CHIMICA FARMACEUTICA E TOSSICOLOGICA I

Anno accademico 2018/2019 - 3° anno
Docente: Natale Alfredo Santagati
Crediti: 10
SSD: CHIM/08 - Chimica farmaceutica
Organizzazione didattica: 250 ore d'impegno totale, 180 di studio individuale, 70 di lezione frontale
Semestre:

Obiettivi formativi

Obiettivi del corso:

  • acquisire le conoscenze chimico-farmaceutiche e tossicologiche che costituiscono la base della comprensione dell’azione dei farmaci e dei loro effetti avversi;

  • apprendere i processi che conducono alla scoperta di nuovi farmaci e le relazioni struttura-attività;

  • conoscere le principali classi di farmaci e approfondire lo studio dei farmaci chemioterapici.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali.


Prerequisiti richiesti

Conoscenze di Chimica Organica.


Frequenza lezioni

Come da regolamento didattico del corso di studi.


Contenuti del corso

Il programma è costituito da una parte generale e da una parte sistematica strettamente correlate.

PARTE GENERALE

Definizione e obiettivi della chimica farmaceutica. Multidisciplinarità e definizione IUPAC. Diversi sistemi di classificazione dei farmaci. Nomenclatura dei farmaci. Definizione ed esempi di farmaci biotecnologici. Indice terapeutico. DL50. Tossicità dell’Etanolo. Struttura e tossicità della Diossina.

Il processo di drug discovery. Fasi della scoperta, della ottimizzazione e dello sviluppo di nuovi farmaci. Il caso del Taxolo. Teoria delle segnature. Serendipity: Clonidina, Ciclosporina A. Studi preclinici: fase di progettazione, sintesi chimica, studi analitico-farmaceutici e tecnologici.

Relazioni struttura attività. SAR, QSAR. Classificazione delle serie omologhe. Variazioni molecolari in serie omologhe. Correlazioni tra composti appartenenti a serie omologhe: curve di risposta biologica. Viniloghi: applicazioni e limiti. Isosteria. Legge di Grimm. Bioisosteria. Parametri chimico-fisici nelle modifiche bioisosteriche. Esempi di modificazioni isosteriche e bioisosteriche.

Fase farmaceutica nell’azione dei farmaci. Vie di somministrazione e loro caratteristiche.

Fase farmacocinetica nell’azione dei farmaci. Biodisponibilità e fattori che influenzano il processo di assorbimento. Velocità di assorbimento. Coefficiente di assorbimento. Passaggio di farmaci attraverso le membrane. Sistemi di trasporto attraverso le membrane. Diffusione passiva. Legge di Fick. Coefficiente di ripartizione, logP e log D. pKa dei farmaci. Correlazione tra pH del mezzo e pKa dei farmaci. Meccanismi specifici di passaggio: SNC e placenta.

Distribuzione, legame alle proteine plasmatiche e spiazzamento, volume di distribuzione. Metabolismo dei farmaci e localizzazione degli enzimi coinvolti. CYP450. Biotrasformazioni di farmaci. Bioattivazioni. Deattivazioni. Modificazioni dell’attività. Reazioni di fase I. Meccanismi di idrossilazione e deidrogenazione. Epossidazione e ossidazione di composti alifatici e aromatici. Benzopirene. Tricloroetilene. Trasformazioni biochimiche e tossicocinetica. N- ed S- ossidazioni. N-, O- ed S- dealchilazioni. Deamminazione. MAO e DAO. Riduzioni metaboliche. Reazioni di idrolisi. Rimozione di alogeni. Reazioni di fase II. Glucuronidazioni: O-, N- ed S- glucuronidi. Solfoconiugazioni Coniugazioni con amminoacidi. Acetilazione. Coniugazione con glutatione. Metilazione. Escrezione e interazioni nell’escrezione renale di farmaci. Caratteristiche di un tipico studio farmacocinetico.

Profarmaci: definizione, caratteristiche, utilità e strategie di preparazione. Vantaggi e svantaggi. Gruppi funzionali coinvolti. Enalaprilat, Cloramfenicolo, Clindamicina, L-Dopa. Bioprecursori. Non-produgs. Soft drugs e Hard drugs.

Fase farmacodinamica nell’azione dei farmaci. Generalità sui recettori. Ach, Nicotina, Muscarina. Sottoclassi recettoriali. Ligandi endogeni. Potenza, reversibilità e irreversibilità del legame farmaco-recettore. Meccanismi biologici dell’azione dei farmaci. 5-HT e Fluoxetina. Interazioni farmaco-recettore. Legami ionici, interazioni elettrostatiche, legami covalenti, legami idrofobici, complessi a trasferimento di carica. Stereochimica e azione dei farmaci. Eutomero, distomero e rapporto eudismico. Stereospecificità nell'interazione farmaco-recettore. Esempi specifici di farmaci nell’azione stereospecifica di farmaci. Isomeria conformazionale e azione farmacologica.

PARTE SISTEMATICA

Chemioterapici

- Sulfamidici: aspetti storici, caratteristiche e meccanismo di azione, relazioni struttura-attività, caratteristiche farmacocinetiche. Sulfametossazolo, Sulfadiazina, Sulfisoxazolo, Acetilsulfisoxazolo e Sulfacetammide.

- Chinoloni: Strutture chimiche delle diverse generazioni di chinoloni e fluorochinoloni. Meccanismo di azione. Relazioni struttura-attività. Reazioni avverse.

- Antibiotici b-lattamici: meccanismo di azione, PBP, inattivazione. Penicilline: biogenesi, caratteristiche strutturali e chimiche, strutture di penicilline importanti dal punto di vista commerciale, instabilità nei confronti dei nucleofili, a pH basico e in ambiente acido, strutture di penicilline maggiormente stabili, ad ampio spettro e relazioni struttura-attività. Cefalosporine: caratteristiche generali e strutturali, scoperta e cronologia dello sviluppo, strutture e caratteristiche delle diverse generazioni di cefalosporine, cefepima, MRSA, ceftobiprole, reazioni avverse.

- Cloramfenicolo: struttura, stereoisomeria, meccanismo di azione, usi e caratteristiche farmaceutiche e farmacocinetiche.

- Farmaci antiparassitari: aspetti generali, malaria, chinina, clorochina, meflochina, pamachina, primachina, fansidar, malarone, artemisinine.

- Antitumorali: generalità sulle malattie neoplastiche e approcci terapeutici, classificazione dei farmaci antitumorali. Ciclofosfamide: struttura, attivazione e metabolismo. Mitomicina: struttura, attivazione e metabolismo. Fluorouracile: struttura, attivazione e metabolismo.

- Antivirali: generalità. Aciclovir e Valaciclovir: strutture, azione antivirale e reazioni metaboliche.


Testi di riferimento

FOYE’S - Principi di Chimica FarmaceuticaSesta edizione italiana - Piccin. e APPUNTI DELLE LEZIONI.

G. L. PATRICK - Introduzione alla Chimica Farmaceutica – EdiSES. e APPUNTI DELLE LEZIONI.

C. G. WERMUTH – Le applicazioni della Chimica Farmaceutica – EdiSES. e APPUNTI DELLE LEZIONI.

S. E. Manahan - Toxicological Chemistry and Biochemisty – Lewis publisher. Capitolo 7 e APPUNTI DELLE LEZIONI.



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Tutti gli argoomenti trattati in programmaFOYE’S - Principi di Chimica Farmaceutica – Sesta edizione italiana - Piccin - G. L. PATRICK - Introduzione alla Chimica Farmaceutica – EdiSES - C. G. WERMUTH – Le applicazioni della Chimica Farmaceutica – EdiSES - S. E. Manahan - Toxicological Chemistry  

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

FOYE’S - Principi di Chimica FarmaceuticaSesta edizione italiana - Piccin. e APPUNTI DELLE LEZIONI.

G. L. PATRICK - Introduzione alla Chimica Farmaceutica – EdiSES. e APPUNTI DELLE LEZIONI.

C. G. WERMUTH – Le applicazioni della Chimica Farmaceutica – EdiSES. e APPUNTI DELLE LEZIONI.

S. E. Manahan - Toxicological Chemistry and Biochemisty – Lewis publisher. Capitolo 7 e APPUNTI DELLE LEZIONI.