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Química Aplicada ao Design de Fármacos

Código: Q3021     Sigla: Q3021     Nível: 300

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Química

Ocorrência: 2018/2019 - 2S Ícone do Moodle

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável: Licenciatura em Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
L:BQ 10 Plano de Estudos Oficial 3 - 6 56 162
L:Q 10 Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17 3 - 6 56 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Alexandre Lopes de Magalhães Regente

Docência - Horas

Teórica: 2,00
Práticas Laboratoriais: 2,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teórica Totais 1 2,00
Alexandre Lopes de Magalhães 2,00
Práticas Laboratoriais Totais 1 2,00
Alexandre Lopes de Magalhães 2,00

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O aluno deve ter um conhecimento lato de todo o pipeline de desenvolvimento de fármacos, desde a identificação do alvo até à entrada no mercado, incluindo aspectos económicos e legais e registo de patentes. Deve ainda ter a capacidade de, dado um alvo famacológico identificar um composto líder de grupo. Dada a estrutura do receptor optimizar computacionalmente a energia de interacção entre as duas espécies. Prever a contribuição energética do solvente na associação receptor ligando, bem como o papel da hidrofobicidade e flexibilidade. Deve conhecer os requisitos que um fármaco deve possuir para ter boas propriedades de absorção, distribuição, metabolismo e excreção. Em suma, deve ter a capacidade, de forma autónoma, de dado um alvo biológico fazer propostas coerentes e pertinentes de ligandos com afinidade para o alvo, com propriedades farmacocinéticas favoráveis e com viabilidade de desenvolvimento comercial.

Resultados de aprendizagem e competências

Escolher um composto promissor entre uma base de dados de compostos; proceder ao melhoramento da afinidade desse mesmo composto; prever, e melhorar, o perfil farmacocinético de um composto; interatuar e trabalhar em equipa com todos os interlocutores do processo de descoberta e desenvolvimento de fármacos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Não aplicável

Programa

1. Introdução
1.1. O que é um fármaco?
1.2. A origem de compostos com actividade farmacológica.
1.3. A formulação de um fármaco, os vários tipos de formulação, e suas vantagens e desvantagens.
1.4. A nomenclatura de fármacos: nome interno do fabricante, nomenclatura segundo as regras da IUPAC, nome genérico e nome comercial.
1.5. Requisitos básicos que um fármaco deve possuir. Propriedades ADME e toxicidade.

2. Pipeline de Descoberta e Desenvolvimento de Fármacos (3 aulas).
2.1. Linha de descoberta e desenvolvimento de um fármaco e sua segmentação nas fases clássicas.
2.2. Identificação do alvo farmacológico. Importância e metodologias.
2.3. Definição de Farmacóforo e de hit compound. Métodos para a sua identificação. Serendipidade, Pesquisa sistemática (virtual ou experimental) de alto rendimento e design racional.
Transformação de um “hit compound” num composto director. 2.4. Optimização de compostos directores e metodologias associadas. Química Combinatória, Síntese paralela e modificações químicas racionais.
2.5. Avaliação da actividade biológica in vitro e in vivo. Sinergia entre os processos de optimização e de avaliação de actividade. Esquema cíclico de optimização e avaliação.
2.6. Fase de pré-desenvolvimento e desenvolvimento de um fármaco. Testes clínicos. Vigilância pós-comercial.
2.7. Razões científicas, técnicas e económicas para a interrupção do processo de desenvolvimento de um fármaco.
2.8. Colocação de um fármaco no mercado. Aspectos legais.
2.9. Patentes associadas ao desenvolvimento de fármacos.

3. Absorção, Distribuição, Metabolismo e Excreção de Fármacos.
3.1. Farmacocinética e Farmacodinâmica. Sua relação com a dosagem do fármaco.
3.2. Biodisponibilidade. Sua relação com a concentração de fármaco acessível ao alvo fisiológico.
3.3. Membranas biológicas.
3.4. Absorção. Barreiras à absorção. Propriedades moleculares que influenciam a absorção.
3.5. Distribuição. Propriedades moleculares que afectam a cinética e a extensão da distribuição.
3.6. Estratégias químicas para controlar o metabolismo de fármacos.
3.7. Mecanismos de excreção. Tempo de semi-vida de um fármaco.

4. Relações Quantitativas Estrutura-Actividade (QSAR).
4.1. Introdução às QSAR.
4.2. As várias etapas da construção de uma QSAR. A natureza iterativa da construção de uma QSAR.
4.3. Selecção do conjunto de compostos. Diversidade das suas propriedades, gama de valores para os seus descritores e gama de actividades para o conjunto de compostos. Previsões por interpolação e extrapolação.
4.4. Identificação dos descritores biologicamente relevantes e selecção do melhor sub-conjunto.
4.5. Identificação da melhor combinação de descritores e da correlação entre descritores.
4.6. Determinação da equação que descreve o modelo de QSAR.
4.7. Complexidade matemática da equação e sobreajuste de dados. Relação destes dois factores com a capacidade predictiva da equação.
4.8. Métodos de aferição da qualidade matemática do ajuste e da qualidade estatística estatística do modelo de QSAR.
4.9. Métodos de aferição da capacidade predictiva do modelo de QSAR.

Bibliografia Obrigatória

Graham Patrick; An Introduction to Medicinal Chemistry, 2009

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas clássicas, com exposição por parte do professor, tendo alguma intervenção por parte dos alunos.

Aulas práticas baseadas em problemas, centradas no aluno, nas quais o professor assume a função de orientar a ajudar o aluno na sua busca pelo conhecimento, motivada pela necessidade de resolver o problema em causa.

Software

Osiris Property Explorer - http://www.organic-chemistry.org/prog/peo
Marvin Property Plugin - http://www.chemaxon.com/marvin/sketch/index.php
Programa de visualização VMD - http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 75,00
Participação presencial 25,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 106,00
Frequência das aulas 58,00
Total: 164,00

Obtenção de frequência

Frequência de, pelo menos, 75% das aulas práticas.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação será calculada em função do resultado de um exame teórico (50%) e de uma nota prática (50%). A nota prática será calculada em função da avaliação prática contínua (25%) e do resultado de um exame sobre o trabalho desenvolvido nas aulas práticas (25%), a ser efetuado em conjunto com o exame relativo aos conteúdos teóricos.

Melhoria de classificação

Apenas as componentes da avaliação aferidas por exame escrito poderão ser alvo de melhoria, através da realização de exame para esse efeito.

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