2019/2020

2020/2021

DM270

CHIM/11 (CHIMICA E BIOTECNOLOGIA DELLE FERMENTAZIONI)

DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA E BIOTECNOLOGIE "LAZZARO SPALLANZANI"

BIOTECNOLOGIE AVANZATE

PERCORSO COMUNE

2°

Primo Semestre (05/10/2020 - 14/01/2021)

6

48 ore di attività frontale

Italiano

ORALE

SELVA ENRICO (titolare) - 3 CFU
UBIALI DANIELA - 3 CFU

Il corso è dedicato agli studenti che hanno raggiunto la fase finale del percorso di studio e sono pronti ad applicare le conoscenze teoriche fin qui acquisite allo sviluppo di idee autonome e originali per la realizzazione/ottimizzazione di progetti industriali relativi a processi/prodotti biotecnologici.

Portare a conoscenza degli studenti approcci, problematiche e situazioni tipiche del mondo industriale nell'area biotecnologica. Fornire agli studenti gli strumenti per analizzare progetti R&D in ambito biotecnologico. Far sperimentare agli studenti il team working in contesti interdisciplinari.

Il corso si propone di introdurre gli studenti alle dinamiche industriali attraverso l’esame di processi e casi aziendali di scoperta, sviluppo e produzione di molecole bioattive. Questi esempi vengono usati per illustrare i tipici approcci aziendali e le problematiche connesse all’utilizzo di tecniche biotecnologiche in ambito industriale.
Partendo dal caso di discovery di un noto antibiotico, si analizza l’evoluzione degli approcci di screening e si esaminano le tecniche (fermentazione, purificazione e strain development) abitualmente utilizzate per lo sviluppo di process supply. Ci si sofferma sulle problematiche connesse alla loro applicazione e sui tipici approcci alla gestione di un progetto nel contesto aziendale e alla protezione della proprietà intellettuale.
Si esaminano quindi casi di sviluppo di processo per l’ottenimento di API (Active Pharmaceutical Ingredients) o intermedi mediante biocatalisi, utilizzando enzimi isolati, anche in forma immobilizzata. Si discutono le problematiche connesse all’applicazione degli enzimi come biocatalizzatori in sintesi organica, con riferimento alle classi enzimatiche più utilizzate in ambito industriale (idrolasi, transferasi, ossido reduttasi). Viene analizzata la filiera dello sviluppo di un processo biocatalitico: dall’individuazione dell’enzima alla sua “trasformazione” in un biocatalizzatore industriale attivo e stabile nelle condizioni operative richieste dal processo in esame; dallo studio della reazione enzimatica su scala di laboratorio allo scale-up e al product downstream.
Si esamina quindi la fase di sviluppo di prodotto in ambito farmaceutico prendendo come esempio casi di farmaci utilizzati in terapia. Si considerano il ciclo di vita di un farmaco, le relative dinamiche economiche e i contesti in cui abitualmente operano Big Pharma e Biotech Companies.

Lezioni frontali tenute da entrambi i docenti in compresenza.
Seminari tenuti da esperti nel settore delle biotecnologie industriali provenienti da centri di ricerca e dall’industria chimica.
Simulazioni in aula di situazioni e problematiche tipiche di un contesto industriale e conseguente valutazione delle implicazioni per chi vi opera. Vengono analizzati casi che si sono verificati in fasi e realtà diverse per trasmettere esperienze di vita lavorativa.
Analisi critica di casi di letteratura per l’ottenimento di nuove molecole bioattive e per la produzione di API (e intermedi) mediante approcci sintetici innovativi di tipo biotecnologico per stimolare la discussione in aula su approcci, problemi e processi decisionali tipici del mondo industriale.

Nota: in considerazione della situazione sanitaria attuale (COVID-19) e della delibera del Consiglio Didattico del 21/07/2020, le lezioni saranno erogate a distanza (Zoom), in diretta, secondo l’orario ufficiale.

Materiale utilizzato per le lezioni (slide) e articoli scientifici (forniti dai docenti come file pdf, scaricabili dalla piattaforma Kiro).
K. Faber “Biotransformations in Organic Chemistry – A textbook” Springer Ed.

Esame orale.
Modalità: Simulazione di una riunione aziendale con i docenti nel ruolo di direttori R&D.
Partendo da recenti pubblicazioni scientifiche selezionate dai docenti, si richiede agli studenti di costituire un gruppo di ricerca e di analizzare la pubblicazione con un approccio multidisciplinare, evidenziando background, scopo del lavoro, risultati, conclusioni, punti di forza e di debolezza.
Il gruppo è tenuto a presentare la pubblicazione (flash talk, max 5 minuti) con l’ausilio di un file ppt. Ogni studente del gruppo è tenuto ad analizzare un protocollo sperimentale riportato nella pubblicazione e a riportarlo sul proprio quaderno di laboratorio (cartaceo o elettronico) per la discussione individuale con i direttori R&D.
All’analisi tecnica della pubblicazione segue la discussione sulle potenziali applicazioni industriali dei risultati della pubblicazione.
Sulla base di linee-guida fornite preventivamente dai docenti, al gruppo viene richiesto di individuare un cliente potenzialmente interessato al prodotto/processo descritto nell’articolo.
Di conseguenza, il team dovrà definire le specifiche del prodotto/processo che rispondono alle necessità del cliente e, partendo dallo stato dell’arte, dovrà sviluppare un workplan realistico di cosa occorre fare (diagramma di Gantt) per raggiungere l’obiettivo (ottenimento del prodotto/processo/servizio target).
Ogni studente del team ricopre un ruolo specifico nell’ambito del progetto ed è tenuto a esporre il proprio contributo ai direttori R&D.
L’obiettivo finale è decidere lo Stop/Go del progetto elaborato dagli studenti.
Criteri di valutazione: valutazione individuale del contributo di ogni studente all’analisi tecnica della pubblicazione, all’elaborazione personale del protocollo sperimentale e allo sviluppo industriale del progetto. Il giudizio individuale viene integrato dalla valutazione del lavoro complessivo del team.

Nessuna.