45995 - PROGETTAZIONE DEI FARMACI

insegnamento

ID:

45995

Tipo Insegnamento:

Obbligatorio

Durata (ore):

48

CFU:

SSD:

CHIMICA FARMACEUTICA

Url:

Dettaglio Insegnamento:

CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE/PERCORSO COMUNE Anno: 4

Dettaglio Insegnamento:

CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE/PERCORSO COMUNE Anno: 4

Anno:

2024

Periodo di attività

Secondo Semestre (17/02/2025 - 31/05/2025)

Obiettivi Formativi

L’obiettivo principale del corso è quello di fornire a studenti e studentesse le basi delle principali metodiche utilizzate nella progettazione dei farmaci. Al termine dell’insegnamento, si dovrà avere ben chiaro il concetto di lead compound come passaggio chiave nella progettazione dei farmaci, conoscere le varie strategie per arrivare ad identificare un nuovo lead e successivamente gli approcci più utilizzati per ottimizzarne l’attività fino ad originare un candidato farmaco. Obiettivo importante del corso è la conoscenza ed applicazione dei concetti di isosteria, bioisosteria, modulazione chimica di una molecola attraverso processi di semplificazione e/o complicazione molecolare, identificazione del farmacoforo, QSAR e tecniche base di chimica computazionale, progettazione di profarmaci. A corredo, verranno acquisite conoscenze di base sulla brevettazione ed altre valorizzazioni delle nuove scoperte nel campo farmaceutico.

Prerequisiti

Superamento degli esami di Chimica Organica I e II.
Superamento dell'esame di Chimica Farmaceutica e Tossicologica I.

Metodi didattici

Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso.
Durante le lezioni vengono riportati molti esempi di applicazioni pratiche di costruzioni di farmaci prese dalla letteratura, dove vengono discusse le motivazioni ed i ragionamenti utilizzati ed eventuali ulteriori sviluppi intrapresi.

Verifica Apprendimento

La prova d’esame è orale e lo studente/la studentessa deve dimostrare di conoscere gli approcci base seguiti per l’individuazione di un lead e la sua ottimizzazione, secondo metodologie classiche e moderne, come discusso a lezione. La verifica delle conoscenze acquisite potrà essere completata con esercizi in cui, a partire da una molecola base si richiede di proporre un certo numero di analoghi strutturali che possono modificarne le caratteristiche, attraverso modulazioni isosteriche, di semplificazione o complicazione molecolare, o la proposta di strutture di profarmaci adeguati, seguendo le regole di una progettazione razionale e una chimica plausibile.

Testi

1) G. L. Patrick, Chimica Farmaceutica, III edizione, EdiSES 2015
2) E. Stevens, Chimica Farmaceutica. I processi di scoperta dei farmaci, Piccin, 2015.
3) A. Gasco, F. Gualtieri, C. Melchiorre, Chimica Farmaceutica, Casa Editrice Ambrosiana, 2020.
4) R. B. Silverman, M. W. Holladay, Manuale di Chimica Farmaceutica. Progettazione, Meccanismo d’Azione e Metabolismo dei Farmaci, Edra, 2015.

Contenuti

Scelte alla base della progettazione di nuovi farmaci. Scelta della malattia e del target. Brevettabilità del nuovo farmaco come parametro nella scelta della progettazione, concetti base sul patent farmaceutico. I farmaci orfani. Metodi classici di progettazione dei farmaci. Metodiche per l’individuazione di composti “Hit” e sviluppo verso l’ottenimento di composti “Lead”. Sintesi combinatoriale. Librerie di frammenti. Strategie chimiche mirate alla ottimizzazione delle caratteristiche farmacocinetiche e farmacodinamiche di un Lead: ottimizzazione dell'interazione e della selettività di un lead con il bersaglio, modulazione strutturale mediante la variazione delle caratteristiche lipofile, elettroniche e steriche. Isosteri e bioisosteri. Strategie di semplificazione e complicazione molecolare di un lead. Stereochimica e farmaci. Progettazione mirata di profarmaci. Relazioni quantitative struttura-attività biologica (QSAR). Concetti alla base del molecular modelling: pro e contro dei modelli quantomeccanici e di meccanica molecolare. Concetti di farmacoforo 3D, CoMFA, il Protein Data Bank, virtual screening, docking e relativo scoring. Dinamica molecolare: basi concettuali. Alcuni esempi di progettazione di nuovi farmaci: le diverse generazioni di inibitori di EGFR. Approcci innovativi di progettazione: il sistema Proteolysis-Targeting Chimera (PROTAC). Concetti base di intelligenza artificiale applicata alla scoperta di nuovi farmaci.