Universitat Internacional de Catalunya
Biología y Terapia Celular
Otras lenguas de impartición: inglés, castellano,
Presentación
El módulo de Biología Celular y Terapia ofrece una visión general avanzada de las terapias celulares para la regeneración de tejidos, abarcando las principales poblaciones celulares terapéuticas, la biología de las células madre, la diferenciación, la reprogramación celular y las estrategias de modificación celular. Asimismo, explora la integración de la terapia celular con enfoques de bioingeniería, incluyendo biomateriales, microentornos diseñados y terapias basadas en el secretoma y en vesículas extracelulares. Por último, el módulo aborda la traslación clínica y los desafíos regulatorios mediante dos estudios de caso centrados en la terapia con células CAR-T y en el marco normativo de las terapias celulares avanzadas. La asignatura contribuye a algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030: el ODS 3 (Salud y bienestar), el ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura) y el ODS 10 (Reducción de las desigualdades).
Requisitos previos
Se espera que los estudiantes tengan conocimientos previos de:
● Biología celular.
● Biología molecular.
● Biología básica de células madre.
● Biomateriales y biocompatibilidad.
● Ingeniería de tejidos.
● Principios básicos de medicina regenerativa.
Objetivos
Los objetivos de la asignatura son:
1. Proporcionar a los estudiantes una comprensión avanzada de los principios biológicos
que sustentan las terapias celulares.
2. Explicar las principales poblaciones celulares utilizadas en terapia celular y medicina
regenerativa, incluidas sus características biológicas, fuentes y potencial terapéutico.
3. Explicar los mecanismos que regulan la autorrenovación, la diferenciación y el destino
celular de las células madre.
4. Presentar las principales estrategias utilizadas para controlar, modificar y diseñar
el comportamiento celular con fines terapéuticos.
5. Explicar los mecanismos mediante los cuales las células terapéuticas contribuyen a
la regeneración y reparación de tejidos, incluyendo el reemplazo celular, la
señalización paracrina y la inmunomodulación.
6. Introducir la integración de la terapia celular con biomateriales y microentornos
celulares diseñados para mejorar la eficacia terapéutica.
7. Presentar enfoques terapéuticos emergentes libres de células, incluidas las terapias
basadas en el secretoma y en vesículas extracelulares.
8. Familiarizar a los estudiantes con los desafíos clínicos, de seguridad y regulatorios
asociados a las terapias celulares avanzadas.
9. Desarrollar la capacidad de los estudiantes para analizar y discutir casos
terapéuticos y regulatorios específicos relacionados con terapias celulares avanzadas.
Competencias/Resultados de aprendizaje de la titulación
- CN01 - Describir los aspectos avanzados de la bioingeniería relacionados con la salud humana basándose en libros específicos de la materia juntamente con publicaciones científicas en la frontera del conocimiento
- CN02 - Asociar la variabilidad existente en la expresión de las enfermedades y diferencias biológicas entre sexos y el desarrollo de nuevas herramientas terapéuticas.
- CN06 - Identificar los pasos y desarrollos necesarios para el correcto procesamiento de dispositivos médicos basándose en los datos médicos disponibles.
- CP04 - Elaborar proyectos en el ámbito de las tecnologías específicas de Bioingeniería de naturaleza profesional, aplicando las competencias adquiridas en las enseñanzas y comunicando dichos resultados en una defensa pública.
- HB01 - Diferenciar nuevos métodos y teorías de la bioingeniería para potenciar la versatilidad, la capacidad de adaptación a nuevas situaciones y la resolución de problemas mediante el uso del razonamiento crítico.
- HB05 - Analizar la organización de una empresa teniendo en cuenta las normas laborales y las relaciones entre la planificación, las estrategias industriales y comerciales, la calidad y el beneficio.
Resultados de aprendizaje de la asignatura
1. Comparar las características biológicas, el potencial terapéutico y las limitaciones de las principales poblaciones celulares utilizadas en terapias celulares.
2. Analizar los mecanismos celulares y moleculares que regulan la autorrenovación, la diferenciación y el destino celular de las células madre en el contexto de la regeneración tisular.
3. Evaluar diferentes estrategias para controlar y modificar el comportamiento celular con fines terapéuticos, incluyendo la diferenciación dirigida, la reprogramación celular y la modificación celular genética o no genética.
4. Analizar los principales mecanismos subyacentes a los efectos terapéuticos de las células trasplantadas, tales como la sustitución celular, la señalización paracrina, la inmunomodulación y las interacciones con el microambiente tisular.
5. Evaluar cómo los biomateriales y los microambientes celulares diseñados pueden integrarse con la terapia celular para mejorar la supervivencia, la diferenciación, la administración y la funcionalidad terapéutica de las células.
6. Comparar las terapias celulares convencionales con los enfoques emergentes libres de células —incluidas las terapias basadas en el secretoma y en vesículas extracelulares—, considerando su potencial terapéutico y sus limitaciones.
7. Analizar los desafíos clínicos, de seguridad y traslacionales asociados a las terapias celulares avanzadas.
8. Aplicar los conocimientos de biología celular, terapia celular, bioingeniería y normativa para analizar casos terapéuticos y regulatorios específicos, y justificar las soluciones adecuadas.
Contenidos
Unidad 1. Introducción a las terapias celulares
Fundamentos de la terapia celular, medicina regenerativa, fuentes de células terapéuticas, mecanismos de acción, terapias autólogas y alogénicas, aplicaciones clínicas y sus principales ventajas y limitaciones.
Unidad 2. Células madre y fuentes celulares
Clasificación y fuentes de células madre —incluyendo células madre embrionarias, adultas, mesenquimales, pluripotentes inducidas y específicas de tejido—, así como su aislamiento, expansión, mantenimiento y potencial terapéutico.
Unidad 3. Biología de las células madre, diferenciación e ingeniería celular
Autorrenovación de células madre, diferenciación y destino celular, señalización y regulación celular, interacciones célula-célula y célula-matriz extracelular (MEC), diferenciación dirigida, reprogramación y estrategias de ingeniería celular (genéticas y no genéticas).
Unidad 4. Aplicaciones terapéuticas basadas en células
Trasplante celular y regeneración tisular, terapias inmunomoduladoras, administración e injerto celular, terapias con células CAR-T y células dendríticas, aplicaciones clínicas, seguridad y limitaciones de las células terapéuticas.
Unidad 5. Estrategias de bioingeniería para terapia celular
Integración de la terapia celular con biomateriales, hidrogeles y entornos 3D, encapsulación celular, microentornos diseñados, biofabricación y bioimpresión 3D, y estrategias para mejorar el rendimiento de las células terapéuticas.
Unidad 6. Terapias acelulares y traslación clínica
Terapias basadas en el secretoma y en vesículas extracelulares, su potencial terapéutico y limitaciones, fabricación y control de calidad, seguridad, desafíos regulatorios, traslación clínica y perspectivas futuras.
Metodología y actividades formativas
Modalidad totalmente presencial en el aula
Se trata de un módulo teórico de 3 ECTS impartido mediante una modalidad totalmente presencial. Las actividades de enseñanza y aprendizaje se estructuran en torno a dos metodologías complementarias:
1. Clases magistrales impartidas por el profesor, en las que se explicarán en inglés los conceptos teóricos relacionados con la biología celular y las terapias celulares.
2. Dos estudios de caso que versarán sobre los conceptos teóricos vistos en clase y en los que todos los estudiantes deberán participar.
Sistemas y criterios de evaluación
Modalidad totalmente presencial en el aula
Primera convocatoria:
Examen final: 80 % de la calificación
Estudio de caso 1: 10 % de la calificación
Estudio de caso 2: 10 % de la calificación
Segunda convocatoria: seguirá los mismos criterios de evaluación que la primera, pero sin opción a
obtener matrícula de honor.
Los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la primera convocatoria tendrán la oportunidad de realizar un examen final de recuperación.
En todos los casos, el examen escrito podrá incluir:
● preguntas de opción múltiple;
● preguntas de respuesta breve;
● preguntas conceptuales;
● interpretación de escenarios terapéuticos;
● aplicación de conceptos a situaciones específicas de terapia celular.
Además, en las preguntas de opción múltiple con cuatro posibles respuestas, las respuestas incorrectas
se penalizarán con 0,33 puntos cuando una respuesta correcta valga 1 punto. Para las preguntas con cinco
posibles respuestas, las respuestas incorrectas se penalizarán con 0,25 puntos, de acuerdo con las
instrucciones de la guía docente de la UIC.
Para la evaluación de ambos estudios de caso, se valorará la participación del estudiante en el debate
en clase. Esta evaluación será realizada por el profesor basándose en el número de
aportaciones y su relevancia, así como en el grado en que el estudiante demuestre
comprensión del tema al relacionar la teoría con el caso específico
presentado. También se evaluará la capacidad del estudiante para vincular otros conocimientos transversales
y comunicarlos eficazmente de forma oral en el idioma en que se imparte el curso. Debido a
la naturaleza de la evaluación de los estudios de caso, la asistencia en dichas sesiones es obligatoria para
obtener calificación. Si el estudiante no asiste, la nota de ese estudio de caso será de 0 puntos,
salvo que presente una justificación por emergencia médica o familiar que el profesor considere
suficiente.
Consideraciones importantes:
1. El plagio, la copia o cualquier otra acción que pueda considerarse fraude supondrá
una calificación de cero en este componente de evaluación. Si esto ocurre en los exámenes,
conllevará el suspenso inmediato de la asignatura. 2. La asistencia y participación en las sesiones en las que se realicen o evalúen los estudios de caso son obligatorias para aprobar la asignatura.
3. La calificación mínima para aprobar la asignatura es de 5 sobre 10. Además, la media de las calificaciones de los exámenes debe ser igual o superior a 5 para aprobar la asignatura, independientemente de las demás actividades de evaluación.
4. No se aceptarán cambios en el horario, las fechas de los exámenes ni el sistema de evaluación.
5. Los estudiantes de intercambio (Erasmus y otros) y los alumnos que se presenten a segunda convocatoria estarán sujetos a las mismas condiciones que el resto de los estudiantes.
Bibliografía y 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.