Toksikologija in kancerogeneza

V prvem delu predmeta se bodo študenti naučili osnov toksikologije, mehanizmov genotoksičnosti in popravljalnih mehanizmov DNK. Ta sklop pokriva tudi delovanje mutagenih snovi in karcinogenov, ki imajo dolgotrajne nepopravljive učinke.

Drugi del predmeta bo osredotočen na celično biologijo, celični cikel ter procese karcinogeneze in tumorogeneze. Študenti se bodo naučili molekularnih osnov raka in tehnik, s katerimi ocenjujemo genotoksičnost in tumorogenezo.

Za razumevanje predmeta je potrebno predznanje biologije in molekularne biologije (zoologije, botanike in mikrobiologije) ter organske kemije in biokemije. Ta znanja bodo kandidati pridobili v prvem in drugem letu študijskega programa Okolje.

Predmet je smiselno povezan s predmeti: Monitoring okolja, Ekotoksikologija ter delno z Epidemiologijo okolja.

1. Osnove toksikologije in genetska toksikologija

• Uvod v toksikologijo: kaj je toksikologija, osnovni koncepti
• Toksikokinetika: izpostavljenost, absorbcija, porazdeltev, metabolizem, izločanje
• Toksikodinamika: osnovni načini delovanja strupov, biokemijske in fiziološke posledice, ki privedejo do škodljivih posledic
• Genotoksičnost in Genetske poškodbe: primarne poškodbe DNK, mutageneza, klastogeneza in genske, kromosomske, genomske poškodbe
• Kemijska in fizikalna struktura nukleinskih kislin: opis strukture in podvajanja DNK, prepisovanje in prevajanje informacij DNK
• Mehanizmi popravljanja poškodb DNK: popravljanje brez napak; popravljanje, nagnjeno k napakam
• Mehanizmi delovanja mutagenov: neposredni kemijski in fizikalni mutageni, posredni kemijski mutageni
• Testi genotoksičnosti, klasificiranje mutagenov
• Testi kancerogenosti in epidemiološki podatki: dolgotrajni testi na živalih, klasificiranje kancerogenov
• Uporaba toksikoloških podatkov: interpretacija podatkov, ocenjevanje tveganj in omejevanje tveganj, spremljanje izpostavljenosti
• Zakonodaja

1. Karcinogeneza in razvoj tumorjev

• Uvod v celično biologijo in celični cikel
• Vzroki raka: mutageni iz okolja, sevanje, virusi
• Začetek raka (iniciacija)
• Tumorska celica (promocija): razlike med tumorsko in normalno celico, faktorji, ki vplivajo na promocijo tumorja
• Regulacija celičnega ciklusa: apoptoza
• Celična de-diferenciacija: biokemijske spremembe, povezane s procesom diferenciacije
• Metastaziranje: opis večstopenjskega poteka pojava metastaz, biokemijski mehanizmi, ki spremljajo proces invazije
• Reakcije gostitelja: imunološki odzivi, imunoterapija
• Ostali načini zdravljenja raka: genetska terapija itd.
• Preventiva: zaščita pred okoljskimi povzročitelji raka

Znanje in razumevanje:
Praktične veščine poznavanja osnovnih laboratorijskih postopkov v celični biologiji in poznavanje genotoksičnih testov.
Kritično pregledovanje literature.

• David O. Morgan, The Cell Cycle: Principles of Control. Oxford University Press 2006 Katalog
• R. Weinberg Biology of Cancer. Garland Pub Ed. 2013 Katalog E-gradivo
• A Textbook of Modern Toxicology, edited by Ernest Hodgson, Wiley 2010 Katalog E-gradivo
• Izbrana literatura z obravnavanega področja.

Seminarska naloga (25 %), pisni izpit (75 %)

Doc. dr. Matteo De March je habilitiran za docenta na področju biokemije in molekularne biologije na Univerzi v Novi Gorici.

ŠTRANCAR, Urša, D'ERCOLE, Claudia, CIKATRICISOVÁ, Lucia, NAKIĆ, Mirna, DE MARCH, Matteo, DE MARCO, Ario. A practical guide for the quality evaluation of fluobodies/chromobodies. Biomolecules. 2024, vol. 14, issue 5, [article no.] 587, str. 1-10, ilustr. ISSN 2218-273X. https://www.mdpi.com/2218-273X/14/5/587, Repozitorij Univerze v Novi Gorici - RUNG, DOI: 10.3390/biom14050587. [COBISS.SI-ID 195579651]

DE MARCH, Matteo, HICKEY, Neal, GEREMIA, Silvano. Analysis of the crystal structure of a parallel three-stranded coiled coil. Proteins. [Print ed.]. 2023, vol. 91, issue 9, str. 1254-1260. ISSN 0887-3585. Repozitorij Univerze v Novi Gorici - RUNG, DOI: 10.1002/prot.26557. [COBISS.SI-ID 159635971]

SPINELLO, Angelo, LAPENTA, Fabio, DE MARCH, Matteo. The avidin-theophylline complex : a structural and computational study. Proteins. [Print ed.]. 2023, vol. 91, issue 10, str. 1437-1443. ISSN 0887-3585. Repozitorij Univerze v Novi Gorici - RUNG, DOI: 10.1002/prot.26538. [COBISS.SI-ID 159601667]

D'ERCOLE, Claudia, DE MARCH, Matteo, VEGGIANI, Gianluca, OLOKETUYI, Sandra, SVIGELJ, Rossella, DE MARCO, Ario. Biological applications of synthetic binders isolated from a conceptually new adhiron library. Biomolecules. 2023, vol. 13, issue 10, [article no.] 1533, str. 1-16, ilustr. ISSN 2218-273X. https://www.mdpi.com/2218-273X/13/10/1533, Repozitorij Univerze v Novi Gorici - RUNG, DOI: 10.3390/biom13101533. [COBISS.SI-ID 168816899]

NEUMAIR, Julia, D'ERCOLE, Claudia, DE MARCH, Matteo, ELSNER, Martin, SEIDEL, Michael, DE MARCO, Ario. Macroporous epoxy-based monoliths functionalized with anti-CD63 nanobodies for effective isolation of extracellular vesicles in urine. International journal of molecular sciences. 2023, vol. 24, iss. 7, [article no.] 6131, str. 1-13, ilustr. ISSN 1661-6596. Repozitorij Univerze v Novi Gorici - RUNG, DOI: 10.3390/ijms24076131. [COBISS.SI-ID 146615299]