Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 16/06/2025

Il corso di Progettazione razionale di farmaci innovativi fornisce una preparazione di base sulle tecniche “in silico” applicate alla progettazione razionale del farmaco, approfondendo i metodi computazionali disponibili, le loro basi teoriche, le proprietà calcolabili e il livello di accuratezza ottenibile. Gli studenti impareranno a selezionare i metodi più adatti in base al sistema studiato, a utilizzare software specifici e ad analizzare casi studio, sviluppando capacità critiche, autonomia nell’apprendimento e abilità comunicative nella presentazione dei risultati.

Per affrontare i contenuti del corso di Progettazione razionale di farmaci innovativi, lo studente deve conoscere i concetti base degli esami di Chimica Generale ed Inorganica, di Chimica Organica e di Chimica Farmaceutica Generale.

L’insegnamento sarà erogato tramite lezioni frontali, con il supporto di diapositive scaricabili dalla piattaforma e-learning dell’Ateneo. Su tale piattaforma si implementa anche il modulo didattico innovativo denominato MedChemBlog, allo scopo di acquisire conoscenze strutturali riguardo le principali interazioni farmaco-recettore. Gli studenti utilizzeranno software didattici da installare sui loro personal pc o disponibili in aula informatica. Saranno previsti seminari di approfondimento su tematiche specifiche per consentire agli studenti di comprendere maggiormente gli argomenti trattati e di sviluppare pensiero critico.

Descrittore di Dublino 1: conoscenza e capacità di comprensione. Al termine del corso, lo/la  studente/studentessa dovrà conoscere:

• i principi teorici alla base delle principali tecniche “in silico” applicate alla progettazione razionale di farmaci;
• i metodi computazionali disponibili per lo studio di sistemi molecolari, comprendendone le fondamenta teoriche e il campo di applicabilità;
• le proprietà molecolari fondamentali per la progettazione razionale di farmaci;
• I diversi metodi computazionali da applicare in base alla natura del sistema studiato e alla proprietà di interesse;
• I principali software per condurre studi “in silico” comprendendone potenzialità, limiti e difficoltà pratiche.

Descrittore di Dublino 2: capacità di applicare conoscenza e comprensione. Al termine del corso, lo/la studente/studentessa sarà in grado di:

• Descrivere i principi teorici alla base delle principali tecniche “in silico” applicate alla progettazione razionale di farmaci;
• Identificare i metodi computazionali disponibili per lo studio di sistemi molecolari, comprendendone le fondamenta teoriche e il campo di applicabilità;
• Valutare quali proprietà molecolari possano essere calcolate con ciascun metodo e con quale livello di accuratezza;
• Scegliere il metodo computazionale più appropriato in base alla natura del sistema studiato e alla proprietà di interesse;
• Utilizzare software specifici condurre studi “in silico” conoscendone potenzialità, limiti e difficoltà pratiche.

Descrittore di Dublino 3: capacità critiche e di giudizio ritenuti utili a determinare giudizi autonomi, inclusa la riflessione su temi sociali, scientifici o etici ad essi connessi.

• Autonomia di giudizio

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:

• formulare giudizi informati nella scelta della metodologia più adatta per specifici problemi di progettazione razionale del farmaco, tenendo conto del livello di accuratezza richiesto e delle risorse computazionali disponibili;
• analizzare casi studio rappresentativi per comprendere come lo studio “in silico” abbia contribuito a successi nel campo della progettazione dei farmaci.

Descrittore di Dublino 4: capacità di comunicare quanto si è appreso; gli studenti devono saper comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.

• Abilità comunicative

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:

• comunicare, in modo chiaro e coerente, i principi teorici e le applicazioni di metodi in silico per la progettazione razionale di farmaci innovativi, anche a interlocutori non specialisti;
• presentare e discutere i risultati ottenuti da simulazioni e calcoli, illustrando criticamente vantaggi, limiti e implicazioni delle scelte metodologiche effettuate.

Descrittore di Dublino 5: capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita. Lo/La studente/studentessa deve aver sviluppato delle capacità di apprendimento necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.

• Capacità di apprendere in modo autonomo

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di

• Approfondire autonomamente le conoscenze acquisite durante il corso attraverso la consultazione della letteratura scientifica, sviluppando capacità di aggiornamento continuo nel campo della progettazione razionale;
• Saper utilizzare banche dati online che permettano di essere sempre aggiornati sui possibili target di interesse terapeutico;

Organizzare il proprio percorso di studio e approfondimento, dimostrando capacità di autovalutazione e consapevolezza delle nozioni ricevute e acquisite per la consolidazione di una bagaglio culturale forte e dinamico.

• Progettazione razionale del farmaco ed introduzione ai metodi computazionali.
• Intelligenza Artificiale applicata alla progettazione di farmaci innovativi.
• Rappresentazione molecolare, notazioni standard e loro interconversione in formati differenti.
• Strumenti di manipolazione grafica e visualizzazione di modelli tridimensionali.
• Analisi conformazionale: metodi per l’ottimizzazione della geometria e la minimizzazione dell’energia. Metodi quanto-meccanici e meccanica molecolare.
• Banche dati strutturali: Protein Data Bank (PDB), Crystallography Open Database (COD).
• Metodi Structure-Based: analisi del sito di binding, docking, funzioni di scoring e screening virtuale.
• Applicazione delle tecniche di docking alla predizione di interazioni farmaco-target.
• Metodi MIF (Molecular Interaction Fields).
• Approcci Ligand-Based: QSAR, Modelli farmacoforici.
  • Chemoinformatica e sviluppo del farmaco.
  • Database (Banche dati) chimici e di farmaci.
  • Calcoli e “filtering” (selezione) delle proprietà delle molecole.
  • Similarità molecolari.
  • Predizioni ADME (Assorbimento - distribuzione - metabolismo ed escrezione) e di tossicità di molecole bioattive.
  • Bioinformatica strutturale nello sviluppo del Farmaco (Modelli di omologia).
  Dinamica Molecolare.