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METODOLOGIE DI SINTESI E SVILUPPO FARMACEUTICO

 

Synthesis and Development Methodologies

 

Anno accademico 2016/2017

Codice dell'attività didattica
CHI0063
Docente
Dott. Marco LOLLI (Titolare del corso)
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
CHIM/08 - chimica farmaceutica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto più orale obbligatorio
Prerequisiti
Buone conoscenze di chimica organica e di metodologie di sintesi avanzata.
 
 

Obiettivi formativi

  • ITALIANO
  • ENGLISH

L‘insegnamento si propone di fornire a uno studente della LM in Chimica le basi per una sua futura collocazione professionale Ricerca/Sviluppo in ambito Farmaceutico (Drug Design/Development). Mantenendo la molecola organica come punto centrale dell’insegnamento, lo studente sarà gradualmente introdotto al linguaggio e alle metodologie che un chimico utilizza nell‘affrontare le varie problematiche in cui è coinvolto in ambito farmaceutico.

Partendo da un‘introduzione ai principi generali della Chimica Farmaceutica (Medicinal Chemistry), il corso approfondirà due temi generali: Sintesi Farmaceutica (adattamento delle metodologie di sintesi avanzata all‘ambito farmaceutico) e Sviluppo Farmaceutico (tecniche di ottimizzazione del processo sintetico portandolo dal laboratorio all‘ impianto pilota).

 

 

Risultati dell'apprendimento attesi

  • ITALIANO
  • ENGLISH

AI termine dell'insegnamento, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di applicare i principi fondamentali della Chimica Farmaceutica al design di molecole bioattive. Lo studente dovrà essere inizialmente in grado di giudicare la possibilità che una molecola organica possa considerarsi un potenziale farmaco (profilo drug-like) prevedendo la presenza di eventuali debolezze (solubilità, biodisponibilità, stabilità metabolica, ….). La molecola bersaglio dovrà essere quindi trattata in termini di sintesi farmaceutica e quindi di sviluppo farmaceutico, passi fondamentali per portare una struttura bersaglio dalla cappa del Chimico fino alla sua produzione in ampia scala. 

 

Modalità di insegnamento

  • ITALIANO
  • ENGLISH

Didattica frontale con slide e materiale multimediale.

 

 

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • ITALIANO
  • ENGLISH

L'esame consiste in una prima prova, scritta, il cui superamento permette l‘accesso a una seconda prova, questa volta orale. Nella determinazione del voto finale viene tenuto conto di entrambe le prove.

Prova scritta. Allo studente è fornito un dettagliato profilo descrittivo riferito a una struttura organica incognita. La struttura è descritta per le sue proprietà chimico-fisiche, (solubilità, logP, …), per profilo druglike quindi per reattività, debolezze strutturali e possibile metabolismo. Lo studente è chiamato a scegliere fra 20 possibili strutture la struttura  che risponde al profilo fornito, motivando le proprie decisioni.

Prova orale. Circa 48 ore prima dell’ esame, lo studente riceve un articolo di recente pubblicazione in campo MedChem. Simulando un group meeting in ambito di Ricerca, lo studente preparerà la presentazione orale in PowerPoint di 10 min durante la quale descriverà alcune molecole presentate nel lavoro. Durante la presentazione, tali molecole saranno dettagliatamente discusse secondo le tematiche del Corso e forniranno occasioni per nuovi spunti di discussione (10 min).

 

Programma

  • ITALIANO
  • ENGLISH

1) The Modern Drug Discovery Process.Nella parte iniziale dell’ insegnamento sarà descritta nel dettaglio la serie di passaggi che vengono seguiti nel moderno Drug Design  per portare una molecola ad attività in vitro fino alla commercializzazione sul mercato quale nuovo Farmaco. La conoscenza delle varie fasi servirà successivamente per approfondire le singole problematiche e legarle alla struttura molecolare, soggetto dell’ insegnamento.

2) Correlation between structural features and chemiophysical properties: a trip through the body.Focalizzandosi quindi sulla struttura molecolare, in questo momento saranno approfondite le correlazioni fra scaffold molecolare (gruppi funzionali) e il profilo chimico fisico. L’obiettivo è rendere lo studente in grado di discutere la correlazione di descrittori molecolari quali solubilità, log P, pKa con le caratteristiche strutturali. La struttura verrà quindi descritta in termini di reattività/debolezze strutturali. Questa fase, prettamente chimica, sarà fondamentale per poter poi muovere gli stessi concetti a livello biologico.Qui le capacità della struttura molecolare di interagire con il suo intorno determineranno la sua vita nel sistema biologico. Il candidato Farmaco dovrà quindi essere ottimizzato per ogni fase della sua vita, dalla somministrazione, all’arrivo sul sito bersaglio quindi alla generazione dell’effetto farmacologico e poi all’escrezione (Metabolismo). In questa fase verranno anche citate nozioni di base di Tecnica Farmaceutica.

Keywords:Polarity, Lipophilicity, Dielectric constant, Solubility, mp, bp, Chromatograpic eluition, TLC, pKa, LogP, Reactivity. Adsorbtion, Distribution, Pharmacodynamics, Pharmacokinetis, Methabolism, Elimination. Druggability, Rule of five (Ro5).

3) The Drug Discovery process: the role of an Organic Chemist. Come si colloca un Chimico Organico in un processo di Drug Discovery? Quali problematiche specifiche viene chiamato a risolvere? In questa fase si cercherà di rispondere a queste due domande introducendo il concetto di Pharmaceutical synthesis, un’ideale branca della sintesi organica che accorpa tutte le metodologie atte ad accelerare il processo sintetico muovendolo ad ampi numeri. Partendo da esempi di sintesi totali fondamentali (Chinina, Taxol) saranno introdotti i concetti di Hit-to-Lead optimization, Combinatorial Chemistry, Parallel synthesis, Click chemistry, Solid phase synthesis, Scavenging reagents e Flow Chemistry.

Case study:             Discovery of antimalarial drugs: from Quinine to Artemisinin and beyond.

Case study:             Cytotoxic Drugs: the total  synthesis of Taxol (Paclitaxel).

Keywords:Literature search, Patent search, Drug target, Chemical Space, Druggability, ADMET, SAR, molecular structure and diversity, lead discovery, Hit identification, virtual screening, blind screening, natural sources, Hit-to-Lead optimization processes, traditional methods, bioisosterism, Scaffold hopping.

4) From Research to Development: the role of an Organic Chemist. Una struttura molecolare dopo essere stata ottimizzata per attività, tossicità e ADME si trova a subire ancora un ultimo, fondamentale, passaggio prima di poter arrivare sul mercato. In questo ultimo capitolo viene descritto il cosiddetto Sviluppo (Development) il passaggio che porta la metodologia sintetica sviluppata per bassa scala (all’ interno del grammo) ad essere condotta su scala Pilota prima e poi su impianto vero e proprio. A chiusura del capitolo verranno trattati anche aspetti normativi.

Case study:             From Bench to Market: the Iopamidol’s Bracco experience.

Keywords:From Bench to Plant, the role of the Green Chemistry, regulatory issues, Good Practices, Impurities, Generic Drugs and Patents. 

 

Testi consigliati e bibliografia

  • ITALIANO
  • ENGLISH

2014 - Stevens - The Modern Drug Discovery Process

2014 - Ghosh - Structure-based Design of Drugs and Other Bioactive Molecules

2013 - Corey - Drug Discovery, Practices, Processes, and Perspectives

2002 - Wermut - The Practice Of Medicinal Chemistry

2001 - Smith - Pharmacokinetics And Metabolism In Drug Design

 

Note

  • ITALIANO
  • ENGLISH

Modalità di insegnamento: 6CFU/ 48 ore di lezione frontali a frequenza obbligatoria

Pagina web del corso: http://lmchimica.campusnet.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=0a07;sort=DEFAULT;search=;hits=23

 
Ultimo aggiornamento: 16/05/2016 10:40
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