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.”

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 indicato: 1. Aspetti storici e generali sulla scoperta dei farmaci e sullo sviluppo della chimica farmaceutica. 2. 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. 3. 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-pi-greco, legame covalente. Stereoisomeria e interazioni stereospecifiche. Isomeria conformazionale, analoghi rigidi e studio della conformazione bioattiva. Individuazione del farmacoforo. 4. Proprietà chimico-fisiche dei farmaci: effetti dei sostituenti (elettronici, lipofili, sterici) e metodi di misura; accenni Q.S.A.R ed equazioni Ferguson e Hansch; comportamento acido-base ed equazione di Henderson-Hasselbach; lipofilia/idrofilia: coefficiente di ripartizione e coefficiente di distribuzione; solubilità, predizione solubilità e velocità di dissoluzione (equazione di Noyes-Whitney); potere ottico rotatorio; dimensioni molecolari. 5. Proprietà chimico-fisiche, forme farmaceutiche e vie di somministrazione. Proprietà chimico-fisiche e comportamento farmacocinetico: tratto gastro intestinale, meccanismi di assorbimento e velocità di assorbimento (equazione di Fick ed equazione di Michaelis-Menten), permeabilità capillare nei diversi distretti dell'organismo e barriera emato-encefalica; predizione dell'assorbimento di un farmaco: regola di Lipinski, PSA (area di superficie polare) e "flessibilità"; 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.) 6. Reazioni metaboliche di Fase I e Fase II (ossidazioni, riduzioni, idrolisi, coniugazioni); tossicità dei farmaci. 7. Ottimizzazione dell'attività del farmaco: composto guida (prototipo o lead) e modifica dei gruppi funzionali. Isosteria, bioisosteria e profarmaci. 8. Classificazione dei farmaci. 9. Farmaci attivi sulla neurotrasmissione colinergica (agonisti e antagonisti muscarinici, inibitori dell'acetil colinesterasi, antagonisti nicotinici). 10. Anestetici locali. 11. Analgesici maggiori o centrali (oppioidi). 12. Analgesici minori: antipiretici e antiinfiammatori non stereoidei (paracetamolo, COX1/COX2 inibitori, antigottosi). 13. Corticosteroidi. 14. Antistaminici (anti H1) e antiallergici correlati. 15. Farmaci attivi sulla neurotrasmissione dopaminergica (antipsicotici e antiparkinson). 16. Farmaci attivi sulla neurotrasmissione serotoninergica e nor-adrenergica (antidepressivi). 17. Farmaci attivi sulla neurotrasmissione GABAergica (Anticonvulsivanti, Ansiolitici, Ipnotici, Sedativi, miorilassanti centrali).

Chimica Organica (come da regolamento).

 NB: La Chimica Farmaceutica  e Tossicologica tratta, per definizione, le relazioni tra la struttura chimica e l'attività biologica delle sostanze farmacologicamente attive (si veda definizione IUPAC). Risulta dunque evidente che per affrontare i contenuti del corso e comprenderne il linguaggio tecnico è necessario aver acquisito non solo le conoscenze derivanti dallo studio della Chimica organica e Inorganica , ma anche quelle derivanti dallo studio della Fisiologia Generale e delle materie ad essa propedeutiche, come Anatomia umana e Biochimica Generale.

D1 (conoscenza e comprensione): lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i concetti e i contenuti previsti dal corso, rispondendo ad apposite domande, in forma scritta e orale.

D2 (capacità di applicare conoscenza e comprensione): lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze e la logica acquisite per formulare ipotesi plausibili sul comportamento farmacodinamico e farmacocinetico di specifiche sostanze.

D3 (autonomia di giudizio): lo studente dovrà indicare le molecole più opportune al trattamento terapeutico di una patologia, basandosi sulla conoscenza delle relazioni tra caratteristiche chimico-fisiche dei principi attivi, farmacocinetica e farmacodinamica.                                                      

D4 (abilità comunicative): lo studente dovrà essere in grado di comunicare in maniera corretta e comprensibile le risposte alle domande proposte, in forma scritta e orale, utilizzando, a seconda del contesto, la terminologia e gli schemi tipici del linguaggio matematico-fisico, chimico, biologico, farmacologico.

D5 (capacità di apprendimento): 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.

Testi di studio

Testi di riferimento:

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

Foye - Lemke - Zito - Roche - Williams: "Principi di chimica farmaceutica - L'essenziale" (Prima edizione: riporta alcuni aggiornamenti, rispetto al testo integrale (sopra indicato), e fornisce un'utile sintesi delle relazioni struttura attività delle classi di farmaci terapeuticamente rilevanti. Capitoli 2,3, 5,7, 8, 9, 12, 18, 21, 22)

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 (18-22 domande aperte; in base al grado di apprendimento globalmente espresso, si attribuiranno alla prova scritta i seguenti giudizi: insufficiente, sufficiente, discreto, buono, ottimo). 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 straordinario di aprile; sessione invernale, con annesso appello straordinario di dicembre). Finalità degli accertamenti: 1) La prova scritta, con domande aperte, intende verificare in modo accurato la preparazione degli studenti  su un ampia gamma di argomenti, e valutare la capacità di ragionare ed esprimersi secondo la specifica logica della disciplina. (esempi di domande aperte effettuate sui vari argomenti, saranno forniti durante le lezioni frontali, e in formato cartaceo, dietro richiesta). 2) Il colloquio orale intende completare la verifica delle conoscenze acquisite, e valutare la capacità degli studenti di esporre alcuni argomenti di studio in modo corretto e comprensibile, rispondendo anche a domande che riprendono quanto lasciato incompleto nella prova scritta.

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.

Modalità didattiche

valgono le stesse informazioni fornite agli studenti frequentanti

Testi di studio

stessi testi consigliati agli studenti frequentanti

Modalità di
accertamento

stesse modalità utilizzate per gli studenti frequentanti

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.