Ingegneria biochimica

La Sanità, cruciale per il benessere fisico e mentale delle persone, è uno dei maggiori settori interessati dalla trasformazione digitale. Il volume si propone di raccontare la profonda trasformazione in corso attraverso la presentazione di dieci casi di studio. I casi, che spaziano dalle applicazioni di telemedicina all’uso della robotica e dell’intelligenza artificiale, descrivono come stanno cambiando i processi di diagnosi, cura e assistenza mettendo anche in luce le implicazioni clinico-sanitarie, sociali e organizzative che derivano dall’adozione delle tecnologie digitali in un’ottica multi-stakeholder. Destinato principalmente a studenti e studentesse dei corsi di Laurea Magistrale della Classe di Ingegneria Biomedica, il volume potrà risultare di interesse per direttori e direttrici sanitari, manager, professionisti e professioniste che operano nella sanità e intendono avviare o accelerare percorsi di trasformazione digitale, oltre che per cittadine e cittadini curiosi di approfondire gli elementi che caratterizzano la trasformazione in corso nel mondo della sanità.

Perché siamo come siamo? Qual è il contributo della genetica e quanto siamo invece influenzati dall’ambiente in cui cresciamo e viviamo? È proprio vero che parte del nostro DNA è spazzatura? E la terapia genica per quali malattie funziona? 50 concetti basilari della genetica vengono affrontati in modo rigoroso ma allo stesso tempo fruibile da tutti, dando ampio spazio alle domande chiave che riguardano il nostro presente e futuro, dagli OGM alla clonazione, dalla vita artificiale “programmata” alla medicina d’avanguardia.

Nonostante siano protagoniste della scienza e della società da diversi decenni, le biotecnologie sono ancora avvolte da una nube di mistero. Termini complessi come transgenesi, biorisanamento, terapia genica, bioeconomia e biomimetica stanno entrando sempre più nel linguaggio dei mass media, senza tuttavia il dovuto approfondimento. Stefano Bertacchi ci accompagna in un viaggio nel mondo delle biotecnologie, affrontando temi attuali e scottanti come gli OGM, le bioplastiche, la clonazione, la PCR, l’editing genomico, la biologia sintetica, i farmaci e i vaccini ricombinanti, partendo dalle basi della biologia e dell’ingegneria genetica. Il libro analizza con chiarezza e rigore le biotecnologie legate al settore alimentare, industriale, ambientale e medicale, fondamentali per lo sviluppo delle innovazioni di frontiera del prossimo futuro, che già sono intorno a noi.

L'impatto della tecnologia sullo sport è in rapido aumento, favorito dal progresso tecnologico e dalla digitalizzazione. Questa scuola si propone di offrire agli studenti una panoramica delle ultime tendenze e degli strumenti operativi per valutare e migliorare le prestazioni degli atleti, per prevenire o recuperare da infortuni e per supportare il personale tecnico attraverso approcci di bioingegneria. Le attività della scuola includono lezioni tenute da esperti riconosciuti e progetti computazionali pratici su come costruire un "passaporto digitale per atleti". Questo integra metriche per il monitoraggio del sistema muscoloscheletrico, cardiovascolare, respiratorio e metabolico dell'atleta, nonché analisi dei dati sportivi sul campo, per migliorare l'allenamento sportivo, perfezionare il movimento atletico e i gesti sportivi e ridurre il rischio di infortuni.

Lavorare con il DNA significa stare al passo con lo straordinario progresso che negli ultimi anni sta investendo le tecnologie di sequenziamento e di modifica del DNA. La terza edizione italiana di Biotecnologie molecolari registra gli indispensabili aggiornamenti in quest’ambito e ne rende facilmente comprensibili i principi generali e le applicazioni. Il testo, infatti, si distingue per la semplicità con cui sono spiegate le tecniche biomolecolari, grazie anche alla presenza di oltre 250 illustrazioni, e per come ne descrive le ricadute sulla biologia moderna e sui settori medico, agricolo, forense e archeologico. Tra gli aggiornamenti più importanti, l’editing genomico (tecnologie CRISPR) è stato rivisto e approfondito, illustrandone gli aspetti tecnici e pratici, compresi quelli in ambito agrario. Anche i capitoli dedicati all’analisi del DNA sono stati ampliati e ora includono le tecniche di PCR più innovative e le forme di sequenziamento di nuova generazione, fronti in continuo spostamento. Largo spazio è dedicato alla trascrittomica e alla proteomica, con le loro ricadute pratiche nella ricerca e nella medicina, e sono inoltre trattati per la prima volta argomenti come l’analisi delle curve di fusione dei prodotti della real time PCR, l’identificazione genetica delle mutazioni coinvolte nelle malattie umane e gli studi sugli incroci tra Homo neanderthalensis e Homo sapiens. Anche gli ultimi quattro capitoli, che si occupano di applicazioni biotecnologiche del clonaggio e dell’analisi del DNA, sono stati aggiornati. Con l’app Guarda! si possono visualizzare i video e attivare i quiz interattivi anche sullo smartphone. Terry A. Brown è professore emerito di Archeologia biomolecolare presso la School of Earth and Environmental Sciences della University of Manchester. È autore di importanti libri di genetica, genomica e biochimica e ha pubblicato oltre 150 articoli scientifici. Le risorse multimediali: online.universita.zanichelli.it/brown3e A questo indirizzo sono disponibili le risorse multimediali di complemento al libro. Per accedere alle risorse protette è necessario registrarsi su my.zanichelli.it inserendo il codice di attivazione personale contenuto nel libro. Libro con ebook: Chi acquista il libro nuovo può accedere gratuitamente all’ebook, seguendo le istruzioni presenti nel sito. L’ebook si legge con l’applicazione Booktab, che si scarica gratis da App Store (sistemi operativi Apple) o da Google Play (sistemi operativi Android). L’accesso all’ebook e alle risorse digitali protette è personale, non condivisibile e non cedibile, né autonomamente né con la cessione del libro cartaceo.

L'edificio molecolare della ricerca si è arricchito di un nuovo mattone, una terapia rivoluzionaria, con la quale si stanno ottenendo risultati clinici importanti nella lotta contro i tumori. ...La comunità scientifica ha fatto proprie le opportunità innovative dell'editing genetico, è entrata in modo preciso nelle cellule immunitarie, le ha educate, le ha armate di particolari rivelatori, che riconoscono, indirizzano e portano i linfociti "killer" sulle cellule tumorali da aggredire e annientare. Così ha preso l'avvio la terapia con cellule CAR-T (CAR: chimeric antigen receptor;), da "paziente a paziente", con la quale il sistema immunitario diventa la fonte di nuove terapie per ottimizzare la medicina di precisione del futuro. Oggigiorno la bioscienza ci fa conoscere gli arcani misteri pieni di fascino della vita. Non è l'elisir di lunga vita che dobbiamo inseguire, ma il perché e il per come siamo arrivati fin qua.

L'evoluzione della bioingegneria sta attraversando un periodo ricco di opportunità. Oggi l'informatica e la scienza dei materiali consentono di stampare oggetti tridimensionali e questi potrebbero essere costituiti anche da cellule. I materiali vengono realizzati con strutture sempre più piccole, nanometriche, la fisica della materia ci consente di studiare anche la biologia. I robot non sono più la fantascienza del 20° secolo, ma gli aiutanti del 21° e, grazie alle nuove funzioni cognitive, rendono disponibili soluzioni per il trattamento delle malattie. La medicina propone di affrontare le cause delle malattie e non solo gli effetti. La medicina personalizzata guarda al genoma, la diagnosi preventiva non è più organica. Le malattie non trasmissibili quali il cancro, il diabete, le patologie neurodegenerative, l'obesità sono la sfida per una popolazione che invecchia. Questo volume affronta tutti questi temi ponendo questioni ancora aperte che certamente individuano nella bioingegneria un attore centrale per generare nuova conoscenza sulla fisiopatologia umana e studiare soluzioni tecnologicamente innovative per problemi nuovi.