Questo dottorato, afferente alla Scuola di Dottorato in Biologia e Medicina Molecolare, si propone di fornire gli strumenti conoscitivi, critici e metodologici per lo svolgimento di attività di ricerca di base, traslazionale ed applicata di elevato livello qualitativo nel settore biomedico, farmaceutico e biotecnologico. Obiettivo fondamentale del dottorato consiste nell'acquisizione di competenze di carattere sia sperimentale che metodologico relative, in particolare, alle biotecnologie cellulari (tecniche istologiche, istochimiche, imaging, microscopia confocale, ibridazione in situ, colture cellulari, colture d'organo e di embrioni, tecniche di ingegneria tissutale, produzione di animali transgenici e knock out, preparazione di costrutti e analisi dei prodotti genici, in vivo gene delivery, analisi / purificazione di popolazioni cellulari) ed agli strumenti analitici (statistici, di modellistica dinamica e funzionalità tissutale), per esercitare una qualificata attività di ricerca che consenta ai dottorandi (come è già avvenuto per la maggior parte dei loro colleghi dei cicli precedenti) di trovare sbocchi professionali presso istituzioni pubbliche o private a carattere scientifico, quali istituzioni universitarie, istituti di ricerca biomedica, enti pubblici o privati di ricerca farmacologica o comunque finalizzata od applicata. Per il conseguimento dei loro obiettivi i corsi puntano all'acquisizione da parte dei dottorandi non solo di contenuti informativi specifici, mutevoli per il rapido evolversi delle conoscenze, ma anche, soprattutto, di criteri valutativi di carattere generale per la individuazione di problemi irrisolti alla luce delle conoscenze attuali e delle possibili strategie sperimentali per la loro soluzione. Durante il Corso di Dottorato lo/la studente/essa dovrà quindi: -acquisire competenze di alto livello tramite lo studio approfondito di uno degli ambiti di ricerca ricompresi nel Corso; -acquisire metodologie e tecniche di ricerca e di analisi dei dati utili al proprio campo di studio; -ideare e realizzare una ricerca originale; -impegnarsi in attività di comunicazione dei propri risultati (ad es. attraverso la presentazione a conferenze e convegni e attraverso pubblicazioni scientifiche); -redigere una tesi in lingua inglese e discuterla oralmente alla conclusione dei tre anni. Il dottorato è articolato in tre curricula: 1. Curriculum in Scienze Morfogenetiche e Citologiche Gli obiettivi formativi si articolano in linee di ricerca che consistono nello studio dei meccanismi che regolano il differenziamento di cellule somatiche in relazione a: a) l'espressione ed il mantenimento dello stato differenziato ed in particolare il ruolo regolativo di molecole segnale nell’istogenesi, omeostasi e rigenerazione tissutale, con particolare riferimento al muscolo scheletrico; b) l'embriogenesi e l'istogenesi, studiando in particolare i fenomeni di induzione e di determinazione delle strutture mesodermiche e la genesi ed il ruolo del compartimento staminale e dei precursori miogenici; c) l'identificazione dei meccanismi molecolari alla base del differenziamento mieloide della cellula staminale emopoietica in modelli di differenziamento mieloide e di leucemogenesi; d) l'ingegneria tissutale; generazione e caratterizzazione di modelli cellulari tridimensionali (neo-organogenesi in vitro) per studiare interazioni cellula-cellula e il ruolo dei componenti della nicchia tissutale sull’attività delle cellule staminali e differenziate e per disegnare approcci terapeutici per applicazioni pre-cliniche; e) rimodellamento cardiaco, attraverso la caratterizzazione delle basi molecolari dello scompenso cardiaco, del ruolo di fattori infiammatori e di isoforme di PKC nell'instaurarsi dell'ipertrofia. 2. Curriculum in Scienze e Tecnologie Cellulari Le tematiche su cui è incentrato il percorso formativo di questo curriculum del Dottorato sono: a) la regolazione del ciclo cellulare e dell'apoptosi: studio di regolatori molecolari delle vie intrinseca ed estrinseca di induzione dell’apoptosi, rapporti con i meccanismi che regolano il ciclo, sistemi di protezione dalla morte cellulare; b) la biologia delle cellule staminali spermatogoniali, è volta all’isolamento e alla caratterizzazione delle cellule staminali della spermatogenesi nei mammiferi incluso l’uomo, prerequisiti per il loro potenziale utilizzo in terapia medica, per la cura e prevenzione dell’infertilità e nei tumori delle cellule germinali. c) la regolazione dell'espressione genica e del differenziamento, con interesse verso i meccanismi del differenziamento della linea germinale maschile e femminile durante lo sviluppo delle gonadi e i segnali molecolari paracrini della componente somatica. d) le interazioni cellulari e la morfogenesi, con riferimento allo sviluppo delle gonadi, l'istogenesi di specifiche popolazioni cellulari delle gonadi, i meccanismi morfogenetici nello sviluppo di tubuli seminiferi e follicoli ovarici; e) omeostasi tissutale e trasformazione neoplastica: meccanismi di interazione fra alterazioni dell’omeostasi tissutale indotte da stimoli infiammatori (citochine e/o agenti che mimano infezioni patogene) e carcinogenesi o progressione tumorale in linee cellulari di vari tipi di iperplasia e di carcinoma e in vivo in modelli murini di xenotrapianti o ortotopici; cross-talk tra le vie di segnalazione attivate dai recettori dell’immunità innata e dagli oncogeni nell’instaurarsi dei fenotipi trasformati; ruolo dei meccanismi immunosoppressivi attivati nelle cellule tumorali e strategie per ripristinare la sorveglianza immunitaria antitumorale. 3. Curriculum in Biofisica Cellulare e Tissutale Il Curriculum in Biofisica Cellulare e Tissutale ha l’obiettivo di avviare i propri studenti ad inserirsi nelle attività di ricerca scientifica e professionali, sviluppando le loro capacità di gestione autonoma, efficiente e critica di un progetto di ricerca originale grazie all'acquisizione di competenze in: - fondamenti di biologia, fisiologia, biochimica e biologia molecolare dell'uomo; - tecniche di acquisizione ed analisi di biosegnali e immagini di interesse biomedico; - tecniche di modellizzazione dinamica di biosistemi.