR y Prof. Asociado). Los cuatro profesores son miembros del Departamento de Biotecnología de la Universidad de Alicante. Programa de la asignatura de INMUNOLOGÍA APLICADA Con este programa perseguimos que el alumno, al final del mismo, sea capaz de conocer y entender la relación de la Inmunología con otras disciplinas, y las múltiples aplicaciones que de ella se pueden hacer. El alumno deberá iniciarse en el manejo de aparatos sofisticados, como es el citómetro de flujo, deberá entender el fundamento de las principales técnicas que se manejan en un Laboratorio de Inmunología, y deberá dominar especialmente aquellas que más puede usar en un futuro, como es el caso del ELISA. De nuevo, y como se trata de formar a Biólogos, procuraremos insistir de un modo especial en aquellos aspectos de la Biología Celular y molecular del sistema inmune que conllevan una cierta complejidad. A continuación pasamos a describir cada uno de los quince temas de teoría: 1. Bases fisiopatológicas de la Inflamación. Fármacos antinflamatorios. 2. Inmunidad frente a infecciones: bacterias, virus, hongos, parásitos 3. Bases fisiopatológicas de la autoinmunidad 4. Alteraciones de la respuesta inmune: reacciones de hipersensibilidad 5. Inmunología de los transplantes. Fármacos inmunosupresores. 6. Alteraciones de la respuesta inmune: inmunodeficiencias primarias y secundarias 7. Inmunología tumoral y neoplasias del sistema inmune. 8. Inmunoterapia 9. Inmunología de la reproducción 10. Inmunología del envejecimiento 11. Cultivos celulares. Ensayos de función linfocitaria 12. Técnicas de detección de antígenos y anticuerpos

4 13. Estudios funcionales de células fagocíticas. 14. Técnicas de evaluación de la actividad del complemento. 15. Introducción a la citometría de Flujo A continuación pasaremos a describir cada uno de ellos, incidiendo tanto en los contenidos puntuales, como en los objetivos a alcanzar y en las actividades a realizar por el alumno.

5 TEMA I.- Bases fisiopatológicas de la Inflamación. Fármacos antiinflamatorios. CONTENIDOS 1) Concepto fisiopatológico de la inflamación. 2) Características básicas de la inflamación. 3) Células de la inflamación. 4) Mediadores moleculares de la inflamación 5) Movimientos celulares. Quimiotaxis. 6) Papel de las moléculas de adhesión leucocitarias en la inflamación. 7) Tipos de respuesta inflamatoria (RI). Mecanismos de amplificación. 8) Sistemas de control de la respuesta inflamatoria. 9) Fármacos antinflamatorios: Grupos principales y mecanismos de acción. OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema, el alumno será capaz de: Conocer los distintos elementos que participan en el proceso inflamatorio, y su interacción. Definir los signos elementales de un tejido inflamado. Describir las etapas básicas de la migración celular desde la sangre al tejido inflamado. Distinguir entre mediadores moleculares primarios y secundarios. Conocer las principales moléculas inflamatorias sintetizadas y/o secretadas por linfocitos, macrófagos, células endoteliales, eosinófilos, basófilos y plaquetas, y su función en los distintos tipos de RI. Conocer los principales mecanismos de amplificación: Complemento, Coagulación, Fibrinolisis, Kininas, Proteínas de fase aguda, proteínas de shock térmico, metaloproteinasas. Conocer los principales mecanismos de acción de los sistemas de control de la inflamación. Conocer como actúan los fármacos antinflamatorios en general. ACTIVIDADES. 1) Elaborar una tabla que refleje los distintos tipos de células que intervienen en la inflamación, y los mediadores moleculares que sintetizan cada una de ellas.

6 TEMA II.- Inmunidad frente a infecciones: bacterias, virus, hongos y parásitos CONTENIDOS 1) Barreras naturales contra la infección. 2) Componentes de la Inmunidad Natural y de la Inmunidad Específica. 3) Inmunidad frente a bacterias extracelulares. 4) Inmunidad frente a bacterias intracelulares. 5) Superantígenos bacterianos. 6) Inmunidad frente a virus. 7) Inmunidad frente a hongos. 8) Inmunidad frente a parásitos extra e intracelulares. OBJETIVOS: Al finalizar la exposición de este tema, el alumno deberá ser capaz de: Rememorar los conceptos de inmunidad innata e inmunidad adquirida, así como las características diferenciales de ambos tipos de inmunidad. Rememorar los principales tipos de linfocitos T helper y T citotóxicos, de acuerdo con su patrón de citocinas. Conocer los principales componentes que participan en la respuesta inmune frente a distintos agentes patógenos, sus mecanismos de acción y la interacción de los mismos en el desarrollo de cada respuesta concreta. ACTIVIDADES 1) Dibujar los distintos tipos de linfocitos T helper, de acuerdo a su patrón de citocinas. 2) Elaborar un esquema o dibujo que refleje los principales mecanismos de acción de los componentes celulares y moleculares que intervienen en la respuesta inmune frente a virus, hongos, bacterias y parásitos intracelulares, bacterias y parásitos extracelulares.

7 TEMA III: Bases fisiopatológicas de la autoinmunidad CONTENIDOS 1) Concepto de tolerancia desde sus orígenes históricos. 2) Tolerancia frente a antígenos propios y frente a antígenos extraños. 3) Principales teorías para explicar la tolerancia frente a los antígenos propios. 4) Tolerancia frente a antígenos extraños, como medida terapéutica. 5) Anticuerpos naturales. Autoanticuerpos naturales y autoanticuerpos patológicos. 6) Autoinmunidad y enfermedad autoinmune. 7) Principales mecanismos de autoinmunidad, responsables de enfermedad. OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema, el alumno deberá ser capaz de: Entender porque el sistema inmune respeta a los antígenos propios. Conocer las principales teorías Definir y comprender el concepto de autoinmunidad, autoanticuerpo y autoantígeno. Entender el concepto de autoinmunidad fisiológica y autoanticuerpos naturales. Conocer los principales mecanismos que ponen en marcha y mantienen la ruptura de la tolerancia frente a lo propio, dando lugar a la aparición de enfermedades autoinmunes. ACTIVIDADES 1) Representar en una tabla las principales enfermedades autoinmunes órganoespecíficas, con sus autoanticuerpos característicos.

8 TEMA IV.- Alteraciones de la respuesta inmune: Reacciones de hipersensibilidad CONTENIDOS 1) Concepto de Reacción de Hipersensibilidad 2) Clasificación clásica de Coombs y Gell. 3) Mecanismos de lesión en la reacción de hipersensibilidad de tipo I 4) Mecanismos de lesión en la reacción de hipersensibilidad de tipo II 5) Mecanismos de lesión en la reacción de hipersensibilidad de tipo III 6) Mecanismos de lesión en la reacción de hipersensibilidad de tipo IV 7) Clasificación: a) mecanismos humorales. b) mecanismos celulares. c) mecanismos combinados 8) Ejemplos de enfermedades autoinmunes no órgano-específicas y específicas. 9) Diagnóstico de las enfermedades autoinmunes. OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema, el alumno deberá ser capaz de: Conocer las principales enfermedades autoinmunes específicas de órgano. Conocer las principales enfermedades autoinmunes no órgano-específicas. Entender la importancia de las principales técnicas de detección de algunos autoanticuerpos, en el diagnóstico y a veces pronóstico de las enfermedades autoinmunes. ACTIVIDADES 1) Representar en una tabla las principales enfermedades autoinmunes órgano-específicas, con sus autoanticuerpos característicos

9 TEMA V.- Inmunología de los transplantes. Fármacos inmunosupresores. CONTENIDO 1) Bases moleculares del reconocimiento alogénico. 2) Bases celulares del reconocimiento alogénico. 3) Mecanismos efectores del rechazo de aloinjertos. 4) Transplante de órganos. 1) Transplante de médula ósea. 2) Enfermedad del injerto frente al huesped. 3) Terapias más utilizadas para evitar el rechazo: fármacos inmunosupresores OBJETIVOS Al finalizar la exposición de este tema, el alumno deberá ser capaz de: Definir las diferencias entre isoinjerto, aloinjerto, xenoinjerto. Conocer los principales mecanismos por los que un aloinjerto puede ser rechazado. Conocer los fundamentos principales del transplante de órganos. Principales soluciones utilizadas en la conservación de órganos para transplante. Saber cuando está indicado un transplante de médula ósea. Conocer los principales grupos de fármacos inmunosupresores. Entender el fundamento de la terapia inmunosupresora en la evitación del rechazo de los transplantes. ACTIVIDADES 1) Representar mediante un dibujo o esquema, los principales mecanismos efectores del rechazo de aloinjertos.

10 TEMA VI.- Alteraciones de la respuesta inmune: Inmunodeficiencias primarias y secundarias. CONTENIDOS 1) Concepto de Inmunodeficiencia 2) Clasificación: Inmunodeficiencias primarias y secundarias. 3) Inmunodeficiencias primarias: Tipos. - Déficit predominante de anticuerpos - Combinadas - Otros síndromes de Inmunodeficiencia bien definidos - Déficits del sistema del complemento - Defectos congénitos del número y/o función de las células fagocíticas - Otras inmunodeficiencias primarias 4) Inmunodeficiencias secundarias o asociadas a otras enfermedades. Generalidades de la infección VIH. OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema, el alumno deberá ser capaz de: Conocer los principales tipos de inmunodeficiencias primarias. Entender los mecanismos generales responsables de las inmunodeficiencias primarias. Conocer los principales tipos de inmunodeficiencias secundarias. Describir el VIH. Entender como actúa el VIH sobre el sistema inmune. Conocer los principales mecanismos de la infección VIH. Entender la diferencia entre infección VIH y SIDA. Conocer los principales medios diagnósticos de la infección VIH, y las principales terapias utilizadas. ACTIVIDADES 1) El alumno deberá realizar un dibujo del VIH, en el que se señalen sus principales antígenos

11 TEMA VII.- Inmunología tumoral y neoplasias del sistema inmune. CONTENIDOS: 4) Antígenos tumorales. 5) Mecanismos efectores de la inmunología antitumoral. 6) Mecanismos de evasión de los tumores. 7) Clasificación de las principales neoplasias del sistema inmune. 5) Características inmunitarias de las neoplasias del sistema inmune. 6) Técnicas diagnósticas más utilizadas. Drogas citotóxicas. OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema, el alumno deberá ser capaz de: Entender el concepto de inmunovigilancia. Enumerar las propiedades comunes de las células tumorales. Conocer los mecanismos de escape tumoral relacionados con el propio tumor y con el huesped. Conocer las principales neoplasias del sistema inmune y su diagnóstico inmunológico, así como las terapias más utilizadas. ACTIVIDADES. 1) Elaborar un diagrama con los mecanismos de escape tumoral. 2) Enumerar las principales citocinas con efecto antitumoral.

12 TEMA VIII.- Inmunoterapia. CONTENIDOS 1) Conceptos de Inmunización activa y pasiva. 2) Tipos de inmunoterapia antitumoral más utilizados en la clínica. 3) Papel de la inmunoterapia en los procesos alérgicos: vacunas hiposensibilizantes. 4) Tipos de vacunas biológicas utilizados en la clínica. 5) Uso de la gammaglobulina intravenosa en la clínica OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema el alumno deberá ser capaz de: Conocer la utilidad de la inmunoterapia en el tratamiento de algunos tumores. Conocer el concepto de hipo/desensibilización frente a un alergeno, en un paciente previamente alérgico al mismo. Conocer los fundamentos de elaboración de una vacuna desensibilizante a partir de un extracto alergénico. Entender los fundamentos de la inmunización activa (vacunas) y pasiva (gammaglobulina). Cómo y cuando emplear una u otra. Conocer los tipos de vacunas biológicas más empleadas. Saber que enfermedades son susceptibles de tratamiento con gammaglobulina intravenosa. ACTIVIDADES: 1) El alumno deberá confeccionar un esquema lo más sencillo posible, que incluya todos los pasos necesarios en la elaboración de una vacuna a partir de un extracto alergénico.

13 TEMA IX.- Inmunología de la reproducción. CONTENIDOS. 1) Desarrollo del sistema inmune fetal 2) Tolerancia materno-fetal 3) Papel inmunológico de la placenta 4) Infertilidad de origen inmune OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema el alumno deberá ser capaz de: Conocer el origen y desarrollo de las células del sistema inmune fetal. Entender los mecanismos por los que el feto, pese al haplotipo paterno, no es rechazado por el sistema inmune materno. Conocer las alteraciones inmunológicas que pueden ser causa de infertilidad femenina y/o masculina. ACTIVIDADES. 1) El alumno deberá realizar un dibujo donde quede de manifiesto la relación madre/hijo durante el embarazo, así como el papel de la placenta en la evitación del rechazo.

14 TEMA X.- Inmunología del envejecimiento CONTENIDO 1) Definición de Inmunosenescencia 2) Cambios de la Inmunidad Natural con el envejecimiento 3) Cambios de la Inmunidad Adaptativa con el envejecimiento 4) Cambios en la Inmunidad de las mucosas con el envejecimiento 5) Cambios en la reactividad alérgica con el envejecimiento OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema, el alumno deberá ser capaz de: Conocer las modificaciones cuantitativas o funcionales que conlleva el envejecimiento, en las células dendríticas, macrófagos, células NK y complemento. Conocer las modificaciones cuantitativas o funcionales que conlleva el envejecimiento, en el timo, en los linfocitos T, en los linfocitos B y en las inmunoglobulinas. Conocer las modificaciones cuantitativas o funcionales que conlleva el envejecimiento, en la red del sistema inmune de las mucosas. Conocer las modificaciones cuantitativas o funcionales que conlleva el envejecimiento, en la reactividad alérgica. ACTIVIDADES. 1) El alumno deberá realizar una tabla en la que figuren los cambios de la inmunidad celular con el envejecimiento, por orden de trascendencia clínica.

15 TEMA XI.- Cultivos celulares. Ensayos de función linfocitaria. CONTENIDOS 1) Terminología: explante, cultivo primario, línea celular, línea celular establecida, clon. 2) Ventajas e inconvenientes de los cultivos celulares. 3) Requerimientos físicos y químicos de las células durante el cultivo. 4) Requerimientos nutricionales y de crecimiento de las células durante el cultivo. 5) Medios de cultivo. Suplementos. Medios libres de suero. Material de cultivos. 6) Técnicas de esterilidad. Cabinas de flujo laminar. 7) Contaminación orgánica y microbiana.uso de antibióticos. 8) Medida del crecimiento y de la viabilidad. 9) Maduración, activación, diferenciación y transformación de células mononucleares de sangre periférica, en cultivo. Ensayos funcionales linfocitarios. OBJETIVOS. Al finalizar el tema, el alumno deberá: Conocer la composición de los principales medios de cultivo y sus suplementos. Entender la importancia de mantener las condiciones fisico-químicas y la esterilidad adecuadas. Conocer los distintos tipos de cultivos y las características de las células normales y transformadas en cultivo Conocer las aplicaciones de los cultivos celulares en el estudio de la fisiología del S. Inmune. ACTIVIDADES 1) Enumerar y explicar el por qué de los reactivos necesarios para realizar un cultivo de células. 2) Representar mediante un dibujo el funcionamiento de una cabina de flujo laminar.

16 TEMA XII.- Tecnicas de deteccion de antigenos y anticuerpos. CONTENIDOS. 1) Nefelometría de punto final y cinética. 2) Inmunoprecipitación. Inmunodifusión radial y doble 3) Inmunoelectroforesis, contrainmunoelectroforesis e inmunofijación. 4) Inmunoblotting 5) Cromatografía de afinidad. Proteína A. Proteína G. 6) Complemento hemolítico total. CH50/CH100. 7) Técnicas serológicas de histocompatibilidad. Tipaje. 8) Inmunofluorescencia e inmunohistoquímica. Microscopía de fluorescencia. 9) RIA y ELISA OBJETIVOS. Al finalizar la exposición de este tema el alumno deberá ser capaz de: Conocer los fundamentos de las principales técnicas utilizadas en Inmunología para detectar antígenos y/o anticuerpos. Dominar los fundamentos de los diferentes tipos de ELISA Saber cuantificar una proteína (antígeno o anticuerpo) por ELISA. ACTIVIDADES. 1) El alumno deberá ser capaz de reflejar mediante un esquema o dibujo, las técnicas de inmunodifusión doble y radial, nefelometría y electroinmunotransferencia (inmunoblotting). 2) El alumno deberá ser capaz de reflejar mediante un esquema o dibujo, los diferentes tipos de ELISA.

17 TEMAS XIII y XIV.- Estudios funcionales de células fagocíticas. Técnicas de evaluación de la actividad del Complemento. CONTENIDOS 1) Aislamiento, manipulación y activación in vitro. 2) Quimiotaxis. 3) Ensayos de fagocitosis y actividad microbicida 4) Análisis de la formación de intermediarios reactivos del oxígeno e intermediarios reactivos del nitrógeno. 5) Degranulación de mastocitos y basófilos y determinación de mediadores liberados. 6) Métodos de evaluación de la actividad del Complemento. Vía clásica (CH50). Vía alternativa (AH50). OBJETIVOS Al finalizar la exposición de este tema el alumno deberá ser capaz de: Conocer cómo se evalúa la actividad funcional de los fagocitos mono y polimorfonucleares y las consecuencias de su disfunción. Conocer las técnicas de estudio de mastocitos y basófilos y sus aplicaciones. Conocer las técnicas de evaluación de la actividad del complemento ACTIVIDADES 1) Representar mediante un dibujo, los principales mediadores liberados durante la respuesta alérgica. 2) Representar mediante un esquema la cascada del complemento, partiendo de las dos vías: clásica y alterna.

18 TEMAS XV.- Introducción a la Citometría de Flujo. CONTENIDOS 1) Sistemas de fluidos 2) Sistemas electrónicos. 3) Fluorocromos. 4) Láseres. 5) Sistemas ópticos. 6) Sistemas informáticos. 7) Aplicaciones de la citometría de flujo. OBJETIVOS Al finalizar la exposición de este tema el alumno deberá ser capaz de: Conocer el fundamento ( para qué sirve?) de un citómetro de flujo y de sus distintos componentes. Conocer el fundamento de la inmunofluorescencia aplicada a la citometría Saber qué posibles aplicaciones tiene la citometría de flujo. ACTIVIDADES 1) Desarrollar un dibujo en el que se representen los principales componentes de un citómetro de flujo, y la interacción entre ellos.

19 Prácticas de la asignatura de INMUNOLOGÍA APLICADA 1.- Inmunofluorescencia Indirecta (IFI) en células HEp-2 y triple bloque. 2.- Evaluación funcional del sistema del complemento. Test del AH Inmunodifusión doble y radial. 4.- Tipaje HLA. Test de microcitotoxicidad y complemento. 5.- Determinación del fenotipo de las poblaciones linfocitarias por citometría de flujo. 6.- Determinación de antígenos y anticuerpos por ELISA. 7.- Seminario.

20 BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA 1.- Inmunología celular y molecular Autores: Abbas y Lichtman 5ª Edición ISBN: Editorial: Elsevier España SA 2.- Immunobiology. The immune system in health and disease. Autores: Janeway, Travers, Walport y Shlomchik 6ª Edición ISBN: Editorial: Churchill Livingstone 3.- Inmunology Autores: Goldsby, Kindt, Osborne y Kuby 5ª Edición ISBN: Editorial: McGraw Hill 4.- Introducción a la Inmunología Humana. Autores: Fainboim y Jennifer 5ª Edición ISBN: Editorial Médica Panamericana 5.- Manual of Clinical Laboratory Immunology Autores: Rose, Conway, Fahey, Friedman and Penn 6ª Edición ISBN:

21 American Society for Microbiology 6.- Fundamental Immunology Autor: Paul WE 5ª Edición ISBN: Editorial: Lippincott Williams and Wilkins 7.- Mecanismos celulares y moleculares de las enfermedades autoinmunes Autor: José Miguel Sempere Edición 2003 ISBN: Editorial Publicaciones UA