Pipeline del drug discovery. Target proteici e non. Costanti di binding e cinetiche. ADMET. Drug design razionale e irrazionale. Fragment-based drug-discovery. Docking in silico. Screening in vitro. Screening con NMR e X-ray. Screening a livello cellulare. Analisi HOS per farmaci biologici. Interazioni anticorpo/antigene. Metabolomica: definizione,spettrometria di massa e NMR, analisi multivariate e univariate. Fenotipo individuale. Applicazioni in campo clinico.
Materiale distribuito dal docente mediante la piattaforma Moodle di e-learning di UNIFI
Obiettivi Formativi
Scopo del corso è di formare lo studente nelle tecniche fondamentali per il drug-screening and drug-design. A tale scopo lo studente apprenderà i principali metodi basati sull’utilizzo proteomica strutturale. Lo studente apprenderà anche la metabolomica e i principali metodi di analisi statistica di dati complessi.
La pipeline del drug discovery in era post-genomica. Le fasi cliniche e la farmacogenomica. Brevettazione. Concetto di patologia target, target molecolari; target e pathway. I target classici; interazione fra due proteine come bersaglio .Target proteici e non proteici. Metodi di selezione del target. Definizione di farmaco. Agonisti e antagonisti. Curva dose-risposta. Definizione di costanti di binding e di dissociazione. Relazione con le costanti cinetche. Inibitori suicidi. Cinetiche enzimatiche, schemi cinetici più complessi. Predizioni ADMET. Le 5 "regole del 5" di Lipinski. Drug design razionale e irrazionale. QSAR. Structure-based drug-design. Fragment-based drug-discovery. Considerazioni termodinamiche e guadagno entropico. Anchoring, merging, tethering. Drug-discovery in silico; struttura del target e programmi di docking. SAR by X-ray: soaking e cocristallizzazione. High-throughput screening (HTS) in vitro: fluorimetria, microcalorimetria, surface plasmon resonance. SAR by NMR. Screening con NMR: metodi protein-observed e ligand-observed.
Screening a livello cellulare: in cell NMR. Metodi di analisis dei farmaci biologici. Il ruolo dell’NMR. Studio di interazioni anticorpo/antigene e disegno di vaccini proteici.
La metabolomica: definizione, ruolo nella selezione del target e nella valutazione della risposta individuale al trattamento (precision medicine). Metodologie analitiche in metabolomica: spettrometria di massa e NMR; vantaggi e svantaggi di ciascun approccio. L’importanza della fase preanalitica. Metodi statistici per il trattamento dei dati: analisi multivariate e univariate. Il fenotipo metabolico individuale. Esempi si applicazioni della metabolomica in campo clinico.