91025 - MEDICINAL AND TOXICOLOGICAL CHEMISTRY I

Conoscenze e abilità da conseguire

Gli studenti acquisiscono conoscenze fondamentali per la comprensione del farmaco, della sua struttura ed attività in rapporto alla interazione con le biomolecole a livello cellulare e sistemico, nonché per le necessarie attività di progettazione, del suo meccanismo d'azione molecolare ed in particolare dei tipi di legami ed i fattori sterici coinvolti nell'interazione farmaco-bersaglio molecolare, delle modifiche operate dalle reazioni metaboliche, dei meccanismi di eliminazione, e la eventuale formazione di specie tossiche. Conoscono le principali classi di farmaci in grado di colpire selettivamente i microorganismi estranei all’organismo umano (chemioterapia), ed anche quelli in grado di agire a livello del sistema nervoso centrale. Sono capaci di applicare le loro conoscenze per comprenderne le sintesi generali, le proprietà chimico-fisiche, i meccanismi d'azione, le relazioni struttura-attività, l'utilizzazione e gli aspetti chimico-tossicologici, anche tramite ricerca in banche dati.

Contenuti

PARTE GENERALE

Meccanismo d'azione molecolare di un farmaco. Elementi di farmacocinetica: assorbimento, distribuzione, metabolismo (reazioni della fase I e reazioni della fase II), escrezione, inquinamento da farmaci. Interazione tra farmaco e recettore: tipi di legami coinvolti. Fattori sterici che influenzano l'attività dei farmaci: isomeria ottica, geometrica e conformazionale. Bioisosteria. Inibizione enzimatica: inibizione competitiva e non competitiva. Antimetaboliti. Inibitori enzimatici per suicidio. Analoghi di strutture di transizione.

Recettori: elementi di teoria recettoriale. Recettori intracellulari e recettori di membrana.

PARTE DESCRITTIVA

Chemioterapici: definizione, generalità.

Antibiotici che interferiscono con la sintesi della parete cellulare: antibiotici β-lattamici (struttura e nomenclatura; meccanismo d'azione). Penicilline: penicilline naturali, acido-resistenti, β-lattamasi-resistenti, ad ampio spettro. Cefalosporine: I, II, III e IV generazione, SAR.

Tienamicine, Imipenem, Nocardicine, Monobattami, Acido clavulanico, Sulbactam, Fosfomicina, Glicopeptidi.

Antibiotici che interferiscono con la trascrizione: Ansamicine (Rifamicine).

Antibiotici che interferiscono con la traduzione: Macrolidi, Cloramfenicolo (sintesi classica), Amminoglicosidi, Tetracicline (naturali e semisintetiche, proprietà chimico-fisiche, vie di degradazione), Oxazolidinoni.

Inibitori DNA girasi: Chinoloni (Struttura e meccanismo d'azione. Derivati di I, II e III generazione. SAR.).

Inibitori diidropteroato sintetasi: Sulfamidici (struttura e proprietà chimico-fisiche; SAR).

Inibitori diidrofolato reduttasi: Struttura e funzioni dell'acido folico, inibitori classici e non classici, tossicità selettiva. SAR.

Farmaci antimalarici: Ciclo del plasmodio. Alcaloidi della China e analoghi. 4-Amminochinoline, 8-amminochinoline, 9-amminoacridine, (meccanismo d'azione, uso terapeutico), altri derivati a nucleo benzonaftiridinico, Artemisinine. Farmaci antimicotici: Antifungini naturali: Griseofulvina, Macrolidi-Polieni (Strutture e meccanismo d'azione).

Antifungini di sintesi: Azoli (meccanismo d'azione), Allilammine, tiocarbammati, 5-Fluorocitosina.

Farmaci antivirali: Derivati purinici. Derivati pirimidinici. Inibitori neuraminidasi. Inibitori proteasi.

Farmaci antitumorali: Alchilanti. Antimetaboliti. Intercalatori. Inibitori Topoisomerasi I e II. Inibitori mitotici. 

Cascata dell'acido arachidonico: prostaglandine, trombossano e leucotrieni.

Antiinfiammatori non steroidei: meccanismo d'azione, SAR, profilo farmacologico (selettività verso COX 1 e COX 2).

Farmaci attivi sul sistema cardiovascolare: Potenziale d'azione cardiaco, canali ionici. Glucosidi cardiaci: Struttura, SAR, ipotesi recettoriale, meccanismo d'azione. Farmaci antiaritmici: classificazione, meccanismi d'azione. Principali esponenti di ogni classe. Calcio modulatori, esempi, SAR. Farmaci antianginosi, esempi. Farmaci Antiipertensivi: vasodilatatori diretti, esempi, caratteristiche generali. Inibitori del sistema renina angiotensina: generalità, inibitori dell'enzima di conversione, esempi, SAR. Antagonisti di angiotensina II: scoperta, sviluppo del losartan e della classe dei sartani, struttura, SAR

Ormoni Steroidei: Struttura, biosintesi, recettori per gli steroidi. Estrogeni: strutture, SAR, estrogeni naturali e sintetici. Antiestrogeni: antagonisti recettoriali, derivati trifeniletilenici, tamossifene, raloxifene e analoghi, SAR. Inibitori dell'aromatasi steroidei e non steroidei, esempi e SAR. Progestativi: strutture, SAR, derivati semisintetici. Mifepristone. Androgeni e anabolizzanti: strutture, SAR. Antiandrogeni: antagonisti recettoriali: ciproterone, flutamide. Inibitori della biosintesi: liarozolo e finasteride. Corticosteroidi: mineralcorticoidi, glucocorticoidi, esempi, SAR.

PARTE PRATICA.

Sintesi di: acido 6-amminopenicillanico (6-APA); minociclina; acido nalidissico; trimetoprim; meflochina; fluconazolo; diclofenac, nifedipina, verapamil, captopril, enalapril, dietilstilbestrolo.

Testi/Bibliografia

Foye's Principles of Medicinal Chemistry (English Edition)

Metodi didattici

Il Corso è tenuto in lingua inglese e prevede attività teorica frontale. Saranno trattati tutti gli argomenti oggetto della prova d’esame

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in un colloquio orale che ha l'obiettivo di verificare l'acquisizione delle conoscenze previste dagli obiettivi del corso. Sarà richiesta anche l'illustrazione scritta della sintesi chimica di due tra i farmaci trattati durante il corso e specificamente indicati nel programma, seguita da due domande su argomenti più generici e si riterrà superata dalla corretta risposta ai quesiti posti, con particolare riguardo alle relazioni tra struttura chimica e attività biologica e interazione farmaco-bersaglio. E' pertanto rilevante che il candidato abbia acquisito conoscenze derivanti dai corsi degli anni precedenti, in particolare chimica organica e biochimica.

Strumenti a supporto della didattica

Le diapositive presentate a lezione sono rese disponibili agli studenti dell’Università di Bologna tramite la piattaforma Virtuale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Milelli

Consulta il sito web di Roberto Mandrioli