Ateneo - UPO

Definizione di chimica farmaceutica. Assorbimento. Metabolismo. Legami coinvolti nell’interazione con il sito d’azione. Ruolo della stereochimica nell’interazione al sito d’azione. I possibili target di un farmaco. I recettori come target del farmaco. Gli enzimi come target del farmaco. Miscellanea. Drug discovery. Hit compound e lead compound. Individuare il hit e lead compound. Individuare molecole drug-like. Drug optimization. Ottimizzare l’interazione con il target. Ottimizzare l’accesso al target.

G. Costantino, G. Sbardella, Chimica Farmaceutica, EdiSES A. Gasco, F. Gualtieri, C. Melchiorre Chimica Farmaceutica Casa Editrice Ambrosiana; W. Foye, Principi di Chimica Farmaceutica, Piccin; E. Stevens, Medicinal Chemistry: The Modern Drug Discovery Process, Pearson.

1. Conoscenze e capacità di comprensione. Al termine del corso la studentessa o lo studente conoscerà e comprenderà i concetti base della chimica farmaceutica, in particolare il percorso seguito dal farmaco nell'organismo, dalla fase farmaceutica alla fase farmacodinamica. Lo studente verrà inoltre istruito sulle strategie alla base del drug discovery, del drug design e del drug development. 2. Capacità di applicare le conoscenze e la comprensione. Sia per i farmaci trattati specificamente che per composti analoghi, la studentessa o lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze e la comprensione acquisite al riconoscimento delle strutture, alla discussione delle loro proprietà chimiche e chimico-fisiche, del loro meccanismo d’azione e delle relazioni tra la struttura e l’attività biologica, delle proprietà metaboliche e alla proposta di possibili vie di sintesi per la loro produzione. 3. Gestione delle conoscenze acquisite al fine dell'espressione di giudizi relativi a relazioni struttura-attività, metabolismo e tossicità correlata, produzione, interazioni tra farmaci. Inoltre, allo studente verranno forniti gli strumenti necessari per applicare queste capacità alla valutazione critica di testi ed articoli di chimica farmaceutica. 4. Abilità nella comunicazione, nel sapere illustrare, anche in modo originale, un argomento trattato a lezione, saper rispondere adeguatamente a domande, critiche, suggerimenti. 5. Capacità di apprendere e imparare a gestire in modo dinamico e il più possibile autonomo il proprio insieme di conoscenze sulla chimica dei farmaci.

Il superamento di tutti gli esami del 1° anno è propedeutico a tutti gli esami del terzo anno. Le conoscenze in biochimica, fisiologia e patologia sono necessarie per la piena comprensione del corso.

Il corso consiste in lezioni frontali con il supporto di slide che vengono fornite agli studenti all'inizio del corso. Si presenteranno gli argomenti sia generali che specifici del corso, fornendo le nozioni essenziali per la comprensione dell'argomento trattato e, anche cercando di aprire discussioni con gli studenti, illustrando come raggiungere competenze, trasferibili da una classe all'altra di farmaci, sulla previsione delle proprietà chimiche e chimico-fisiche dei farmaci partendo dalla loro struttura, sull'individuazione degli elementi strutturali fondamentali per il meccanismo d'azione dei farmaci, sulla presenza di alert groups che possono portare a fenomeni di tossicità. Al termine di ciascun modulo verranno anche svolti esercizi alla lavagna in preparazione allo svolgimento dell'esame.

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.

L’esame consiste in una prova scritta con domande a carattere teorico e coprono il programma affrontato da un punto di vista nozionistico. Alcune domande vertono invece su una molecola di farmaco di cui viene fornita dal docente la struttura chimica e riguardo alla quale occorre sapere identificare centri acidi, basici, stereogenici, interazioni intermolecolari, possibili reazioni metaboliche, rispetto o meno della regola di Lipinski, etc. Per raggiungere la sufficienza lo studente dovrà rispondere in maniera corretta a più della metà delle domande. Attraverso tali verifiche, verrà accertato che la studentessa o lo studente abbia raggiunto gli obbiettivi di conoscenza e comprensione dei contenuti, la capacità di esporli in modo chiaro e corretto, la capacità di applicare conoscenze e competenze acquisite a problemi specifici riguardanti aspetti chimico-farmaceutici sulle classi di farmaci trattati.

Definizione di chimica farmaceutica Assorbimento. Meccanismi di assorbimento. Trasporto passivo. Coefficiente di ripartizione. Legge di Fick. Trasporto per coppia ionica. Trasporto carrier-mediato. Trasporto vescicolare. Trasporto paracellulare. L’assorbimento nella via di somministrazione orale: metabolismo di primo passaggio. Distribuzione. Legame con le proteine plasmatiche. F Metabolismo di fase I e di fase II. Effetti del metabolismo. Soft e hard drugs. Legami coinvolti nell’interazione con il sito d’azione. Legame covalente. Legame ionico. Interazione dipolo-dipolo e ione-dipolo. Legame a idrogeno. Legame alogeno. Trasferimento di carica. Interazioni di van der Waals. Interazioni idrofobiche. Interazioni pi greco-pi greco. Ruolo della stereochimica nell’interazione al sito d’azione. Modello del contatto a tre punti. Regola di Pfeiffer. Eutomero, distomero, rapporto eudismico. Chiral switch. Metodi per l’ottenimento di farmaci enantiomericamente puri. I possibili target di un farmaco. Farmaci strutturalmente specifici e aspecifici. I recettori come target del farmaco. Gli enzimi come target del farmaco: inibitori che agiscono sul sito attivo, inibitori reversibili competitivi, non competitivi, irreversibili, analoghi dello stato di transizione, inibitori per suicidio. Miscellanea: farmaci diretti alle proteine di trasporto, farmaci diretti alle proteine di struttura, farmaci che interferiscono con le interazioni proteina-proteina, farmaci diretti ai lipidi Drug discovery Hit compound e lead compound. Scegliere la malattia, il target, il test biologico. High-throughput screening, screening per NMR, virtual screening. Sintesi parallela e combinatoriale. Individuare il lead compound: prodotti naturali, serendipity, modifiche del ligando naturale, farmaci me-too, SOSA approach, screening di librerie di composti, de novo drug design, fragment-based drug design. Come individuare molecole drug-like. Regola di Lipinski e di Veber. Drug optimization Ottimizzare l’interazione con il target: relazioni struttura-attività, isosteria e bioisosteria, bioisosteri classici e non classici, identificazione del farmacoforo, varie strategie di drug design (estensione della struttura, estensione/contrazione di catena, omologia, vinilogia, benzologia, espansione/contrazione d’anello, variazioni d’anello, fusione di anelli, semplificazione della struttura, irrigidimento della struttura, bloccanti conformazionali, twin drug e ibridi). Ottimizzare l’accesso al target: migliorare le proprietà idrofobiche/idrofiliche, rendere il farmaco più o meno resistente alla degradazione chimica o enzimatica, prodrug, mutue prodrug. Esercitazioni alla lavagna con esempi di molecole di farmaco (riconoscimento gruppi funzionali, centri acidi, basici, stereogenici, possibili interazioni intermolecolari, possibili reazioni metaboliche, etc.)

La studentessa o lo studente avrà appreso i principi base della chimica farmaceutica, dagli aspetti farmacocinetici a quelli farmacodinamici, aspetti che verranno declinati nei successivi corsi di Farmaci Antitumorali , Chemioterapia Antimicrobica e Chimica Farmaceutica speciale, quando verranno trattate le varie classi di farmaci. Sarà inoltre grado di applicare tali principi generali ad una molecola di farmaco della quale sarà in grado di valutare aspetti chimici, metabolici, di drug-likeness. Avrà inoltre appreso il ruolo della chimica farmaceutica nel percorso di drug discovery e di drug design e le strategie che possono essere messe in atto per migliorare le proprietà di una molecola in termini farmacocinetici e farmacodinamici.