Biologia de Sistemas e Biologia Sintética

Código:

EBE0226

Sigla:

BSBS

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biotecnologia Molecular

Ocorrência: 2015/2016 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Biologia Molecular
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	25	Plano de estudos oficial	4	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

 

Objetivos: (i) providenciar uma base de conhecimentos sobre Biologia Sintética de a que estudantes com trajetos diferentes possam perceber as potencialidades desta nova tecnologia na investigação (ii) Incentivar uma atitude crítica e rigorosa de pensamento e discussão sobre temas de Biologia Sintética. (iii) Instruir sobre os fenómenos envolvidos na relação cinética e dinâmica do sistema organismo humano-fármaco, nomeadamente, libertação, absorção, distribuição, eliminação e resposta. (iv) Elucidar sobre a aplicação da modelação farmacocinética-farmacodinâmica populacional (modelos não lineares de efeitos mistos) e respetiva estimação bayesiana no desenvolvimento de fármacos e na individualização posológica de tratamentos farmacógicos na prática clínica. (v) Demonstrar como as variáveis genómicas podem ser usadas na personificação de tratamentos farmacológicos como fontes de variabilidade farmacocinética-farmacodinâmica (ex. Polimorfismos genéticos nas CYP450)

Resultados de aprendizagem e competências

 

Competências: (i) desenho e construção "in silico" de partes, módulos e circuitos sintéticos. (ii) otimização de codões e identificação de locais neutros no genoma do chassis (iii) treino em análise de artigos científicos originais, lógica do desenho experimental e comunicação e oral

 

Biologia de sistemas: Os estudantes devem ser capazes de entender o comportamento do fármaco no organismo e estabelecer as relações matemáticas que prevêm o referido comportamento. Devem ser capazes de desenvolver modelos farmacocinético-farmacodinâmicos, com a inclusão de variáveis genómicas, que possam ser aplicados na prática clínica, com o objetivo de personificar os tratamentos, maximizando a efetividade e minimizando a toxicidade.

 

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Biologia Sintética: genes e genomas sintéticos. Noção de parte biológica padronizada (bio-lego) e otimização de codões. Requisitos dos chassis. Montagem de módulos e circuitos e introdução nos chassis. Previsão do comportamento do sistema. Conceitos de genoma mínimo, cromossoma sintético, expansão do código genético e células/vida artificiais.

Biologia de Sistemas: 

1. Farmacometria: A ciência que explica quantitativamente a relação cinética e dinâmica do sistema organismo – fármaco
2. Princípios gerais da Farmacocinética básica
   1. Estapas do fármaco no organismo: Processos LADMER
   2. Aspectos matemáticos dos processos farmacocinéticos e farmacodinâmicos
   3. Análise compartimental e não compartimental
3. Administração de fármacos por via Intravenosa
   1. Modelos monocompartimentais e bicompartimentais
   2. Bólus IV e Perfusão IV: dose única e doses múltiplas
4. Administração de fármacos por via extravasal
   1. Modelos monocompartimentais e bicompartimentais
   2. Dose única e doses múltiplas
5. Cinéticas não lineares
   1. Dose e tempo dependentes
6. Modelos dinâmicos
   1. Modelos diretos e de compartimento efeito
   2. Modelos de reposta indireta
   3. Fundamentos da estimação computacional
   4. Modelos de transdução de sinal
   5. Modelos de receptores e união ao receptor
7. Modelação populacional
   1. Introdução a análise populacional
   2. Construção de modelos populacionais
   3. Qualificação dos modelos e verificação dos pressupostos
   4. Métodos de estimação NONMEM
8. Farmacogenómica e os micro-arrays
   1. Microarrays: a metodologia de análise genómica
   2. Polimorfismos genéticos e implicação nos modelos matemáticos cinéticos e dinâmicos.

 

Bibliografia Obrigatória

Douglas J. Futuyma;; Evolution, INCPublishers, 2005
Daan Frenkel e B. Smit; ; Understanding Molecular Simulation, Academic Press, 2002
Andrew Leach; Molecular Modelling: Principles and Applications, Prentice Hall, 2001. ISBN: 0582382106
Arieh Y. Ben-Naim; Statistical Thermodynamics for Chemists and Biochemists, Plenum Press, 1992

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

 

Após uma introdução à Biologia Sintética e à sua terminologia específica, o ensino vai ser baseado na apresentação de casos de estudo.Estas apresentações serão acompanhadas por períodos de discussão. Para além disso, os estudantes farão o desenho e construção de partes, módulos e circuitos sintéticos recorrendo a ferramentas informáticas e bases de dados. Os instrumentos de avaliação incluem apresentação e discussão de artigos científicos originais.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Prova oral	20,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Classificação miníma de 40% a cada uma das componentes.

Fórmula de cálculo da classificação final

Exame final (10 valores) + apresentação e discussão de artigos (4 valores)+ Trabalho laboratorial (6 valores)