Ateneo - UPO

Il modulo si propone di fornire una visione pratica del ruolo della chimica farmaceutica nello sviluppo di piccole molecole e nuove modalità chimiche, con particolare attenzione all’avanzamento di un candidato preclinico verso la fase clinica.
Saranno discussi i criteri chimico-farmaceutici che guidano la selezione del candidato preclinico, includendo proprietà drug-like, profilo ADME/PK e sviluppabilità sintetica. Il corso affronterà inoltre i principi fondamentali della chimica di processo, con particolare riferimento a robustezza, sicurezza, resa e sostenibilità della via sintetica.
Una parte del modulo sarà dedicata alla caratterizzazione del principio attivo (API), considerando identità, purezza e stabilità, insieme all’identificazione e al controllo delle principali impurezze. Saranno infine discusse le opportunità e le principali sfide di sviluppo associate alle modalità chimiche emergenti e alle strategie avanzate di chimica farmaceutica, con focus su approcci di degradazione mirata, quali PROTACs e molecular glues, coniugati anticorpo-farmaco (ADCs), macrocicli peptidici e non peptidici, e farmaci deuterati. Attraverso l’analisi di farmaci approvati e di candidati in fase preclinica avanzata o clinica, il corso intende promuovere un approccio critico e multidisciplinare allo sviluppo farmaceutico, rafforzando al contempo le capacità di ricerca, valutazione e comunicazione delle informazioni scientifiche, comprese quelle ottenute mediante strumenti di intelligenza artificiale.

• Dispense fornite a lezione
• Letteratura scientifica
• Linee guida ICH selezionate, in particolare:
ICH Q3A(R2) - Impurities in New Drug Substances
ICH M7(R2) - Mutagenic Impurities
ICH Q7 - Good Manufacturing Practice Guide for Active Pharmaceutical Ingredients
ICH Q11 - Development and Manufacture of Drug Substances
• Practical process research and development - N. G. Anderson – Academic Press

Al termine del modulo, le studentesse e gli studenti avranno acquisito conoscenze sul ruolo della chimica farmaceutica pratica nell’avanzamento di un candidato preclinico verso la fase clinica. Comprenderanno i criteri chimico-farmaceutici che guidano la selezione e lo sviluppo di un candidato. Conosceranno inoltre i principi fondamentali della chimica di processo, della sintesi non-GMP/GMP, della caratterizzazione dell’API e del controllo delle impurezze.

Frequenza al corso di Chimica Farmaceutica 1 del III anno.

Il corso combina lezioni frontali e attività di apprendimento attivo.
Le attività didattiche innovative comprenderanno:
• analisi e discussione di casi studio;
• lavori di gruppo.
Nell'ambito delle attività di gruppo, le studentesse e gli studenti potranno utilizzare strumenti di intelligenza artificiale come supporto alla raccolta e organizzazione delle informazioni e alla preparazione del caso studio finale.
Particolare attenzione sarà dedicata alla verifica critica delle informazioni ottenute, mediante consultazione della letteratura scientifica, delle fonti regolatorie e, ove pertinente, della letteratura brevettuale. Le attività saranno svolte in modo integrato con gli obiettivi dell’insegnamento multidisciplinare “Drug Discovery and Development” e finalizzate alla preparazione del caso studio oggetto della prova finale, con particolare riferimento all’avanzamento di un candidato preclinico verso la fase clinica.

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studenti-disabili-e-dsa. Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

La verifica dell'apprendimento avverrà nell'ambito della prova finale integrata dell'insegnamento Drug Discovery and Development.
L'esame sarà articolato in due parti.
Prova scritta. La prova scritta sarà comune ai diversi moduli dell'insegnamento e sarà finalizzata a verificare la conoscenza e la comprensione dei contenuti teorici trattati durante il corso.
La valutazione della prova scritta contribuirà al 60% del voto finale. Il voto della prova scritta sarà determinato come media ponderata delle valutazioni ottenute nei singoli moduli dell'insegnamento.
Presentazione orale di un caso studio. Le studentesse e gli studenti svilupperanno e presenteranno un caso studio multidisciplinare relativo al processo di Drug Discovery and Development. La presentazione si svolgerà nell'ultima giornata di lezione del corso e avrà l'obiettivo di valutare la capacità di integrare le conoscenze acquisite nei diversi ambiti disciplinari dell'insegnamento.Nella preparazione del lavoro gli studenti potranno avvalersi di strumenti di intelligenza artificiale generativa come supporto alla ricerca e all'elaborazione delle informazioni. Durante la presentazione dovranno essere in grado di descrivere come tali strumenti siano stati utilizzati, quali informazioni siano state successivamente verificate e quale contributo abbiano fornito allo sviluppo del lavoro.
La presentazione orale contribuirà al 40% del voto finale.

Criteri di valutazione
La valutazione complessiva terrà conto di:
1. conoscenza e comprensione dei contenuti disciplinari;
2. capacità di integrare competenze provenienti dai diversi moduli dell'insegnamento;
3. capacità di applicare le conoscenze a problematiche realistiche di sviluppo del farmaco;
4. autonomia di giudizio e capacità di analisi critica;
5. appropriatezza nell'utilizzo del linguaggio scientifico e tecnico;
6. qualità della presentazione e dell'argomentazione;
7. capacità di utilizzare e discutere criticamente le fonti informative impiegate nella preparazione del caso studio.

Il modulo affronterà il ruolo della chimica farmaceutica pratica nell’avanzamento di un candidato preclinico verso la fase clinica, con particolare attenzione alla valutazione della sviluppabilità chimica, sintetica e chimico-fisica della molecola.
Saranno discussi i criteri utilizzati per valutare un candidato farmaco oltre alla sola attività biologica, includendo proprietà drug-like, profilo ADME/PK, synthetic tractability. Verrà evidenziato come una molecola promettente dal punto di vista farmacologico non sia necessariamente adatta allo sviluppo se presenta limitazioni di solubilità, permeabilità, stabilità, scalabilità sintetica o controllo delle impurezze. Il corso introdurrà quindi il passaggio dalla sintesi esplorativa di laboratorio alla sintesi di sviluppo, con focus su route selection, chimica di processo e scale-up. Saranno trattati aspetti quali scelta della via sintetica, riduzione del numero di passaggi, resa complessiva, robustezza e riproducibilità del processo, sicurezza di reagenti e intermedi, scelta dei solventi, isolamento degli intermedi, strategie di purificazione alternative alla cromatografia e sostenibilità del processo.
Una parte del modulo sarà dedicata alla produzione e al controllo del candidato selezionato, distinguendo tra sintesi non-GMP e GMP in funzione delle diverse fasi dello sviluppo preclinico e clinico. Saranno affrontati i principi di caratterizzazione dell’API, includendo identità, purezza, stabilità, solventi residui, impurezze elementali, impurezze di processo e potenziali impurezze mutagene.
Saranno inoltre discusse le opportunità e le principali sfide associate alle nuove modalità chimiche e alle strategie avanzate di chimica farmaceutica. Particolare attenzione sarà dedicata a degradatori proteici, quali PROTACs e molecular glues, e ai coniugati anticorpo-farmaco (ACD), che pur includendo componenti di natura small-molecule presentano caratteristiche chimico-fisiche, farmacologiche e di sviluppabilità diverse rispetto ai farmaci tradizionali.
Il modulo includerà infine esempi relativi a inibitori covalenti, macrocicli peptidici e non peptidici, e farmaci deuterati, evidenziando come ciascuna classe di molecole richieda criteri specifici di progettazione, ottimizzazione e sviluppo. Nell’ambito dei farmaci deuterati saranno discussi approcci di deuterium switch e strategie di progettazione de novo, con particolare attenzione agli effetti dell’introduzione del deuterio su stabilità metabolica, proprietà chimico-fisiche, selettività/specificità, tossicità. Le diverse tematiche saranno integrate mediante analisi e discussione di casi studio, anche a supporto della preparazione del caso studio finale previsto dall’insegnamento multidisciplinare.

Conoscenza e comprensione. Al termine del modulo, le studentesse e gli studenti avranno acquisito conoscenze sul ruolo della chimica farmaceutica pratica nell’avanzamento di un candidato preclinico verso la fase clinica. Comprenderanno i criteri chimico-farmaceutici che guidano la selezione e lo sviluppo di un candidato. Conosceranno inoltre i principi fondamentali della chimica di processo, della sintesi non-GMP/GMP, della caratterizzazione dell’API e del controllo delle impurezze.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Le studentesse e gli studenti saranno in grado di valutare criticamente la sviluppabilità di un candidato preclinico, integrando proprietà chimico-fisiche, profilo ADME/PK e synthetic tractability. Sapranno riconoscere le principali criticità associate al passaggio dalla sintesi esplorativa alla sintesi di sviluppo, considerando robustezza della via sintetica, sicurezza, resa, sostenibilità, scalabilità e qualità della sostanza attiva. Saranno inoltre in grado di applicare tali concetti all’analisi/studio di piccole molecole, inclusi i farmaci deuterati, e nuove modalità chimiche in Drug Discovery and Development.
Autonomia di giudizio. Gli studenti e le studentesse saranno in grado di analizzare criticamente documenti e informazioni relativi a farmaci già in commercio, in fase preclinica avanzata o in sviluppo clinico, con particolare attenzione agli aspetti chimico-farmaceutici. Saranno, inoltre, in grado di integrare fonti scientifiche diverse, inclusa letteratura primaria, secondaria e grigia, valutando criticamente l’affidabilità, la qualità e la rilevanza delle informazioni reperite, comprese quelle generate mediante strumenti di intelligenza artificiale.
Abilità comunicative. Le studentesse e gli studenti avranno consolidato le proprie capacità di comunicazione scientifica, modulando il linguaggio in base alla natura dell’audience. Saranno in grado di presentare in modo chiaro e rigoroso le criticità chimico-farmaceutiche associate allo sviluppo di un candidato farmaco e di contribuire alla costruzione di un pitch efficace nell’ambito del caso studio multidisciplinare.
Capacità di apprendimento. Il corso fornirà strumenti concettuali utili per comprendere le attività di sviluppo farmaceutico svolte in ambito industriale e per affrontare tematiche avanzate relative alla progettazione, all'ottimizzazione e all'industrializzazione dei medicinali. Sarà inoltre stimolata la capacità di utilizzare in modo responsabile e consapevole strumenti innovativi per l'acquisizione e l'elaborazione delle informazioni scientifiche.