PRESENTAZIONE

Il corso di Drug design e farmacologia sperimentale è rivolto agli studenti del terzo anno del Corso di Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche e prevede 6 crediti formativi corrispondenti a 48 ore di didattica frontale. Esso si propone di illustrare e discutere le principali strategie di progettazione di un farmaco e della sua validazione sperimentale, focalizzandosi in particolare sulla delucidazione del meccanismo di azione a livello molecolare, ovvero l’interazione molecolare fra il potenziale farmaco e la macromolecola.

Il corso permetterà inoltre allo studente di imparare a progettare uno studio preclinico di un farmaco di nuova formulazione combinando diverse metodiche sperimentali realizzabili in-vitro, ex-vivo e in-vivo, atte a definire il meccanismo d’azione, l’efficacia e la potenziale tossicità del farmaco di nuova formulazione.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il Corso si propone di illustrare e discutere le principali strategie di progettazione di un farmaco (focalizzandosi in particolare sulla delucidazione dell’interazione molecolare fra il potenziale farmaco e la macromolecola biologica) e di validazione preclinica del composto in esame, atta a porre le basi per la sperimentazione clinica e l’immissione in commercio del nuovo farmaco

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivo formativo del corso è fornire allo studente le competenze base relative al processo di progettazione e validazione sperimentale del farmaco, in particolare lo studente conosce varie tipologie di strategia di progettazione e di test sperimentale ed è in grado di applicarle nel contesto adatto.

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:

- Illustrare metodologie computazionali e di farmacologia sperimentale applicate in drug discovery.

- Applicare suddette metodiche nel contesto corretto.

- Progettare uno studio preclinico del farmaco di interesse combinando metodiche in-vitro, ex-vivo e in-vivo per determinarne l’efficacia e la potenziale tossicità.

- Illustrare e descrivere tale progettazione con un linguaggio scientifico appropriato.

PREREQUISITI

Conoscenze di base di Chimica Organica, Biochimica, Chimica farmaceutica e Tossicologia, Farmacologia generale, Biologia Animale.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso è organizzato in lezioni frontali. Gli argomenti saranno illustrati dai docenti mediante presentazioni Powerpoint che vengono condivise sul TEAM del corso.

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell'Apprendimento (DSA), disabilità o altri bisogni educativi regolarmente presentate all'Ateneo, sono invitati a contattare il docente ed il referente per la disabilità della Scuola/Dipartimento (Prof. Luca Raiteri, Luca.Raiteri@unige.it ) all'inizio del corso per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell'insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. IMPORTANTE: le richieste per adattamenti in sede di esame DEVONO essere fatte tassativamente almeno 7 giorni lavorativi prima della data prevista per l'esame seguendo attentamente le istruzioni nel link alla pagina https://unige.it/disabilita-dsa/comunicazioni.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Ligand-based drug design: definizione della strategia, disegno del ligando, campi di forza, analisi conformazionale, minimizzazione energetica, mappe di Ramachandran, mappe farmacoforiche, proprietà molecolari e descrittori molecolari, principi di QSAR e 3D-QSAR. Esempi di farmaci progettati con la strategia ligand based. Structure-based drug design: definizione della strategia, tecniche di docking e di dinamica molecolare, cenni di homology modelling. Cenni di Virtual screening e drug repositioning. Banche dati di interesse in drug design. Esempi di farmaci progettati con lo structure-based drug design.

Farmacologia sperimentale: introduzione alla farmacologia sperimentale intesa come approccio sperimentale per la valutazione qualitativa e quantitativa dell’azione di un farmaco di nuova

formulazione (disegno sperimentale con applicazione dimetodologie e tecniche sperimentali in-vitro, ex-vivo e in-vivo); illustrazione del percorso preclinico di un farmaco prima della sua entrata in commercio; utilizzo di linee cellulari immortalizzate,colture primarie e iPSCs per gli studi in-vitro; applicazione dei principali saggi funzionali e tecniche molecolari per definire l’effetto del farmaco in esame (es. test di vitalità e metabolismo cellulare, studio della modulazione genica e espressione proteica di bersagli biologici potenzialmente modulati dal farmaco in esame) con modelli in-vitro in 2D; enunciazione dei principali vantaggi e limiti dei modelli in-vitro 2D e introduzione ai nuovi modelli in-vitro in 3D con o senza scaffold (sferoidi, organoidi, organ-on-chip e sistema di 3D bioprinting); descrizione e impiego delle principali metodiche ex-vivo per studi preclinici di farmaci (fettine in acuto, fettine organotipiche, organi isolati e perfusi) e analisi sperimentali ad esse applicabili; legislazione e regolamentazione etica dell’utilizzo degli animali nella ricerca e negli studi preclinici; scelta del modello animale più appropriato; descrizione dei principali modelli animali di malattia (spontanei o indotti); illustrazione dei principali saggi comportamentali, cognitivi e motori applicabili negli animali da laboratorio per la definizione dell’efficacia e della potenziale tossicità del farmaco in esame; illustrazione di un esempio di progettazione preclinica di un farmaco utilizzato per il trattamento della sclerosi laterale amiotrofica; breve enunciazione dei passaggi necessari per passare dallo studio preclinico alla clinica.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Per entrambi i moduli di drug design e farmacologia sperimentale non vi sono testi disponibili. I docenti forniranno le slides e il materiale di letteratura (in lingua inglese).

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy.

Orari delle lezioni

DRUG DESIGN E FARMACOLOGIA SPERIMENTALE (CORSO INTEGRATO)

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consisterà in una prova orale riguardante gli argomenti trattati a lezione. L’esame si svolgerà nello stesso momento per entrambi i moduli. Il voto finale sarà la media dei voti ottenuti nei due moduli.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Lo studente durante la prova d’esame dovrà dimostrare le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni anche attraverso collegamenti a competenze acquisite in discipline affini. Sarà inoltre in grado di discutere gli argomenti d’esame con un linguaggio scientifico appropriato.

ALTRE INFORMAZIONI

Rivolgersi alle docenti per ulteriori informazioni non comprese nella scheda insegnamento.