CHIMICA FARMACEUTICA E TOSSICOLOGICA II

Attivita' formativa monodisciplinare

Scheda dell'insegnamento

Codice dell'attivita' formativa:

00204

Anno accademico di regolamento:

2017

Anno di erogazione:

2020/2021

Tipologia di insegnamento:

Caratterizzante

Afferenza:

Corso di Laurea Magistrale Ciclo Unico 5 anni in CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE

Settore disciplinare:

CHIMICA FARMACEUTICA (CHIM/08)

Lingua:

Italiano

Sede:

CHIETI

Crediti:

Anno di corso:

Docenti:

LUISI Grazia

Ciclo:

Secondo Semestre

Obbligo di frequenza:

Sì

Ore minime di frequenza:

Ore di attivita' frontale:

Ore di studio individuale:

162

Prerequisiti:

Lo studente deve possedere una solida base di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Organica, e conoscere i fondamenti della Chimica Biologica e della Farmacologia.
Deve inoltre avere acquisito ed assimilato le conoscenze e le abilità fornite dal corso di Chimica Farmaceutica I.
Costituisce requisito di propedeuticità il superamento dei seguenti esami:
- Chimica Farmaceutica e Tossicologica I
- Chimica Organica II

Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi

Prerequisiti: gli studenti che frequentano il corso di Chimica Farmaceutica e Tossicologica II debbono possedere buona familiarità con i composti organici ed i meccanismi basilari di chimica organica, nonché nozioni di base di fisiologia e farmacologia.
Didattica erogata: l’insegnamento fornisce agli studenti gli strumenti per un approccio analitico e critico alla disciplina. Uno spazio particolare viene dedicato alla comprensione delle fasi della progettazione dei farmaci e degli approcci di ottimizzazione molecolare dei capostipiti. Nella seconda parte del Corso vengono proposti argomenti selezionati di chimica farmaceutica (antimicrobici, antiparassitari, antitumorali, ormoni, farmaci cardiovascolari), la cui trattazione insiste sugli aspetti meccanicistici, progettuali e sintetici. Vengono fornite agli studenti informazioni sulle proprietà chimiche e chimico-fisiche dei farmaci, sui loro effetti biologici, sul meccanismo d'azione su base molecolare, sulle relazioni esistenti tra struttura ed attività biologica, sulle proprietà farmacocinetiche, sulle vie metaboliche e tossicologiche. La materia viene caratterizzata nei suoi connotati sempre più interdisciplinari, con l’obiettivo di sensibilizzare lo studente all’affascinante mondo del farmaco.
Apprendimento in aula: gli studenti vengono stimolati interattivamente ad applicare le conoscenze, che acquisiscono con la frequenza regolare, alla:
- comprensione delle relazioni tra struttura chimica, proprietà, reattività ed attività biologica di un farmaco
- previsione del comportamento farmacocinetico e del destino metabolico delle molecole bioattive
- caratterizzazione strutturale e meccanicistica dei bersagli molecolari
- formulazione delle strategie di modificazione dei farmaci
- comprensione delle metodologie di sintesi
- acquisizione di una terminologia corretta
Risultati attesi: ci si attende che lo studente apprenda i fondamenti dell’azione dei farmaci e della loro complessa interazione con i diversi sistemi biologici su base stereo-elettronica. L’approccio metodologico cui è stato indirizzato gli consentirà di elaborare autonomamente concetti e strategie, illustrati a lezione con esempi specifici, in qualsiasi ambito della disciplina. Lo studente potrà acquisire la capacità di mettere a punto la progettazione razionale e la strategia sintetica di farmaci per nuove macromolecole individuate come bersagli. La preparazione maturata mette gli studenti in condizione di affrontare un periodo di internato in un laboratorio di Chimica Farmaceutica.

Inglese:

This part of the course emphasizes the interdisciplinary aspects of Medicinal Chemistry, with the aim of sensitizing students to the exciting world of drugs through the acquisition of a scientific and critical approach to the discipline. Particular attention is devoted to the illustration of drug design fundamentals and to the comprehension of molecular mechanisms underlying biological action of pharmaceuticals. The selected drug classes (antibacterials, antivirals, antifungals, antineoplastic drugs, hormones, diuretics) presented in the systematic part of the course are treated under a variegated perspective, at the interface between chemistry and biology.

Contenuti

INTRODUZIONE ALLA PROGETTAZIONE DI FARMACI-AGENTI DISINFETTANTI ED ANTISETTICI-ANTIMICROBICI-ANTIPARASSITARI-ANTITUMORALI-ORMONI STEROIDEI-AUTACOIDI E FARMACI ANTINFIAMMATORI NON STEROIDEI-ORMONI PEPTIDICI-FARMACI CARDIOVASCOLARI-PROGETTAZIONE E SINTESI DI FARMACI RAPPRESENTATIVI.

Inglese:

INTRODUCTION TO DRUG DESIGN-DISINFECTANTS AND ANTISEPTICS-ANTIMICROBIALS-ANTIPARASITAL AGENTS-ANTICANCER DRUGS-STEROID HORMONES-AUTACOIDS AND NON STEROIDAL ANTIINFALMMATORY DRUGS-PEPTIDE HORMONES-CARDIOVASCULAR AGENTS-DESIGN AND SYNTHESIS OF SIGNIFICANT DRUGS.

Programma esteso

1) PARTE GENERALE
Approcci alla scoperta, alla progettazione ed allo sviluppo di farmaci. Pro-farmaci e bio-precursori: obiettivi e tipologie. Esempi significativi di pro-farmaci ottenuti con l'approccio Pro-Tide. Bersagli terapeutici: enzimi, recettori, strutture cellulari.

2) AGENTI DISINFETTANTI ED ANTISETTICI
Agenti disinfettanti: alcooli; ossido di etilene; aldeidi; derivati del fenolo; agenti clorurati. Antisettici: alcooli; derivati del fenolo; agenti ossidanti; composti clorurati; sali di ammonio quaternario; biguanidi; coloranti; mercuriali.

3) ANTIMICROBICI
Antibatterici: sulfamidici ed inibitori della diidrofolatoreduttasi; antibiotici beta-lattamici; antibiotici macrolidici; lincosammidi; tetracicline; cloramfenicolo ed analoghi; antibiotici amminoglicosidici, glicopeptidici, polipeptidici, antimicrobici peptidici cationici ed analoghi, fosfomicina; chemioterapici chinolonici; linezolid. Farmaci antimicobatterici: antitubercolari; antileprotici.

4) ANTIPARASSITARI
Antiprotozoari: farmaci antimalarici; agenti terapeutici per toxoplasmosi, amebiasi, giardiasi, tricomoniasi, tripanosomiasi, leishmaniosi, pneumocisti. Antielmintici: alcaloidi ossindolici, lattoni macrociclici, ciclodepsipeptidi ed altri prodotti naturali; ossamnichina; antielmintici benzimidazolici; ammidine; composti piperazinici; derivati ammino-acetonitrilici; antielmintici a struttura varia. Farmaci antivirali: agenti anti-HIV, anti-HCV ed anti-HSV; antinfluenzali; agenti anti-coronavirus. Antimicotici: ammine alliliche; griseofulvina; antimicotici azolici; composti a struttura varia; macrolidi polienici; echinocandine.

5) ANTITUMORALI
Composti alchilanti; agenti metallanti; antimetaboliti; alcaloidi della Vinca, emiasterline ed analoghi di sintesi (cenni), tassoidi ed altri prodotti naturali; actinomicine; antracicline; bleomicine; mitomicine; asparaginasi. Inibitori enzimatici di tirosin-chinasi e (cenni) istone-deacetilasi, metalloproteinasi di matrice, anidrasi carbonica.

6) ORMONI STEROIDEI
Struttura, nomenclatura e biosintesi degli ormoni steroidei; ormoni della corteccia surrenale: glucocorticoidi e mineralcorticoidi. Antimineralcorticoidi. Ormoni sessuali: estrogeni; antiestrogeni; progestinici; contraccettivi orali; antiprogestinici; androgeni; antiandrogeni; anabolizzanti.

7) AUTACOIDI E FARMACI ANTINFIAMMATORI NON STEROIDEI
Eicosanoidi: biosintesi, struttura e proprietà biologiche di prostaglandine, prostaciclina, trombossani e leucotrieni. Farmaci antinfiammatori di natura non steroidea: derivati dell’acido salicilico e fenammati; derivati aril- ed eteroarilacetici, derivati arilpropionici; oxicam; pirazolidindioni; acetanilidi; inibitori selettivi della ciclossigenasi-2. Farmaci antiasma.

8) ORMONI PEPTIDICI
Ormoni dell’asse ipotalamo-ipofisi e loro analoghi di sintesi; ormoni del pancreas e farmaci attivi sul metabolismo glucidico. Ormoni tiroidei.

9) FARMACI CARDIOVASCOLARI
Agenti antitrombotici: anticoagulanti; antiaggreganti piastrinici; fibrinolitici.
Farmaci attivi sul sistema renina-angiotensina.

10) SINTESI DI FARMACI RAPPRESENTATIVI DELLE VARIE CLASSI
Sulfametossazolo; sulfafurazolo; sulfametizolo; trimetoprim; meticillina; azidocillina; bacampicillina; flucloxacillina; ticarcillina; cefaclor; cefoperazone; ceftriazone; cefpodossima proxetil; clindamicina; dossiciclina; limeciclina; cloramfenicolo; amicacina; netilmicina; linezolid; acido nalidissico; norfloxacina; acido oxolinico; rifampina; dapsone; metronidazolo; nitrofurantoina; clorochina; primachina; ossamnichina; azidotimidina; nevirapina; ribavirina; butenafina; butoconazolo; chetoconazolo; clorambucile; ciclofosfamide; busulfan; carmustina; lomustina; estramustina; metotressato; citarabina; fluorouracile; pregnenolone; metilprednisolone; trilostano; spironolattone; etinodiolo diacetato; levonorgestrel; tolmetin; indometacina; ibuprofene; diclofenac; celecoxib; captopril; enalapril; quinapril; warfarin; melagatran.

11) ESEMPI SIGNIFICATIVI DI PROGETTAZIONE DI FARMACI
Pro-farmaci Pro-Tide; bio-precursori attivati per via ossidativa e riduttiva; omapatrilato; pro-farmaci di penicilline e cefalosporine; inibitori delle beta-lattamasi fenilglicil-boronici; coniugati cefalosporine-chinoloni; coniugati siderofori-cefalosporine; ossamnichina; ritonavir; ciclofosfammide; coniugati del glutatione con mostarde azotate; estramustina fosfato; sulindac.

Inglese:

1) INTRODUCTION
Principles of drug discovery, design, and development. Pro-drug and bio-precursor design. Pro-Tide drugs.
Therapeutic targets: enzymes, receptors, cellular structures.

2) DISINFECTANTS AND ANTISEPTICS
Alcohols and related compounds; phenols and derivatives; oxidizing agents; halogen- containing compounds; cationic surfactants; dyes; mercurials.

3) ANTIMICROBIALS
Antibacterials: sulfonamides and dihydrofolate reductase inhibitors; beta-lactam antibiotics; macrolide antibiotics; lincomycins; tetracyclines; chloramphenicol and analogs; aminoglycoside antibiotics; glycopeptide antibiotics, polypeptide antibiotics; antimicrobial cationic peptides and analogs, fosfomycin; antibacterial quinolones; linezolid. Antimycobacterials: treatment of tubercolosis and leprosy.

4) ANTIPARASITAL DRUGS
Antiprotozoal agents: antimalarials; chemotherapy of toxoplasmosis, amebiasis, giardiasis, trichomoniasis, trypanosomiasis, leishmaniasis, pneumocystosis. Anthelmintics. Antiviral drugs: treatment of HIV, HCV, and HSV infections; anti-influenza agents; anti-coronavirus drugs. Antifungals: allylamines; griseofulvin; azole compounds; miscellaneous antifungal agents; polyene macrolides; echinochandins.

5) ANTICANCER DRUGS
Alkylating agents; metalating compounds; antimetabolites; Vinca alkaloids, hemiasterlins and analogs (mentions), taxoids and other natural products; actinomycins; anthracyclines; bleomycins; mitomycins; asparaginase. Enzymatic inhibitors of tyrosin kinases and (mentions) histone deacetylases, matrix metalloproteinases, carbonic anhydrases.

6) STEROID HORMONES
Structure, nomenclature, and biosynthesis of steroid hormones; adrenal cortex hormones: glucocorticoids and mineralocorticoids; mineralocorticoid antagonists. Sex hormones: estrogens; antiestrogens; progestins; oral contraceptives; antiprogestins; androgens; antiandrogens; anabolic agents.

7) AUTACOIDS AND NON STEROIDAL ANTI-INFLAMMATORY DRUGS
Eicosanoids: biosynthesis, structure, and biological properties of prostaglandins, prostacyclin, tromboxanes and leukotrienes. Non steroidal anti-inflammatory drugs: salicylates and mefenates; aryl- and heteroaryl-acetic acid derivatives, aryl-propionic acid derivatives; oxicams; pyrazolidine derivatives; acetanilids; COX2 selective inhibitors. Treatment of asthma.

8) PEPTIDE HORMONES
Hormones of the hypothalamus-hypophysis axis and synthetic analogues; pancreatic hormones and drugs acting on glucidic metabolism. Hormones of the thyroid gland.

9) CARDIOVASCULAR DRUGS
Antithrombotic agents: anticoagulant, antiplatelet, and fibrinolityc drugs. The renin-angiotensin system.

10) SYNTHESIS OF SIGNIFICANT DRUGS
Sulfamethoxazole; sulfafurazole; sulfamethizole; trimetoprim; methicillin; azidocillin; bacampicillin; flucloxacillin; ticarcillin; cefaclor; cefoperazone; ceftriaxone; cefpodoxime proxetil; clindamycin; doxycycline; lymecycline; chloramphenicol; amikacin; netilmicin; linezolid; nalidixic acid; norfloxacin; oxolinic acid; rifampin; dapsone; metronidazole; nitrofurantoin; cloroquine; primaquine; oxamniquine; azidothymidine; nevirapine; ribavirin; butenafine; butoconazole; ketoconazole; chlorambucil; cyclophosphamide; busulfan; carmustine; lomustine; estramustine; methotrexate; cytarabine; fluorouracil; pregnenolone; methylprednisolone; trilostane; spironolactone; ethynodiol diacetate; levonorgestrel; tolmetin; indomethacin; ibuprofen; diclofenac; celecoxib; captopril; enalapril; quinapril; warfarin; melagatran.

11) SELECTED EXAMPLES OF DRUG DESIGN
Pro Tide pro-drugs; activation of bio-precursors by reductive or oxidative pathways; omapatrilat; pro-drugs of penicillins and cephalosporins; phenylglycil-boronic acids as beta-lactamase inhibitors; cephalosporin-quinolone conjugates; siderophore- cephalosporin conjugates; oxamniquine; ritonavir; cyclophosphamide; glutathione- nitrogen mustard conjugates; estramustine phosphate; sulindac.

Bibliografia consigliata

Si consigliano i seguenti testi di riferimento:
1. Patrick G.L.: Chimica Farmaceutica (III Edizione italiana integrata, a cura di Costantino, G., basata sulla V Edizione americana di An introduction to Medicinal Chemistry), Edises Srl, Napoli (2015)
2. Autori vari: Chimica Farmaceutica (II Edizione), a cura di Gasco, A., Gualtieri, F., Melchiorre, C., Casa Editrice Ambrosiana, Rozzano (MI) (2020)
3. Autori vari: Principi di Chimica Farmaceutica (VI Edizione italiana, a cura di Dall’Acqua, F., basata sulla VII edizione americana del Foye’s Principles of Medicinal Chemistry, a cura di Lemke T. L. e Williams D. A.), Piccin Nuova Libraria, Padova (2014)
4. Autori vari: Chimica Farmaceutica (I Edizione italiana, traduzione della XII edizione americana del Wilson & Gisvold’s Textbook of Organic, Medicinal and Pharmaceutical Chemistry, a cura di Beale, J. M., jr. e Block, J. H.) Casa Editrice Ambrosiana, Rozzano (MI) (2014)

Sono accessibili per la consultazione altri testi di approfondimento, anche in lingua inglese.
Sono disponibili, in versione PDF, le diapositive proiettate a lezione nell’anno accademico in corso, e tutti i quesiti delle prove scritte effettuate nei vari anni.

Inglese:

1. Patrick G.L.: Chimica Farmaceutica (III Italian Edition, edited by Costantino, G., based on the V American Edition of An introduction to Medicinal Chemistry), Edises Srl, Napoli (2015)
2. Authors : Chimica Farmaceutica (II Edizione), edited by Gasco, A., Gualtieri, F., Melchiorre, C., Casa Editrice Ambrosiana, Rozzano (MI) (2020)
3. Authors: Principi di Chimica Farmaceutica (VI Italian Edition, edited by Dall’Acqua, F., based on the VII American Edition of Foye’s Principles of Medicinal Chemistry,edited by Lemke T. L. and Williams D. A.), Piccin Nuova Libraria, Padova (2014)
4. Authors: Chimica Farmaceutica (I Italian Edition, translation of the XII American Edition of Wilson & Gisvold’s Textbook of Organic, Medicinal and Pharmaceutical Chemistry, edited by Beale, J. M., jr. and Block, J. H.) Casa Editrice Ambrosiana, Rozzano (MI) (2014)

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali

Traditional teacher-led lessons

Metodi di valutazione

Tipo di esame:

Scritto e Orale Separati

Modalita' di verifica dell'apprendimento:

Non sono previste prove in itinere. La verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta ed una prova orale ad appello.
Prova scritta della durata di 2 ore, con 7 domande a risposta aperta, identiche per tutti i candidati (2 fogli protocollo a disposizione per bella- e brutta-copia); il ritiro dello studente entro i primi 30 minuti non pregiudica la partecipazione all’appello successivo.
Tipologia di esame scritto:
• quesiti 1-5: trattazione sintetica di aspetti chimico-farmaceutici relativi a farmaci rappresentativi delle varie classi terapeutiche.
• quesito 6: discussione argomentata sulla progettazione razionale di un farmaco, un pro-farmaco od un’associazione di farmaci.
• quesito 7: illustrazione della sintesi di un farmaco, con commento dei passaggi sintetici.
Rappresentazione grafica di tutte le strutture molecolari oggetto di
verifica.
Votazione minima per l’ammissione alla prova orale: 18/30.
Pubblicazione dei risultati della prova scritta entro 2 giorni dall’espletamento.
I candidati che non hanno superato la prova possono prendere visione del compito nel giorno indicato per l’orale.
Prova orale, generalmente entro 2-3 giorni dall’inizio dell’appello (durata 30-45 minuti).
Tipologia di prova orale:
• discussione sulla prova scritta
• colloquio di approfondimento su argomenti vari
• illustrazione della sintesi di un farmaco.
Rappresentazione grafica di tutte le strutture molecolari oggetto di
verifica.

Nella formulazione della valutazione finale del candidato, si tiene conto dei seguenti elementi:
- padronanza dei concetti chiave della chimica (inorganica, organica, biologica, farmaceutica)
- apprendimento degli argomenti in un’ottica multi-disciplinare
- capacità di ragionare sui processi di ottimizzazione dei farmaci, in merito a parametri come potenza relativa, selettività, biodisponibilità,
tossicità, relazioni struttura-attività
- comprensione della base molecolare dell’azione dei farmaci
- familiarità con la terminologia chimico-farmaceutica
Costituiscono condizioni meritorie:
- uno studio su base metodologica piuttosto che meramente descrittiva, quindi la capacità di elaborare ed estrapolare metodiche progettuali e
sintetiche
- la partecipazione attiva alle lezioni

Inglese:

The examination is made up of a 2 hour written test and a subsequent oral part

The minimum score to be admitted to oral examination is 18/30.

Valutazione:

Voto Finale

Periodo didattico

Secondo Semestre

Contatti/Altre informazioni

Frequenza obbligatoria

Inglese:

The frequence to the course is mandatory.

CHIMICA FARMACEUTICA E TOSSICOLOGICA II

Anno di corso: 1

Anno di corso: 2

Anno di corso: 3

Anno di corso: 4

Anno di corso: 5

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