CHIMICA FARMACEUTICA E TOSSICOLOGICA I

1. Conoscenza e comprensione (Knowledge and understanding)

Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

• illustrare i concetti base della Chimica farmaceutica e tossicologica generale riguardanti il processo d’azione di un farmaco, i bersagli molecolari e le interazioni farmaco-bersaglio, gli effetti della stereochimica sull’attività dei farmaci e le principali teorie recettoriali quali- e quantitative alla base dell'interazione farmaco-recettore;
• considerare gli aspetti di base della farmacocinetica e in particolare le proprietà chimiche e chimico-fisiche che la influenzano;
• applicare alcuni aspetti riguardanti la progettazione e la scoperta di farmaci;
•  Inoltre, lo studente: - è in grado di comprendere i meccanismi d'azione di inibitori enzimatici sulla base delle caratteristiche chimiche delle molecole coinvolte e ne sa analizzare le relazioni struttura-attività;
• analizzare criticamente testi ed articoli di chimica farmaceutica sull'argomento.

Modalità di verifica: valutazione delle conoscenze acquisite durante esame orale.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione (Applying knowledge and understanding)

Lo studente sarà in grado di:

• conoscere gli aspetti fondamentali riguardanti i meccanismi d'azione a livello molecolare e le relazioni struttura-attività delle classi di farmaci riconducibili agli antibiotici e chemioterapici antiinfettivi e antitumorali;
• applicare i principi fondamentali e le strategie pratiche per la progettazione di nuovi principi attivi;

Modalità di verifica: valutazione delle conoscenze acquisite durante l’esame orale.

3. Autonomia di giudizio (Making judgements)

Lo studente sarà in grado di:

• analizzare criticamente la scelta di approcci terapeutici più appropriati;
• valutare strategie alternative;
• confrontare vantaggi e limiti;

Modalità di verifica: discussione critica durante l'esame orale.

4. Abilità comunicative (Communication skills)

Lo studente sarà in grado di:

• esporre in maniera chiara e completa i concetti e le metodologie apprese durante il corso;
• utilizzare la terminologia specialistica propria in ambito chimico-farmaceutico e tossicologico.

Modalità di verifica: correttezza terminologica e chiarezza espositiva durante l’esame orale.

5. Capacità di apprendimento (Learning skills)

Lo studente sarà in grado di:

• reperire autonomamente informazioni scientifiche da fonti bibliografiche specialistiche;
• aggiornare le proprie conoscenze in un settore caratterizzato da rapida evoluzione scientifica e tecnologica;
• approfondire autonomamente nuove metodologie;
• integrare conoscenze provenienti da discipline biologiche, farmacologiche, chimico- e tecnologico-farmaceutiche. 

L'insegnamento verrà svolto attraverso lezioni frontali (9 CFU; 63 ore).

Secondo il RDA, Art. 12 - Crediti Formativi Universitari (CFU), nel carico standard di 25 ore di impegno complessivo dello studente corrispondente a un credito possono rientrare: a) 7 ore dedicate a lezioni frontali o attività equivalenti e le restanti allo studio individuale; b) almeno 12 e non più di 15 ore dedicate a esercitazioni in aula o attività assistite equivalenti e le restanti allo studio ed alla rielaborazione personale.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus. 

Chimica Organica I (propedeutica).

Sono consentite assenze per non più del 30% delle ore complessive di lezione, valutate in tutte le forme di espletamento.

La frequenza è obbligatoria come previsto dall'ordinamento didattico del Corso di Laurea in CTF. Sono consentite assenze per non più del 30% delle ore complessive di lezione, valutate in tutte le forme di espletamento (Regolamento didattico | Corso di laurea in Farmacia).

MODULO A – Lez. 31,5 ore; CFU 4,5

PARTE GENERALE

Unità 1

Introduzione, definizione di farmaco e classificazioni. Compiti della ricerca farmaceutica. Fonti di agenti farmaceutici. Progettazione di nuovi farmaci. Metodi di generazione del lead. Fasi di sviluppo di un nuovo farmaco. Metodologie CADD. Sviluppo di un farmaco a medicamento. Studi preclinici: elaborazione chimica, e. chimico-analitica, e. galenica, e. farmacodinamica, e. farmacocinetica, e. tossicologica, cancerogenicità e mutagenicità. Prove cliniche: regolamentazione, principi di Buona Pratica Clinica, OsSC, Comitati Etici, fasi. Correlazioni struttura-attività. Brevetto. Farmaci me-too, equivalenti, off-label. Innovazione terapeutica e requisiti. Scale-up. Medicinali Orfani. Stabilità. Associazioni di farmaci.

Unità 2

Momenti dell'azione di un farmaco:

- fase farmaceutica, vie di somministrazione e loro influenza sull’attività dei farmaci;

- fase farmacocinetica, assorbimento e vari meccanismi, coefficiente di ripartizione e logP, trasporto in circolo, distribuzione, metabolismo con reazioni di biotrasformazione della fase I (ossidazioni microsomiali e non, riduzioni, idrolisi) e della fase II (metilazioni, acetilazioni, coniugazioni), inibizione e induzione enzimatica, eliminazione, escrezione e sue vie. Pro-drugs e loro utilità. Doppi pro-drugs. Mutual pro-drugs. Combinazioni di due pro-drugs. Soft-drugs, loro utilità e analoghi soft. - fase farmacodinamica: interazione farmaco-sistema biologico e sue caratteristiche, tipi di legame e meccanismi d'azione dei farmaci. Curve dose-risposta graduali e quantali. Antagonismo e sue classificazioni.

Unità 3

Gruppi aptofori e farmacofori. Stereochimica ed attività biologica, isomeria configurazionale, i. conformazionale, stereoselettività e stereospecificità nell'interazione farmaco-recettore, indice eudismico. Proprietà strutturali: modificazioni molecolari, isosteria e bioisosteria classiche e non. Nomenclatura dei principi attivi, DC.IT, DCI, ruolo nel monitoraggio e nell’informazione scientifica. Farmacovigilanza. Classificazione ATC.

MODULO B – Lez. 31,5 ore; CFU 4,5

PARTE SISTEMATICA

Unità 4

FARMACI ANTIINFETTIVI: generalità, cenni storici. Curve di crescita di popolazioni batteriche, meccanismi e selettività d’azione. Antibiotico-resistenza.

CHEMlOTERAPICI ANTIBATTERICI: varie classificazioni e meccanismi d'azione.

Sulfamidici: cenni storici, classificazione, spettro, associazioni, meccanismo d'azione, sintesi dei derivati N-eterociclici, N-acilici e simili, acilaminici, relazioni struttura-attività.

- classici: sulfatiazolo.

- semiretard: sulfadiazina, sulfametossazolo + trimetoprim.

- retard: sulfadimetossina, sulfametopirazina (sulfalene).

- ad azione topica: sulfacetamide, sulfadiazina argentica, sulfametiltiazolo (sulfametotiazolo), ftalilsulfatiazolo, sulfasalazina.

Nitrofurani: cenni storici, attività, spettro, meccanismo d'azione, sintesi, relazioni struttura-attività. Nitrofurazone (nitrofural), nitrofurantoina, nifuratel.

Nitroimidazoli: cenni storici, spettro, meccanismo d'azione, sintesi. Metronidazolo.

Chinoloni: derivati ossichinolinici e naftiridinici, fluoro- e difluorochinoloni, sintesi, meccanismo d'azione, relazioni struttura-attività. - I generazione: acido nalidixico. - II generazione: acido pipemidico, cinoxacina. - III generazione: ofloxacina, norfloxacina, ciprofloxacina, enoxacina, pefloxacina, levofloxacina, rufloxacina, moxifloxacina. - profarmaci: prulifloxacina - difluoroderivati: lomefloxacina

Oxazolidinoni: generalità. Linezolid.

Unità 5

CHEMIOTERAPICI ANTIMICOBATTERICI: generalità, terapia antitubercolare ed antileprotica, meccanismo d'azione, sintesi.

Diaminodifenilsolfoni: dapsone, acedapsone. Acidi carbossilici e derivati: acido p-aminosalicilico, isoniazide e associazioni, pirazinamide. Etilendiamine: etambutolo. Associazioni antitubercolari

ANTIBIOTICI ANTIMICOBATTERICI: cicloserina, rifamicina SV, rifampicina, rifabutina, streptomicina.

Unità 6

ANTIBIOTICI ANTIBATTERICI: cenni storici, metodi di produzione: fermentazione, sintesi, semisintesi.

ANTIBIOTICI CHE INIBISCONO LA BIOSINTESI DELLA PARETE CELLULARE

Betalattamine: strutture, nomenclatura, meccanismo d'azione, spettro, resistenza batterica. • penicilline: produzione della penicillina G, degradazione, acidolabilità, acidoresistenza, produzione del 6-APA, sintesi, relazioni struttura-attività. - p. ritardo: benzilpenicillina benzatinica. - p. penicillinasi-resistenti: oxacillina, cloxacillina, flucloxacillina. - p. a largo spettro: ampicillina, amoxicillina. - p. con migliorato assorbimento orale: bacampicillina. - p. antipseudomonas: carbenicillina, sulbenicillina, suncillina. - ureidopenicilline: piperacillina, azlocillina, mezlocillina. - Associazioni con inibitori enzimatici (acido clavulanico, sulbactam)

Unità 7

Cefalosporine: cenni storici, attività, produzione della cefalosporina C, ottenimento del 7-ACA, relazioni struttura-attività, classificazione, sintesi. - I generazione: c. parenterali, cefacetrile, cefalotina, cefapirina, cefaloridina; c. orali, cefalexina, cefacloro. - II generazione: cefamandolo, cefuroxima, cefamicine, cefamicina C, cefoxitina. - III generazione: cefotaxima. - IV generazione: cefepime. • 2-penem: caratteristiche strutturali. • carbapenem: caratteristiche strutturali, spettro, tienamicina, imipenem e associazione con inibitori enzimatici. • monobattami: caratteristiche, spettro, sintesi, aztreonam.

Unità 8

ANTIBIOTICI CHE INIBISCONO LA SINTESI PROTEICA Tetracicline: cenni storici, caratteristiche terapeutiche e strutturali, resistenze, relazioni struttura-attività, proprietà chimiche, stabilità, derivati di uso terapeutico, classificazione, sintesi. - I generazione: clortetraciclina, tetraciclina, ossitetraciclina (associazione); - II generazione: metaciclina, doxiciclina, minociclina, meclociclina; - profarmaci, limeciclina, rolitetraciclina (associazione). - glicilcicline, tigeciclina. Amfenicoli: caratteristiche terapeutiche e strutturali, spettro d’azione, relazioni struttura-attività, sintesi di cloramfenicolo e tiamfenicolo.

Unità 9

Macrolidi: caratteristiche terapeutiche e strutturali, classificazione, meccanismo d'azione, spettro, resistenza. Eritromicina e proprietà chimiche, claritromicina, fluritromicina, roxitromicina, azitromicina, troleandomicina, spiramicina, rokitamicina. Ketolidi, telitromicina. Antibiotici carboidratici: lincosamidi, lincomicina, relazioni struttura-attività, clindamicina. Aminoglicosidi: caratteristiche strutturali e terapeutiche, resistenza batterica, classificazione. Streptomicina, kanamicine, tobramicina, amikacina, sintesi, gentamicina, netilmicina.

ANTIBIOTICI CHE INIBISCONO LA BIOSINTESI DEGLI ACIDI NUCLEICI

Ansamicine: rifamicine, meccanismo e spettro d'azione, caratteristiche strutturali, relazioni struttura-attività, rifamicina SV, rifampicina e induzione enzimatica, rifabutina.

ANTIBIOTICI CHE MODIFICANO LA PERMEABILITÀ DELLA MEMBRANA CELLULARE

Polipeptidi: classificazione, meccanismo d'azione, bacitracina. Lipopeptidi: meccanismo d'azione, polimixine, colistina.

Unità 10

ANTIMICOTICI: generalità su funghi, micosi, terapia, classificazione. Antibiotici: griseofulvina, nistatina, amfotericina. Imidazoli: indicazioni terapeutiche, meccanismo d'azione e sintesi, clotrimazolo, miconazolo, econazolo, isoconazolo, chetoconazolo. Triazoli: terconazolo, fluconazolo.

Unità 11

ANTIVIRALI: generalità sui virus, ciclo riproduttivo, terapia antivirale, chemioterapici, meccanismi d'azione, spettro e sintesi. Aminoadamantani: amantadina, tromantadina. Antimetaboliti nucleosidici: pirimidinici, idoxuridina, citarabina, zidovudina, azolici, ribavirina, purinici, aciclovir, ganciclovir, penciclovir, famciclovir, valaciclovir, valganciclovir; oseltamivir, zanamivir.

NUOVI APPROCCI TERAPEUTICI AL TRATTAMENTO DELLE INFEZIONI DA HIV: inibitori del co-recettore, inibitori della fusione, inibitori nucleosidici della trascrittasi inversa (NRTI), inibitori non nucleosidici della trascrittasi inversa (NNRTI), inibitori dell'integrasi, inibitori della proteasi.

FARMACI PER IL TRATTAMENTO DELLE INFEZIONI DA HCV: Inibitori della proteasi NS3/4A, Inibitori della fosfoproteina NS5A, inibitori della polimerasi NS5B, associazioni terapeutiche.

Unità 12

ANTINEOPLASTICI: generalità sui tumori e loro classificazione, cancerogenesi, terapie. - chemioterapici ciclo cellulare non specifici: agenti alchilanti; cisplatino, carboplatino, oxaliplatino; procarbazina e dacarbazina; agenti intercalanti: doxorubicina, daunorubicina, dactinomicina; - chemioterapici ciclo cellulare specifici: antimetaboliti, alcaloidi della Vinca, bleomicina. - immunostimolanti - inibitori ormonali.

NUOVE STRATEGIE NELLA CHEMIOTERAPIA ANTITUMORALE: inibitori delle chinasi, delle istone deacetilasi, della farnesil transferasi.

1. Durante la lezione verranno indicati i testi più appropriati per lo studio dell'argomento trattato.
2. Materiale Didattico fornito dal docente: https://studium.unict.it/dokeos/2027/
3. G. Costantino, G Sbardella - Chimica Farmaceutica –I ed. (2024) - EdiSES.
4. FOYE’S PRINCIPI DI CHIMICA FARMACEUTICA - VI ediz. italiana (2014) - Piccin.
5. GRAHM L. PATRICK  - Chimica Farmaceutica – III ed. (2015) - EdiSES.
6. Wilson & Gisvold -Chimica Farmaceutica- I Ed. (2014) - Casa Editrice Ambrosiana
7. Gasco A. Gualtieri F. Chimica Farmaceutica- I Ed. (2015) - Casa Editrice Ambrosiana
8. G. GRECO - Farmacocinetica e Farmacodinamica su basi chimico-fisiche - (2007) – Loghìa
9. G. GRECO – Farmaci antibatterici - (2009) - Loghìa

Letture consigliate:

- BURGER’S - Medicinal Chemistry and Drug Discovery, vol I - Ed. M.E. Wolff - J. Wiley & Sons.

L'apprendimento verrà verificato mediante colloquio orale, finalizzato ad accertare:

·         il possesso delle conoscenze teoriche fondamentali degli aspetti chimo-farmaceutici trattati (Descrittore 1);

·         la capacità di applicare i principi teorici e metodologici forniti durante il corso (Descrittore 2);

·         l'attitudine ad analizzare criticamente risultati sperimentali, (Descrittore 3);

·         l'abilità di sintetizzare e discutere concetti, metodologie e applicazioni della chimica farmaceutica utilizzando una terminologia scientifica appropriata e un linguaggio tecnico corretto, con particolare riferimento ai farmaci biotecnologici (Descrittore 4);

·         la capacità di integrare autonomamente le conoscenze acquisite durante il corso e di collegare aspetti biologici, biochimici, farmacologici e chimico-farmaceutici (Descrittore 5).

Generalmente il colloquio prevede 3 domande riguardanti differenti parti del programma (1 per modulo) e ha una durata orientativa di 40-60 minuti.

La verifica dell'apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

CRITERI DI VALUTAZIONE

L'esame finale sarà valutato tenendo conto dei seguenti aspetti:

Conoscenze e Comprensione

• correttezza delle conoscenze teoriche relative alle biotecnologie farmaceutiche, alla tecnologia del DNA ricombinante e ai processi di sviluppo dei farmaci biotecnologici;
• completezza delle informazioni fornite sui meccanismi biologici e sulle metodologie biotecnologiche trattate nel corso;
• capacità di individuare e descrivere i principi biologici, biochimici e chimico-farmaceutici alla base della produzione e caratterizzazione di biomolecole terapeutiche.

Capacità Applicative

• capacità di applicare le conoscenze teoriche all'interpretazione delle metodiche sperimentali utilizzate nelle attività di laboratorio;
• capacità di interpretare dati derivanti da esperimenti di trasformazione batterica, espressione genica, produzione e purificazione di proteine ricombinanti;
• capacità di risolvere problematiche inerenti alla progettazione, produzione e caratterizzazione di farmaci biotecnologici.

Autonomia di Giudizio

• capacità di analizzare criticamente i risultati sperimentali ottenuti;
• individuazione di eventuali criticità o limiti nei processi biotecnologici studiati;
• valutazione dell'efficacia delle strategie sperimentali e produttive adottate per l'ottenimento di proteine terapeutiche.

Abilità Comunicative

• corretto utilizzo della terminologia scientifica propria delle biotecnologie farmaceutiche;
• chiarezza e coerenza nell'esposizione di concetti, metodologie e applicazioni biotecnologiche;
• capacità di collegare in modo organico aspetti biologici, biochimici, farmacologici e chimico-farmaceutici.

Capacità di Apprendimento

• capacità di integrare conoscenze provenienti dalle diverse parti del programma e dalle discipline propedeutiche;
• utilizzo appropriato di fonti bibliografiche specialistiche e della documentazione scientifica di riferimento;
• capacità di aggiornamento autonomo su nuove tecnologie e sui più recenti sviluppi nel campo delle biotecnologie farmaceutiche e dei farmaci biotecnologici.

ATTRIBUZIONE DEL VOTO

La votazione è espressa in trentesimi secondo il seguente schema:

Esame non superato: lo studente non possiede la conoscenza minima richiesta dei contenuti principali dell’insegnamento e mostra una scarsa proprietà di linguaggio tecnico.

Voto 18-21: lo studente possiede la conoscenza essenziale degli argomenti con modesta capacità di integrazione critica e impiega un linguaggio scientifico semplice ma sostanzialmente corretto.

Voto 22-25: lo studente dimostra una discreta conoscenza degli argomenti con adeguata capacità di collegamento e di impiego di un buon linguaggio tecnico.

Voto 26-28: lo studente dimostra una buona padronanza dei contenuti e corretta applicazione delle conoscenze acquisite con l’utilizzo di un linguaggio tecnico adeguato.

Voto 29-30 e lode: lo studente possiede conoscenza approfondita degli argomenti, elevata capacità critica, autonomia di giudizio e piena padronanza della terminologia specialistica.

• Studi preclinici.
• Studi clinici.
• Antibiotici: betalattamine.
• Antimicotici.