LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE - LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI A - L

Obiettivi formativi

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE

  Fornire allo studente le conoscenze di base delle metodiche Biotecnologiche-Farmaceutiche adoperate nella progettazione e nella produzione di farmaci. Lo studente acquisirà le competenze e applicherà le principali metodiche adoperate nella manipolazione dell'espressione genica nei procarioti e i principi per la produzione di proteine ricombinanti nelle cellule eucariotiche. Saprà analizzare ed interpretare i risultati sperimentali ed effettuare il calcolo dell’efficienza di trasformazione. Comprenderà la regolazione dell’espressione genica attraverso l’operone, il processo di purificazione proteica e la sua importanza nella produzione biotecnologica di farmaci, il processo di purificazione di una nuova proteina ricombinante da una cultura batterica.

• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI

  Fornire i concetti e le strategie generali dell'analisi retrosintetica che permettono di affrontare problemi sintetici più o meno complessi attraverso analisi razionale; fornire altresì una basilare esperienza nelle metodiche di purificazione, identificazione e caratterizzazione di prodotti di reazione e di estrazione.

  Abilità acquisite: conoscenze teorico-pratiche inerenti la sintesi di composti organici a potenziale o nota attivita farmacologica. Conoscenze teorico-pratiche sui metodi di purificazione ed identificazione dei composti sintetizzati.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE

  Il corso prevede 28 ore di lezioni frontali in aula e 30 ore di esercitazioni pratiche in laboratorio.

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

• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI
  • Lezioni frontali 28 ore
  • Esercitazioni di laboratorio 30 ore

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

Prerequisiti richiesti

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE

  Superamento e/o una buona conoscenza dei seguenti corsi: Chimica Generale ed inorganica, Biologia animale e Biologia Vegetale, Biologia Molecolare, Anatomia umana , Chimica Organica, Chimica analitica, Microbiologia, Biochimica, Fisiologia Generale, Chimica Farmaceutica e Tossicologica, Laboratorio di analisi dei Farmaci e Farmacologia e Farmacoterapia.

• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI

  Superamento e/o una buona conoscenza dei seguenti corsi: Chimica Generale ed inorganica, Chimica organica I e II, Chimica analitica, Chimica farmaceutica e tossicologica, Laboratorio di analisi dei Farmaci, Fisica, Matematica e Statistica.

Frequenza lezioni

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE

  La frequenza in aula è obbligatoria. Il limite massimo di assenze consentite è, come da regolamento didattico (http://www.dsf.unict.it/sites/default/files/files/Regolamento%20Didattico%20CTF%202018-2019%20R.pdf), del 30% delle ore complessive di lezione valutate in tutte le loro forme di espletamento. Gli studenti possono chiedere la dispensa totale o parziale dall’obbligo della frequenza delle lezioni teoriche per gravi e giustificati motivi di lavoro o di salute. La dispensa è deliberata dal Consiglio del corso di studio.

• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI

  Frequenza obbligatoria secondo le norme del regolamento didattico del CdS in CTF come riportato nel link: http://www.dsf.unict.it/sites/default/files/files/Regolamento%20Didattico%20CTF%202018-2019%20R.pdf

Contenuti del corso

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE

  Parte teorica:

  • Definizione delle biotecnologie farmaceutiche: confluenze multidisciplinari nelle biotecnologie.
  • Sviluppo dei processi biotecnologici e delle “biotechnology companies”.
  • Tecnologia del DNA ricombinante. Produzione su larga scala di proteine ricombinanti: progettazione e produzione di farmaci biotecnologici.
  • Manipolazione dell’espressione genica nei procarioti. Produzione di proteine ricombinanti in cellule eucariotiche.
  • Proteine ad uso terapeutico: definizione e classificazione. I fattori di crescita emopoietici. Interleuchine e interferoni. Insulina. Analoghi del GLP-1. Vaccini. Anticorpi monoclonali.
  • Tecniche analitiche e di purificazione di macromolecole biologiche.
  • Oligonucleotidi (ON): la “medicinal chemistry” degli ON, farmacocinetica e tossicologia. Antisenso, aptameri, decoy, anti-gene, ribozimi, RNA-interference, micro-RNA.
  • Bioinformatica strutturale.

  Laboratorio:

  • Trasformazione batterica, selezione e valutazione dell’epressione genica.
  • Estrazione e purificazione del prodotto proteico.
  • Propagazione, caratterizzazione ed amplificazione del costrutto di trasformazione.
  • Visualizzazione e manipolazione di macromolecole mediante software di grafica molecolare.
• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI

  Parte teorica:

  • Farmaci di origine estrattiva, sintetica e semisintetica.
  • Progettazione di una metodica sintetica: mezzi e sviluppo della ricerca bibliografica.
  • Analisi retrosintetica.
  • Analisi dettagliata delle sintesi e dei meccanismi di reazione che intervengono nella preparazione di composti di uso terapeutico e nella sintesi di molecole di origine biologica: strategie e metodi.
  • Comuni attrezzature, strumentazioni e metodi di laboratorio.
  • Traduzione di un piano sintetico in applicazioni pratiche.

  Laboratorio:

  • Sintesi di alcuni semplici composti organici.
  • Sintesi di composti organici a potenziale o nota attivita farmacologica.
  • Applicazione delle diverse metodologie cromatografiche e delle tecniche analitiche e spettroscopiche atte alla purificazione ed identificazione dei composti sintetizzati.

Testi di riferimento

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
  1. Durante la lezione verranno indicati i testi più appropriati per lo studio dell'argomento trattato.
  2. Materiale Didattico fornito dal docente: http://studium.unict.it/dokeos/2021/
  3. D. J. A. Crommelin & R. D. Sindelar, BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE, Zanichelli.
  4. B. R. Glick, J. J. Pasternak, BIOTECNOLOGIA MOLECOLARE, Zanichelli.
  5. M. L. Calabrò, Compendio di BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE, EdiSES.
  6. A. Maggi, BIOTECNOLOGIE FARMACOLOGICHE, MASSON.
  7. E. Vegeto, A. Maggi, P. Minghetti, FARMACI BIOTECNOLOGICI: aspetti farmacologici e clinici, Casa Editrice Ambrosiana.
  8. T. A. Brown, Biotecnologie molecolari: Principi e tecniche, Seconda edizione italiana, Zanichelli.
  9. G. A. Petsko, D. Ringe, Struttura e funzione delle proteine, Zanichelli.
  10. D. J. A. Crommelin, R. D. Sindelar, B. Meibohm. Pharmaceutical Biotechnology: Fundamentals and Applications, Fifth Edition. Springer.
  11. G. Walsh. Pharmaceutical Biotechnology: Concepts and Applications, Wiley.
  12. T. Brown & Tom Brown (Jnr). Nucleic Acids Book, Atdbio. https://www.atdbio.com/nucleic-acids-book.
  13. J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis, Molecular cloning: A laboratory manual, Second edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press
• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI
  • Stuart Warren, Paul Wyatt - Organic synthesis -The Disconnection Approach, 2nd Edition - J. Wiley & Sons (2009).
  • Stuart Warren, Paul Wyatt - Workbook for Organic Synthesis The Disconnection Approach, 2nd Edition - J. Wiley & Sons (2009).
  • John Leonard, Barry Lygo, Garry Procter - Advanced practical organic chemistry - CRC Press (2013).
  • Andrew Streitwieser, Heathcock Clayton - Introduzione alla chimica organica - PICCIN (1979).
  • B.S. FURNISS, A.J. HANNAFORD, P.W.G. SMITH, A.R. TATCHEL - Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry - Pergamon Press (1990).

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE

  Esame orale con votazione in trentesimi.

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

  Per il superamento dell’esame non sono previsti argomenti minimi irrinunciabili; vengono valutate le conoscenze di base degli argomenti in programma.

• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI

  Esame scritto ed orale con votazione in trentesimi. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• LABORATORIO DI BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE

  Classificazione dei vaccini. Tecnologia degli Oligonucleotidi (ON). Insulina e sue formulazioni. Proteine di fusione, etc........
  

• LABORATORIO DI PREPARAZIONE ESTRATTIVA E SINTETICA DEI FARMACI
  • Esempi di analisi retrosintetica.
  • Metodologie per la sintesi di sostanze di interesse farmacologico.