Zwierzęce kultury komórkowe i tkankowe in vitro

Ukończony kurs z biologii komórki

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego)

Wykład: 15

Laboratorium: 45

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego: 60

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego: 2

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta)

Przygotowanie do zajęć dydaktycznych: 10

Przygotowanie do zaliczeń i egzaminu: 20

Łączna liczba godzin niekontaktowych: 30

Liczba punktów ECTS za godziny nie kontaktowe: 1

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 3

Sposób weryfikacji efektów kształcenia na studiach pierwszego stopnia zatwierdzonych na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXV-8.10/21 z dnia 26 maja 2021 r., tj. od cyklu kształcenia 2021/2022:

Wykłady – zaliczenie pisemne (W1-W6, U1, K1-K2)

Laboratorium – kolokwia śródsemestralne (W1, W3-W5, U2-U4, K1-K3)

Treści wykładów:

Historia wykorzystania zwierząt do badań diagnostycznych, etyka i regulacje prawne wykorzystania zwierząt laboratoryjnych. Zwierzę jako model badawczy - cechy organizmu modelowego, wybór organizmu modelowego, przegląd gatunków zwierząt wykorzystywanych współcześnie w biotechnologii (gatunki owadów, ryb, płazów, ptaków i ssaków). Zwierzęta transgeniczne. Badania kliniczne w biotechnologii - wykorzystanie tkanek ludzkich i zwierzęcych w badaniach ex vivo i in vitro. Wykorzystanie zarodków w biotechnologii, zarodkowe komórki macierzyste – osiągnięcia i perspektywy terapeutyczne. Historia wykorzystania i prowadzenia hodowli komórek in vitro. Biologia komórek prawidłowych. Cechy komórek nowotworowych. Typy i rodzaje komórek ludzkich. Wymagania wzrostowe komórek w hodowli in vitro. Cechy i rodzaje płynów hodowlanych. Zalety i wady prowadzenia badań w modelu in vitro. Podstawy prowadzenia hodowli komórek in vitro (zachowanie ciągłości hodowli; pasażowanie hodowli; zamrażanie i rozmrażanie hodowli, bank komórek; pospolite błędy, zakażenia hodowli). Metody analizy biologii, fizjologii i biochemii komórek w hodowli in vitro (badanie żywotności komórek; analiza proliferacji komórek; barwienie komórek i struktur subkomórkowych; cytometria przepływowa). Wykorzystanie hodowli in vitro w biotechnologii i biomedycynie (hodowle komórek jako modele w różnych dziedzinach nauki i medycyny; nowoczesne terapie z wykorzystaniem komórek ludzkich i zwierzęcych). Badanie i opracowywanie nowych substancji aktywnych, leków i terapii w oparciu o hodowle komórkowe (analiza toksyczności substancji; ocena indukcji stanu zapalnego w komórkach; wpływ związków na metabolizm, proliferację i migrację komórek; ocena wpływu potencjalnych terapeutyków na szlaki sygnałowe w komórce.

Treści ćwiczeń:

Sekcja szczura, pobranie tkanek, utrwalanie pozyskanego materiału. Techniki histologiczne, przygotowanie preparatu histologicznego. Metody barwienia histologicznego (H+E, barwienie Goldnera). Immucytochemia. Identyfikacja komórek apoptotycznych autofagalnych i nekrotycznych na preparatach histologicznych i hodowlach komórkowych. Organizacja pracowni do prowadzenia hodowli in vitro. Wymagania wzrostowe komórek – warunki prowadzenia hodowli in vitro, płyny hodowlane. Zakładanie hodowli pierwotnej komórek. Prowadzenie hodowli adherentnej i nieadherentnej – pasażowanie hodowli, zamrażanie i rozmrażanie hodowli. Liczenie komórek i wstępna analiza żywotności. Metody precyzyjnej analizy żywotności komórek, cytotoksyczności i tempa proliferacji. Metody barwienia komórek i struktur subkomórkowych. Analiza mikroskopowa. Cytometria przepływowa. Metody analizy szlaków regulacji metabolizmu i fizjologii komórek. Hodowle przestrzenne.

1. Stokłosowa S. 2012. Hodowla komórek i tkanek. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa.

2. Paduch R. 2019. Praktikum z hodowli komórek i tkanek. Wyd. UMCS, Lublin.

3. Verma A, Verma M, Singh A. 2020. Chapter 14 – Animal tissue culture principles and applications; w: Animal Biotechnology (Second Edition), Academic Press.

4. Hanahan D, Weinberg RA. 2011. Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell 144(5): 646-674.

5. Różalska B, Micota B, Paszkiewicz M, Sadowska B. 2015. Inżynieria tkankowa w medycynie regeneracyjnej. Forum Zakażeń 6(5): 291-298.

Materiały udostępniane przez prowadzących.

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXV-8.10/21 z dnia 26 maja 2021 r., tj. od cyklu kształcenia 2021/2022:

WIEDZA

W1. Absolwent zna i rozumie biologię i fizjologię komórek prawidłowych i nowotworowych oraz procesy molekularne związane z ich regulacją. (K_W04, 05)

W2. Absolwent zna i rozumie sposoby wykorzystania hodowli in vitro w naukach biomedycznych. (K_W06, 11)

W3. Absolwent zna i rozumie podstawy prowadzenia hodowli in vitro oraz wykonywania na nich badań. (K_W07)

W4. Absolwent zna i rozumie zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium do hodowli komórek i tkanek. (K_W08)

W5. Absolwent zna i rozumie terminologię polską i angielską stosowaną w odniesieniu do hodowli in vitro oraz wykorzystywaną podczas prowadzenia na nich badań. (K_W9)

W6. Absolwent zna i rozumie problemy metodologiczne i etyczne związane z prowadzeniem hodowli in vitro. (K_W12)

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Absolwent potrafi selekcjonować literaturę i samodzielnie zdobywać wiedzę na temat metodologii prowadzenia hodowli in vitro. (K_U01, 02)

U2. Absolwent potrafi prowadzić hodowle in vitro i obsługiwać niezbędną aparaturę. (K_U03, 04)

U3. Absolwent potrafi prowadzić doświadczenia na hodowlach in vitro z zachowaniem warunków sterylności. (K_U04)

U4. Absolwent potrafi planować podstawowe eksperymenty na hodowlach komórek i tkanek, dobierać odpowiednie metody i interpretować uzyskane wyniki. (K_U04, 06, 07)

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Absolwent jest gotów do oceny i poszerzania wiedzy z zakresu prowadzenia hodowli i doświadczeń in vitro oraz ich wykorzystania w nauce i medycynie (K_K01)

K2. Absolwent jest gotów do krytycznej oceny studiowanej literatury w zakresie prowadzenia hodowli komórek i tkanek oraz selekcji informacji pod kątem ich prawdziwości i znaczenia naukowego. (K_K02, 05)

K3. Absolwent jest gotów do pracy w laboratorium prowadzącym badania z wykorzystaniem hodowli in vitro, z zachowaniem reżimu bezpieczeństwa i sterylności pracy. (K_K05)