“Secondo la definizione IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), La chimica farmaceutica è una disciplina chimica che coinvolge aspetti di scienze biologiche, mediche e farmaceutiche. Riguarda l’invenzione, la scoperta, la progettazione, l’identificazione e la preparazione di composti biologicamente attivi, lo studio del loro metabolismo, l’interpretazione dei loro meccanismi d’azione a livello molecolare e la costruzione delle relazioni struttura e attività (S.A.R.), che indicano il rapporto tra la struttura chimica e l’azione farmacologica per una serie di composti.” (da prefazione ” Foye’s: principi di chimica farmaceutica”).

 In considerazione di ciò, la prima parte del corso (parte generale) si propone di fornire agli studenti alcuni concetti teorici generali della chimica farmaceutica, necessari a comprendere l’azione dei farmaci, con accenni ai principali approcci di studio delle relazioni tra struttura chimica ed attività biologica.

A questo scopo, verranno spiegate le proprietà chimico-fisiche dei farmaci: comportamento acido-base, solubilità, lipofilia, effetti elettronici dei sostituenti, dimensione molecolare, reattività, stereochimica, interazioni farmaco-recettore.

Saranno inoltre trattati i seguenti argomenti:

- alcuni metodi impiegati nella scoperta e nello sviluppo dei farmaci (es:identificazione di composti guida attraverso screening ad alto rendimento, approcci razionali e serendipity; strategie di ottimizzazione dei composti guida per ottenere candidati allo sviluppo pre-clinico);

- meccanismi molecolari alla base dell’azione dei farmaci (attivazione/inibizione di recettori o enzimi); 

- fattori che influenzano il decorso farmacocinetico (assorbimento, distribuzione, metabolismo, eliminazione) e la tossicità dei farmaci.

La seconda parte del corso (sistematica), oltre ad illustrare i risultati raggiunti dalla ricerca farmaceutica, mira a fornire una dimostrazione pratica dei concetti presentati nella parte generale.

Tratterà le principali classi di farmaci attivi sul sistema nervoso centrale e periferico, e sul sistema immunitario. Per ciascuna classe, partendo dalla scoperta delle sostanze guida, si esamineranno le relazioni tra struttura, proprietà chimico-fisiche, farmacodinamica (meccanismi molecolari alla base dell'azione biologica) e farmacocinetica.

Nel complesso il corso mira a trasferire conoscenze caratterizzanti ed indispensabili a ricoprire ruoli professionali in ambito farmaceutico.

L'insegnamento affronterà i seguenti argomenti secondo l'ordine sotto indicato:

Aspetti storici e generali sulla scoperta dei farmaci e sullo sviluppo della chimica farmaceutica.

Principali target molecolari: recettori canale ligando-dipendenti, recettori canale voltaggio-dipendenti, recettori accoppiati a proteine G, recettori nucleari (fattori di trascrizione); agonisti, antagonisti, agonisti inversi; affinità, potenza, efficacia, curve dose-risposta e test di binding; enzimi e inibitori enzimatici.

Interazioni farmaco-recettore e forze coinvolte: forze di London o interazioni di Van der Waals, interazioni idrofobiche, legame a idrogeno, interazione a trasferimento di carica, coordinazione ione-metallo, interazione dipolo-dipolo, interazione ionica e ione-dipolo, interazione catione-∏, legame covalente. Stereoisomeria e interazioni stereospecifiche. Isomeria conformazionale, analoghi rigidi e studio della conformazione bioattiva. Individuazione del farmacoforo.

Proprietà chimico-fisiche dei farmaci: effetti dei sostituenti (elettronici, lipofili, sterici), metodi di misura, accenni Q.S.A.R ed equazioni Ferguson e Hansch; comportamento acido-base ed equazione di Henderson-Hasselbach; lipofilia, coefficiente di ripartizione e coefficiente di distribuzione; solubilità, predizione solubilità e velocità di dissoluzione; potere ottico rotatorio; dimensioni molecolari.

Forme farmaceutiche e vie di somministrazione. Farmacocinetica: tratto gastro intestinale, meccanismi di assorbimento, permeabilità capillare nei diversi distretti dell'organismo e barriera emato-encefalica; proprietà chimico-fisiche e comportamento farmacocinetico; regola di lipinski; principali parametri farmacocinetici e loro determinazione (AUC, biodisponibilità, Cmax, Tmax, Css, volume apparente di distribuzione, clearance, % di legame a proteine plasmatiche, T1/2 e durata di azione.)

Reazioni metaboliche di Fase I e Fase II (ossidazioni, riduzioni, idrolisi, coniugazioni); tossicità dei farmaci.

Ottimizzazione dell'attività del farmaco: composto guida (prototipo o lead) e modifica dei gruppi funzionali. Isosteria, bioisosteria e profarmaci.

Classificazione dei farmaci.

Farmaci attivi sulla neurotrasmissione colinergica (agonisti e antagonisti muscarinici, inibitori dell'acetil colinesterasi, antagonisti nicotinici).

Anestetici locali.

Analgesici maggiori (oppioidi).

Analgesici minori: antipiretici e antiinfiammatori non stereoidei (paracetamolo, COX1/COX2 inibitori, antigottosi).

Corticosteroidi.

Antistaminici (anti H1) e antiallergici correlati.

Farmaci attivi sulla neurotrasmissione dopaminergica (antipsicotici e antiparkinson).

Farmaci attivi sulla neurotrasmissione serotoninergica e nor-adrenergica (antidepressivi).

Farmaci attivi sulla neurotrasmissione GABAergica (Anticonvulsivanti, Ansiolitici, Ipnotici, Sedativi, miorilassanti centrali).

Chimica organica, Biochimica e Fisiologia

- Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i concetti e i contenuti previsti dal corso, rispondendo ad apposite domande, in forma di prova scritta e, successivamente, orale.

- Lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di applicare le conoscenze e la logica acquisite per formulare ipotesi plausibili sul comportamento farmacodinamico e farmacocinetico di specifiche sostanze.

- Lo studente dovrà essere in grado di comunicare in maniera chiara e comprensibile le risposte alle domande proposte, utilizzando, dove occorre, la terminologia e gli schemi tipici del linguaggio matematico-fisico, chimico, biologico, farmacologico, medico.

-Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze necessarie ad intraprendere lo studio di materie affini al corso stesso e/o di livello più avanzato.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Non sono previste attività a supporto della didattica. Eventuale materiale di supporto ai testi di studio indicati potrà essere richiesto al docente.

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni a fine argomento

Obblighi

La frequenza è consigliata ma non obbligatoria.

Per affrontare i contenuti del corso è necessario aver acquisito le seguenti conoscenze:

a) Struttura delle principali biomolecole: amminoacidi, peptidi e proteine; zuccheri e glucidi; acidi grassi, glicerolo, colesterolo, lipidi e fosfolipidi, basi puriniche e pirimidiniche, nucleosidi e nucleotidi, DNA ed RNA; vitamine.

b) Principali meccanismi di reazione in chimica organica: SN1 e 2; sostituzione nucleofila acilica (SNAC); sostituzione elettrofila aromatica; eliminazione; reazione di Michael (di addizione nucleofila a carbonili alfa,beta-insaturi); reazione di Diels-Alder (reazioni elettrocicliche); reazioni di ossidazione e riduzione; formazione di emiacetali, acetali, emichetali e chetali; reazioni radicaliche.

Testi di studio

Testo di riferimento:

W.O Foye, T.L. Lemke, D.A. Williams: "Principi di Chimica Farmaeutica". Piccin (capitoli 1-4, 7-9, 13-18, 20, 28, 31, 32)

Testi di consultazione:

G. Greco: "Farmacocinetica e farmacodinamica su basi chimico-fisiche". Loghia.

G.L. Patrick: "Introduzione alla chimica farmaceutica". EdiSES, Napoli.

A. Gasco, F. Gualtieri, C. Melchiorre: "Chimica farmaceutica". Casa Editrice Ambrosiana.

R. B. Silverman, M. W. Holladay: "Manuale di chimica farmaceutica. Progettazione, meccanismo d'azione e metabolismo dei farmaci". Edra, Milano.

C.G. Wermuth: "Le applicazioni della chimica farmaceutica", EdiSES, Napoli.

Laurence Brunton, Bruce A. Chabner, Björn C. Knollmann: "Goodman & Gilman: Le basi farmacologiche della terapia", Zanichelli

Bertram G. Katzung e P. Preziosi: "Farmacologia generale e clinica", Piccin.

Testi universitari di: Biologia Generale, Chimica Generale e Organica, Chimica Biologica, Fisiologia Generale, Farmacologia e Patologia Generale.

Modalità di
accertamento

Prova orale, subordinata al superamento di una prova scritta della durata di due ore (domande aperte).

NB: l'esame si può sostenere una sola volta nelle sessioni con due appelli (es: sessione  autunnale), e non più di due volte nelle sessioni con tre o quattro appelli  (es: sessione estiva con annesso appello straodinario di aprile;   sessione invernale, con annesso appello straordinario di dicembre)

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.