Universitat Internacional de Catalunya
Biologia i Teràpia Cel·lular
Altres llengües d'impartició: anglès, castellà,
Presentació
El mòdul de Biologia Cel·lular i Teràpia ofereix una visió general avançada de les teràpies basades en cèl·lules per a la regeneració de teixits, i abasta les principals poblacions cel·lulars terapèutiques, la biologia de les cèl·lules mare, la diferenciació, la reprogramació cel·lular i les estratègies de modificació cel·lular. També explora la integració de la teràpia cel·lular amb enfocaments de bioenginyeria, incloent-hi biomaterials, microentorns dissenyats, el secretoma i les teràpies basades en vesícules extracel·lulars. Finalment, el mòdul aborda la translació clínica i els reptes reguladors mitjançant dos estudis de cas centrats en la teràpia amb cèl·lules CAR-T i en el marc regulador de les teràpies cel·lulars avançades. L'assignatura contribueix a alguns dels Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS) de l'Agenda 2030: l'ODS 3 (Salut i benestar), l'ODS 9 (Indústria, innovació i infraestructures) i l'ODS 10 (Reducció de les desigualtats).
Requisits previs
S'espera que els estudiants tinguin coneixements previs de:
● Biologia cel·lular.
● Biologia molecular.
● Biologia bàsica de les cèl·lules mare.
● Biomaterials i biocompatibilitat.
● Enginyeria de teixits.
● Principis bàsics de la medicina regenerativa.
Objectius
Els objectius de l'assignatura són:
1. Proporcionar als estudiants una comprensió avançada dels principis biològics
subjacents a les teràpies cel·lulars.
2. Explicar les principals poblacions cel·lulars utilitzades en teràpia cel·lular i medicina regenerativa,
incloses les seves característiques biològiques, fonts i potencial terapèutic.
3. Explicar els mecanismes que regulen l'autorenovació, la diferenciació i el destí cel·lular de les cèl·lules mare.
4. Presentar les principals estratègies utilitzades per controlar, modificar i dissenyar el comportament cel·lular per a
aplicacions terapèutiques.
5. Explicar els mecanismes a través dels quals les cèl·lules terapèutiques contribueixen a la regeneració i reparació dels teixits,
inclosa la substitució cel·lular, la senyalització paracrina i
la immunomodulació.
6. Introduir la integració de la teràpia cel·lular amb biomaterials i microambients cel·lulars
dissenyats per millorar l'eficàcia terapèutica.
7. Presentar enfocaments terapèutics sense cèl·lules emergents, incloses les teràpies basades en secretomes i
vesícules extracel·lulars.
8. Familiaritzar els estudiants amb els reptes clínics, de seguretat i reguladors associats
a les teràpies avançades basades en cèl·lules.
9. Desenvolupar les habilitats dels estudiants... capacitat per analitzar i discutir casos terapèutics i reguladors específics que impliquen teràpies avançades basades en cèl·lules.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- CN01 - Descriure els aspectes avançats de la bioenginyeria relacionats amb la salut humana basant-se en llibres específics de la matèria juntament amb publicacions científiques a la frontera del coneixement.
- CN02 - Associar la variabilitat existent en l'expressió de les malalties i les diferències biològiques entre sexes i el desenvolupament de noves eines terapèutiques.
- CN06 - Identificar els passos i desenvolupaments necessaris per al correcte processament de dispositius mèdics basant-se en les dades mèdiques
- CP04 - Elaborar projectes en l'àmbit de les tecnologies específiques de Bioenginyeria de naturalesa professional, aplicant les competències adquirides en les ensenyances i comunicant aquests resultats en una defensa pública.
- HB01 - Diferenciar nous mètodes i teories de la bioenginyeria per potenciar la versatilitat, la capacitat d'adaptació a noves situacions i la resolució de problemes mitjançant l'ús del raonament crític.
- HB05 - Analitzar l'organització d'una empresa tenint en compte les normes laborals i les relacions entre la planificació, les estratègies industrials i comercials, la qualitat i el benefici
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
1. Comparar les característiques biològiques, el potencial terapèutic i les limitacions de les
principals poblacions cel·lulars utilitzades en teràpies basades en cèl·lules.
2. Analitzar els mecanismes cel·lulars i moleculars que regulen l'autorenovació, la
diferenciació i el destí cel·lular de les cèl·lules mare en el context de la regeneració tissular.
3. Avaluar diferents estratègies per controlar i modificar el comportament cel·lular per a
aplicacions terapèutiques, incloent-hi la diferenciació dirigida, la reprogramació cel·lular
i la modificació cel·lular genètica o no genètica.
4. Analitzar els principals mecanismes subjacents als efectes terapèutics de les cèl·lules trasplantades,
inclosa la substitució cel·lular, la senyalització paracrina, la immunomodulació i
les interaccions amb el microambient tissular.
5. Avaluar com els biomaterials i els microambients cel·lulars dissenyats es poden
integrar amb la teràpia cel·lular per millorar la supervivència, la diferenciació, l'administració i
la funcionalitat terapèutica de les cèl·lules.
6. Comparar les teràpies convencionals basades en cèl·lules amb els enfocaments emergents sense cèl·lules,
incloses les teràpies basades en secretomes i vesícules extracel·lulars, considerant el seu
potencial terapèutic i les seves limitacions.
7. Analitzar els reptes clínics, de seguretat i translacionals associats a les teràpies avançades basades en cèl·lules.
8. Aplicar coneixements de biologia cel·lular, teràpia cel·lular, bioenginyeria i regulació per analitzar casos terapèutics i reguladors específics i justificar solucions adequades.
Continguts
Unitat 1. Introducció a les teràpies basades en cèl·lules
Fonaments de la teràpia cel·lular, la medicina regenerativa, les fonts cel·lulars terapèutiques, els mecanismes
d'acció, les teràpies autòlogues i al·logèniques, les aplicacions clíniques i els seus principals
avantatges i limitacions.
Unitat 2. Cèl·lules mare i fonts cel·lulars
Classificació i fonts de cèl·lules mare, incloent-hi cèl·lules mare embrionàries, adultes, mesenquimals, pluripotents induïdes
i específiques de teixit, juntament amb el seu aïllament, expansió,
manteniment i potencial terapèutic.
Unitat 3. Biologia de cèl·lules mare, diferenciació i enginyeria cel·lular
Autorenovació de cèl·lules mare, diferenciació i destí cel·lular, senyalització i regulació cel·lular, interaccions cèl·lula-cèl·lula
i cèl·lula-ECM, diferenciació dirigida, reprogramació i estratègies d'enginyeria cel·lular genètiques i no
genètiques.
Unitat 4. Aplicacions terapèutiques basades en cèl·lules
Trasplantament cel·lular i regeneració de teixits, teràpies immunomoduladores, lliurament i
empelt cel·lular, teràpies CAR-T i de cèl·lules dendrítiques, aplicacions clíniques, seguretat i limitacions
de les cèl·lules terapèutiques.
Unitat 5. Estratègies de bioenginyeria per a la teràpia cel·lular
Integració de la teràpia cel·lular amb biomaterials, hidrogels i entorns 3D, encapsulació cel·lular, microentorns dissenyats, biofabricació i bioimpressió 3D, i
estratègies per millorar el rendiment terapèutic de les cèl·lules.
Unitat 6. Teràpies sense cèl·lules i traducció clínica
Teràpies basades en secretomes i vesícules extracel·lulars, el seu potencial terapèutic i
limitacions, fabricació i control de qualitat, seguretat, reptes reguladors, traducció clínica i perspectives futures.
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
Es tracta d'un mòdul teòric de 3 ECTS impartit íntegrament de manera presencial. Les activitats d'ensenyament i aprenentatge s'estructuren en dues metodologies complementàries:
1. Classes magistrals a càrrec del professorat, en què s'explicaran en anglès els conceptes teòrics relacionats amb la biologia cel·lular i les teràpies cel·lulars.
2. Dos estudis de cas, que versaran sobre els conceptes teòrics tractats a classe i en els quals tots els estudiants hauran d'intervenir.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
Primera convocatòria:
Examen final: 80 % de la nota
Estudi de cas 1: 10 % de la nota
Estudi de cas 2: 10 % de la nota
Segona convocatòria: seguirà els mateixos criteris d'avaluació que la primera, però sense opció a
obtenir matrícula d'honor.
Els estudiants que hagin suspès l'assignatura a la primera convocatòria tindran l'oportunitat de repetir l'examen final.
En tots els casos, l'examen escrit pot incloure:
● preguntes de resposta múltiple;
● preguntes de resposta breu;
● preguntes conceptuals;
● interpretació d'escenaris terapèutics;
● aplicació de conceptes a situacions específiques de teràpia cel·lular.
A més, en les preguntes de resposta múltiple amb quatre opcions, les respostes incorrectes
es penalitzaran amb 0,33 punts (quan la resposta correcta val 1 punt). En les preguntes amb cinc
opcions, les respostes incorrectes es penalitzaran amb 0,25 punts, d'acord amb les
instruccions de la guia docent de la UIC.
Per a l'avaluació dels dos estudis de cas, es valorarà la participació de l'estudiant en el debat a classe.
Aquesta avaluació la durà a terme el professorat tenint en compte el nombre
d'intervencions i la seva rellevància, així com el grau de comprensió del tema que demostri
l'estudiant en relacionar la teoria amb el cas concret presentat. També s'avaluarà la capacitat
de l'estudiant per vincular altres coneixements transversals i comunicar-los de manera
eficaç i oral en la llengua en què s'imparteix l'assignatura. A causa de la naturalesa de
l'avaluació dels estudis de cas, l'assistència els dies corresponents és obligatòria per
obtenir qualificació. Si l'estudiant no hi assisteix, la nota d'aquell estudi de cas serà de 0 punts,
llevat que presenti una justificació per motius mèdics o d'emergència familiar que el professorat consideri
suficient.
Consideracions importants:
1. El plagi, la còpia o qualsevol altra acció que es pugui considerar frau comportarà
una qualificació de zero en aquest component de l'avaluació. Si això passa en els exàmens,
comportarà el suspens immediat de l'assignatura. 2. L'assistència i la participació en les sessions en què es realitzin o s'avaluïn els estudis de cas són obligatòries per superar el mòdul.
3. La qualificació mínima per superar l'assignatura és de 5 sobre 10. A més, la mitjana dels exàmens ha de ser de 5 o superior per superar el mòdul, independentment de la resta d'activitats d'avaluació.
4. No s'acceptaran canvis en l'horari, les dates dels exàmens ni el sistema d'avaluació.
5. Els estudiants d'intercanvi (Erasmus i altres) i els estudiants que es presentin a la convocatòria de recuperació o repetició estaran subjectes a les mateixes condicions que la resta d'estudiants.
Bibliografia i recursos
● Stem Cells and Cell Therapy. Mohamed Al-Rubeai, Mariam Naciri. Springer
Netherlands (2013). ISBN: 9400771959, 9789400771956.
● Cell Therapy: Current Status and Future Directions. Dwaine F. Emerich, Gorka
Orive. Springer (2017). ISBN: 3319571532, 9783319571539.