Química dos Fármacos

Conhecimentos de Biologia e Química

Matriz Teórica:

Metodologia essencialmente expositiva recorrendo aos meios audiovisuais adequados.

Matriz Teórico-prática:

Exercícios de aplicação de alguns conteúdos teóricos. 

Análise e discussão de artigos científicos onde se discute e aprofunda os temas desenvolvidos na matriz teórica.

Desenho de estruturas químicas  com  programas específicos e com acesso gratuito. Visualização de programas de modelação molecular disponíveis gratuitamente.

Trabalho laboratorial.

Os alunos devem adquirir conhecimentos do estudo dos fármacos do ponto de vista químico, bem como os
princípios básicos utilizados no seu design e desenvolvimento

Matriz Teórica:

1 – Introdução à Química dos Fármacos: (8 H)

Fármacos e Química Medicinal. Índice Terapêutico. Forças intermoleculares de ligação: Eletrostática, Ligações de H, Interações de Van der Waals, Interações dipolo-dipolo e dipolo-ião.

Fundamentos de estereoquimica: Isomeria

Classificação e nomenclatura de Fármacos.

Farmacodinâmica.

Farmacocinética: Absorção, Distribuição, Metabolização- Reacções de fase I  e de fase II; O sistema do citocromo P450. Flavinas monooxigenase e outras enzimas. Excreção.

2- Alvos moleculares dos fármacos: (10H)

-Proteínas – Estrutura das proteínas.

Proteínas estruturais e transportadoras como alvo de fármacos. Péptidos ou proteínas como fármacos (Hormonas, péptidos, enzimas recombinantes e anticorpos monoclonais).

Enzimas: Inibidores enzimáticos reversíveis e irreversíveis. Inibidores halostéricos. Inibidores selectivos de isoenzimas. Usos clínicos.

– Recetores. Tipos de recetores. Neurotransmissão. Ativação dos recetores de membrana (receptores associados à proteína G, canais iónicos e ligados a cinases) e dos recetores intracelulares. Fármacos e recetores: Design de agonistas, antagonistas e agonistas parciais. moduladores alostéricos.

-Ácidos nucleicos (DNA):

Noções de estrutura e função. 

Fármacos que interferem com o DNA: Intercalantes; Interferência com topoisomerase; Alquilantes; Agentes de “metalização”; Cortadores de cadeia; Terminadores de cadeia. Controladores da transcrição de genes.

-Ácidos nucleicos (RNA):

Agentes inibidores da tradução.

Noções gerais de Terapia antisense.

-Lípidos e hidratos de carbono:

Fármacos que interferem com os lípidos: perturbadores de membrana, moléculas tunelizantes e transportadoras de iões.

Fármacos que interferem com os hidratos de carbono: Antigénios e anticorpos, ciclodextrinas.

3- Descoberta, design e desenvolvimento dos fármacos.(6H)

Estratégias a seguir na obtenção de novos fármacos: Escolha da patologia, do alvo molecular. Exemplos.

Escolha do composto líder.

Fontes de compostos ativos: Produtos naturais. Fármacos de origem vegetal, provenientes de microrganismos, fármacos originados de produtos marinhos, de produtos de origem animal, venenos e toxinas. Exemplos.

Recurso a bases de dados de compostos sintéticos e a farmacos já existentes; “Me toos” e “Me better”.

Abordagem SOSA (Selective Optimization of Side Activities). Exemplos

Design de fármacos: Otimização de interações. Relações estrutura-atividade (SAR).

Ligações típicas das diferentes funções presentes nos fármacos: Ligações de álcoois, fenóis e anéis aromáticos. Exemplo. Ligações de alcenos, cetonas, aminas, amidas, ác. carboxílicos, esteres, éteres e haletos.

Noção de isósteros. Exemplos.

Identificação do farmacóforo.

Design de fármacos: Otimizar o acesso ao alvo molecular.

Otimizar propriedades hidrófilas/lipófilas:Variar o coeficiente de partição octanol /água; variar polaridade; variar N-substituintes. Exemplos.

Aumentar ou diminuir a resistência à degradação química e enzimática: Uso de “escudo estérico”, modificações estereoseletivas, alteração de grupos funcionais mais suscetíveis. Exemplos.

Reduzir toxicidade. Prófarmacos na melhoria da permeabilidade, prolongamento da atividade, melhoria da toxicidade e efeitos colaterais, otimização da solubilidade em água. Exemplos.

4- Ferramentas informáticas  usadas no desenvolvimento de novos fármacos. (6 H)

Os computadores e a química no desenvolvimento de fármacos. Programas de desenho de estruturas químicas. Propriedades moleculares, análise conformacional, minimização energética, sobreposição de estruturas. Meios informáticos para identificar a conformação ativa e o farmacóforo. Procedimentos de docking.

Estudos QSAR: Gráficos e equações, propriedades físico-químicas, efeitos eletrónicos e estéricos. Procedimentos gerais; vantagens e pressupostos; Validação.

Matriz Teórico-Prática: Principais vias de administração de fármacos.

Questões ligadas à dosagem dos fármacos (posologia, dosagem e formulação vs via de administração, semi-vida, curva AUC).

Noções de quiralidade de fármacos e sua importância. (Bases de isomerismo).

Coeficiente de partição octanol/água

Trabalhos laboratoriais:

A influência do pH na absorção de fármacos

Determinação experimental do logP

Acesso a locais na Internet e artigos cientificos onde se discute e aprofunda os temas desenvolvidos na matriz teórica.

Contato com alguns programas de desenho de estruturas quimicas e de determinação de propriedades moleculares usados na quimica que sejam de acesso livre online.

NAO

Bibliografia Principal

• PATRICK, Graham L. ; SPENCER, John – An introduction to medicinal chemistry. 7th ed.. Oxford ; New York : Oxford University Press, cop. 2023. xxii, 960 p.. ISBN 978-0-19-886666-4
  
• BARREIRO, Eliezer J. ; FRAGA, Carlos Alberto Manssour – Química medicinal  : as bases moleculares da ação dos fármacos. 2ª ed. Porto Alegre : Artmed, 2008. 536 p. ISBN 978-85-363-1205-7.
  
• SILVERMAN, Richard B. – The organic chemistry of drug design and drug action. 2nd ed. Amsterdam [etc.] : Elsevier Academic Press, 2004. xix, 617 p. ISBN 978-0-12-643732-4.
  

Bibligrafia Secundária

• Pinto, Madalena, Manual de trabalhos laboratoriais de Química Orgânica e Farmacêutica, Lidel- edições técnicas, lda, 2011. 484p. ISBN: 978-972-757-750-7