Cultius Cel·lulars i Enginyeria de Teixits

Objectius

Clàssicament, la producció de vacunes, de proteïnes recombinants i d'anticossos monoclonals ha estat condicionada per la capacitat de fer créixer cèl·lules eucariotes en medis de cultiu al laboratori. D'altra banda, la utilització de cultius cel·lulars ha permès obrir noves perspectives en el coneixement dels mecanismes moleculars i en el tractament de patologies com el càncer, les malalties cardiovasculars i les malalties neurodegeneratives, principals causes de morbimortalitat en les societats desenvolupades. Així mateix, les necessitats mèdiques actuals i futures requereixen poder reemplaçar teixits disfuncionals del cos humà, la qual cosa deriva en un important desenvolupament de tècniques de bioenginyeria tissular per a la creació i manipulació de teixits al laboratori.

En aquesta assignatura es pretén iniciar l'estudiant en les tècniques bàsiques de manipulació de cultius cel·lulars i en les possibles aplicacions dels cultius cel·lulars en l'àmbit biomèdic. Així, doncs, es plantegen quatre objectius bàsics:

• Conèixer els equips, instal·lacions, materials i tècniques necessaris per a la manipulació de cultius cel·lulars i de materials biològics en condicions estèrils.
• Iniciar els estudiants en la manipulació dels cultius de cèl·lules eucariotes.
• Introduir els estudiants en els principis i tècniques de l'enginyeria tissular.
• Conèixer les possibles aplicacions de l'ús dels cultius cel·lulars i de l'enginyeria de teixits mitjançant l'anàlisi de publicacions científiques.

Resultats d'aprenentatge

• RA1. Coneix les tècniques de cultiu en 2D i 3D i d'anàlisi de cèl·lules i teixits.
• RA2. Fa cultius en monocapa de línies cel·lulars contínues de forma correcta i segura, seguint les bones pràctiques de laboratori, i coneix els principals mètodes d'enginyeria de teixits.
• RA3. Identifica les tècniques d'imatge per a l'anàlisi dels nivells d'organització cel·lular i tisular.
• RA4. Avalua de forma global els processos d'aprenentatge duts a terme en acord amb les planificacions i objectius plantejats i estableix mesures de millora individual.
• RA5. Comprèn els missatges orals i escrits de diferent tipologia de forma completa expressats en català, castellà i anglès.
• RA6. Adquireix i demostra coneixements avançats dels aspectes tècnics i pràctics en l'àmbit dels cultius cel·lulars i de l'enginyeria de teixits.
• RA7. Es mou amb desimboltura en situacions complexes o que requereixen el desenvolupament de noves solucions en l'experimentació en l'àmbit dels cultius cel·lulars i de l'enginyeria de teixits.
• RA8. Recopila i interpreta dades i informacions sobre les quals pot fonamentar les seves conclusions, que inclouen reflexions sobre assumptes d'índole social, científica o ètica en l`àmbit dels cultius cel·lulars i de l'enginyeria de teixits cel·lulars.

Competències

Generals

• Formular hipòtesis seguint el mètode científic, en les quals es posi en pràctica la capacitat sintètica i analítica de la informació de manera crítica per poder resoldre problemes.

Específiques

• Descriure la relació entre la biologia del nucli i el metabolisme dels tipus cel·lulars principals.
• Promoure, respectar i aplicar els principis de la bioètica en l'activitat professional.
• Reconèixer l'organització, estructura i funció de les cèl·lules i dels seus components en diferents teixits.
• Sortir-se'n amb habilitat tècnica en un laboratori d'investigació amb mostres de cèl·lules i teixits i amb animals d'experimentació.
• Utilitzar les principals tècniques analítiques i d'imatge, l'instrumental tecnològic bàsic i els protocols habituals d'un laboratori d'investigació preclínica.

Bàsiques

• Demostrar posseir i comprendre coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, que se sol trobar en un nivell que, si bé se sustenta en llibres de text avançats, també inclou alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del camp d'estudi propi.
• Saber aplicar els coneixements a la feina i en la vocació d'una manera professional i posseir les competències que se solen demostrar mitjançant l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes en l'àrea d'estudi pròpia.
• Tenir la capacitat de recollir i interpretar dades rellevants (normalment dins de l'àrea d'estudi pròpia) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes importants de caràcter social, científic o ètic.

Transversals

• Actuar amb esperit i reflexió crítics davant el coneixement en totes les seves dimensions i mostrar compromís pel rigor i la qualitat en l'exigència professional.
• Emprar diferents formes de comunicació, tant orals com escrites o audiovisuals, en la llengua pròpia i en llengües estrangeres, amb un alt grau de correcció en l'ús, la forma i el contingut.

Continguts

L'assignatura s'estructura en sessions de teoria, sessions de treball dirigit i sessions pràctiques.

En les sessions teòriques s'imparteixen els continguts de l'assignatura organitzats en quatre blocs:

• Part I. Introducció als cultius cel·lulars (conceptes bàsics, laboratori de cultius cel·lulars, tipus de cultius, contaminacions, etc.)
• Part II. Tècniques de cultiu cel·lular (requisits nutricionals, mètodes de cultiu, biologia de les cèl·lules en cultiu, criocongelació, cultius primaris, etc.)
• Part III. Tècniques d'estudi dels cultius cel·lulars (citometria de flux, microscòpia, etc.) i aplicacions dels cultius cel·lulars (teràpia cel·lular, etc.)
• Part IV. Bioenginyeria tissular (principis i tècniques)

En les sessions de treball dirigit s'aprofundeixen els blocs de continguts següents:

• Normativa per a la manipulació de cultius cel·lulars en l'àmbit biotecnològic i de recerca (normativa de bioseguretat, equips de protecció individual i col·lectiva, tractament de residus, normativa de treball segons les BPL, etc.)
• Aspectes ètics relacionats amb la manipulació de cultius cel·lulars (legislació de protecció de dades, normatives i codis de bones pràctiques en la recerca, consentiment de pacients, etc.)
• Aplicacions dels cultius cel·lulars (usos biotecnològics dels cultius cel·lulars, teràpia cel·lular, etc.)
• Aplicacions de l'enginyeria de teixits (biomaterials, descel·lularització d'òrgans, bioimpressió en 3D, etc.)

En les sessions de pràctiques es treballa:

• Introducció a la manipulació de mostres en condicions estèrils
• Iniciació i expansió d'un cultiu en monocapa d'una línia cel·lular contínua
• Estudis de proliferació i viabilitat cel·lular
• Tècniques de seguiment i anàlisi dels cultius cel·lulars

Avaluació

L'avaluació de l'assignatura es basa en un seguiment continu del treball acadèmic de l'estudiant al llarg del curs.

El pes total de les activitats d'avaluació representa el 100 % de la nota final de l'assignatura (NF). La NF és la mitjana ponderada de les notes de les activitats avaluables següents:

• Prova específica d'avaluació (activitat individual i recuperable; nota mínima per fer mitjana: 4,5)
  • Examen de síntesi: 40 % de la NF
  • Problemes de pràctiques de laboratori: 10 % de la NF
• Realització de treballs (activitats de treball dirigit en grup)
  • Seminaris: 20 % de la NF; activitats no recuperables
  • Qüestionari previ de pràctiques: 2,5 % de la NF; activitat no recuperable
• Llibreta de pràctiques: 20 % de la nota final
• Actitud i participació: 7,5 % (a l'aula: 2,5 %; al laboratori: 5 %); activitat no recuperable

Criteris específics d'assignatura

• Les activitats de seminaris d'anàlisi d'articles científics i les pràctiques són d'assistència obligatòria.
• Per aprovar l'assignatura cal obtenir una nota final en què la mitjana ponderada de tots els ítems sigui igual o superior a 5,0.
• Assistència i actitud de treball en les pràctiques: les pràctiques s'inicien a l'hora en punt prevista. La manca de puntualitat perjudica el desenvolupament de les pràctiques i, per tant, puntua negativament i queda reflectida a la nota d'assistència. S'avalua l'actitud global al laboratori: implicació en el desenvolupament del treball experimental, que es disposi dels protocols experimentals propis, llibreta de laboratori cosida, calculadora, bata de laboratori i vestir adequadament sota la bata per evitar accidents, etc. Es té en compte la coordinació, planificació i el treball en equip per al bon funcionament dels treballs experimentals.

Criteris generals d'avaluació

• La tinença de telèfons mòbils o similars (smartphones, tauletes, etc.) durant la realització de les proves recuperables comporta un zero en la prova.
• La no compareixença o no presentació dins dels terminis establerts a alguna de les activitats d'avaluació comporta una nota de zero d'aquesta activitat. Aquesta qualificació es té en compte en el moment de calcular la nota final de l'assignatura.
• La nota final de l'assignatura s'obté ponderant, amb els percentatges respectius, les mitjanes aritmètiques de les diferents activitats.
• L'estudiant té l'opció de tornar-se a examinar de les proves recuperables suspeses. Les proves de recuperació es fan durant les últimes setmanes del semestre, destinades a aquesta funció, i no es pot recuperar més del 50 % de l'assignatura.
• Si es renuncia a accedir a la prova de recuperació es manté la nota assolida en primera instància.
• En les activitats no recuperables no s'exigeixen notes mínimes per poder calcular la nota final de l'assignatura.
• Només es qualifica l'assignatura amb "No presentat" si no s'ha comparegut a cap prova avaluable ni obtingut nota en cap de les activitats de l'assignatura.

Important

El plagi o la còpia de treball aliè es penalitzen a totes les universitats i, segons les Normes de convivència de la UVic-UCC, constitueixen faltes greus o molt greus. Per això en el transcurs d'aquesta assignatura el plagi o l'apropiació indeguda de textos o idees d'altres persones (vegeu què es considera plagi) i l'ús indegut o no declarat de la intel·ligència artificial en una activitat es tradueixen de manera automàtica en un suspens o en altres mesures disciplinàries.

Per citar de manera apropiada textos i materials cal consultar les orientacions i pautes de citació acadèmica disponibles a la pàgina web de la Biblioteca de la UVic.

Metodologia

Continguts teòrics

Els continguts teòrics s'imparteixen emprant les metodologies que es relacionen a continuació, en funció de les necessitats derivades de cada tema:

• Classes magistrals
• Seminaris amb metodologia d'aprenentatge basat en problemes (ABP)
• Seminaris amb metodologia d'aprenentatge cooperatiu en la lectura guiada d'articles científics

Habilitats pràctiques

Les habilitats pràctiques es treballen mitjançant treball experimental al laboratori en petits grups.

Bibliografia

Bàsica

• Doyle, A., Griffiths, J.B. (1998). Cell and Tissue Culture: Laboratory procedures in biotechnology. John Wiley & Sons.
• Freshney, R.I. (2010). Culture of animal cells a manual of basic technique and specialized applications. Recuperat de https://onlinelibrary-wiley-com.biblioremot.uvic.cat/doi/book/10.1002/9780470649367
• Lanza, R., Langer, R., Vacanti, J. (2007). Principles of Tissue Engineering (3 ed.). Elsevier Academic Press.
• Ormerod, M.G. (2008). Flow Cytometry: A Basic Introduction. Recuperat de https://flowbook.denovosoftware.com/
• Sigma-Aldrich. Lab & Production Materials (2018). Fundamental Techniques in Cell Culture Laboratory Handbook: 4th Edition. Recuperat de https://www.sigmaaldrich.com/life-science/cell-culture/learning-center/ecacc-handbook.html

Complementària

El professorat facilita les referències de la bibliografia complementària i de lectura obligatòria en el transcurs de l'assignatura a través del Campus Virtual.