Universidad Autonoma de Madrid.....Centro de Biología Molecular Severo Ochoa
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CURSO 2007-08
 FICHA DE LA ASIGNATURA
 
Nombre: Farmacología y Toxicología Molecular
URL: <http://www.cbm.uam.es/pagomez/farmatoxmol>
Titulación: Licenciatura en Bioquímica
Departamento: Biología Molecular
Tipo de asignatura:  Optativa
Código: 12665
Créditos: 2,7 (ECTS) 3 (UAM)
Curso:  Segundo (Primer Cuatrimestre)
Horario: Lunes 17:30, Aula C-0-209. Consultar horario: [AQUI] 
Clases tuteladas en aula de informática (C-XIII-401): lunes 10 a viernes 14 de diciembre, de 9:30 a 11:30 h.
Profesores: Departamento de Biología Molecular.

Elena Bogónez Peláez. Profesora Titular de Universidad. Coordinadora (curso 2007/08). C-X-450,Tel: 914973505. <ebogonez@cbm.uam.es>

Cristina Murga Montesinos. Profesor Contratado Doctor. C-V-201, Tel: 914972894. <cristina.murga@uam.es> URL: http://www.cbm.uam.es/cmurga/

Paulino Gómez Puertas. Científico Titular del CSIC. C-XVI-113, Tel: 914972377. <pagomez@cbm.uam.es> URL: http://www.cbm.uam.es/bioweb/
 
 
OBJETIVOS Y BREVE DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA:
  • Con esta asignatura queremos ofrecer una introducción a los mecanismos moleculares de la acción de los fármacos. El programa se inicia con el estudio de los principios generales de farmacocinética y farmacodinámica. A continuación,  mediante una aproximación histórica al descubrimiento y desarrollo de ejemplos representativos de fármacos de acción bien conocida, se analizarán las características de su interacción estructural y funcional con dianas celulares específicas. Los blancos de la acción farmacológica se han dividido en tres bloques: i) receptores de membrana y moléculas señalizadoras, ii) enzimas y iii) ácidos nucleicos. A través de los temas incluidos en estos bloques, se presentará y discutirá la metodología que ha hecho posible estudiar y comprender la respuesta molecular y celular a la acción farmacológica de diferentes compuestos químicos. Finalmente, uno de los objetivos de esta asignatura, que se aborda en la última parte del programa, es proporcionar al alumno el conocimiento básico y las habilidades necesarias para utilizar las herramientas bioinformáticas de visualización y generación de estructuras tridimensionales y de simulación de interacciones fármaco-proteína.

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  • La metodología docente tradicional basada en la utilización exclusiva de la clase magistral se sustituye en esta asignatura por un nuevo modelo docente basado en el trabajo independiente de los alumnos bajo la tutela directa del profesor (créditos ECTS, ver Método docente).
 
PROGRAMA DE FARMACOLOGÍA Y TOXICOLOGÍA MOLECULAR.
 
  • 1. INTRODUCCIÓN. 
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      Áreas de la farmacología. Definición y clasificación de los fármacos. Cómo y dónde actúan los fármacos; concepto de receptor; dianas de la acción de los fármacos. Determinantes estructurales, moleculares y celulares de la selectividad de los fármacos. Isómeros. Isósteros y bioisósteros.  Concepto de cabeza de serie, farmacóforo y auxóforo. (1h)
         
  • 2. FARMACOCINÉTICA (ADME).
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      2.1. Administración, Absorción y Distribución de fármacos. Vías de administración de los fármacos; ventajas e inconvenientes; criterios de elección. Absorción; transporte de fármacos y membranas biológicas. Biodisponibilidad. Distribución; factores que afectan a la distribución; patrones de distribución; volumen de distribución. Dosificación y niveles en plasma. (1h)

      2.2. Metabolismo y Eliminación de fármacos. Vías de eliminación y desactivación de fármacos. El ciclo éntero-hepático. Excreción renal: estructura de la nefrona, proceso de excreción. Metabolismo. Reacciones de biotransformación: reacciones de fase I y II. La familia del citocromo P450. Activación de fármacos; profármacos: utilidad y mecanismos de activación. (1h)
       

         
  • 3. FÁRMACOS QUE ACTÚAN SOBRE RECEPTORES Y MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS.

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      3.1. Introducción y conceptos básicos de la funcionalidad de receptores: Introducción a la función de receptores en la señalización y la fisiología celular. Conceptos esenciales de farmacodinámica y bioquímica de las reacciones ligando-receptor. Ligandos: consideraciones estereoquímicas y topológicas, conceptos de agonista, antagonista, agonista parcial y agonista inverso. Interacción fármaco-receptor y su relación con respuestas fisiológicas: teoría de la ocupación, modelo de los dos estados de activación de receptores, eficacia y receptores “spare”. Medida directa de la unión ligando-receptor: ensayos con radioligandos. (1h)

      3.2. Fármacos basados en receptores acoplados a proteínas G (GPCR) y otros receptores de membrana. Nociones básicas de bioquímica y biología celular de GPCR. Familias y modo de actuación. Fenómenos de  tolerancia, dependencia y adicción. Ejemplos concretos: descubrimiento, desarrollo, mecanismo de acción y efectos de fármacos que actúan sobre receptores adrenérgicos y opioides. (2h)

      3.3. Fármacos basados en moléculas señalizadoras y canales iónicos: Bases moleculares e iónicas del uso de fármacos que actúan sobre canales. Fármacos que actúan sobre canales de calcio, potasio y sodio: efectos analgésicos, antiarrítmicos y antihipertensivos. Inhibición de la actividad de moléculas señalizadoras de cascadas intracelulares. Ejemplos concretos: inhibidores de Ras y de tirosinas quinasas citosólicas como antineoplásicos. (1h)
       

       
  • 4. LAS ENZIMAS COMO DIANAS DE LA ACCIÓN DE LOS FÁRMACOS.
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      4.1. Introducción. Aplicaciones terapéuticas de la inhibición enzimática. Resistencia a los fármacos. Sinergia. Clases de inhibidores enzimáticos.Inhibidores reversibles competitivos. Eficiencia y potencia del inhibidor. Análogos del sustrato y análogos del estado de transición. Inhibición de la enzima convertidora de angiotensina (ACE): desarrollo del captopril. Inhibición de la proteasa del VIH: desarrollo del ritonavir. Inhibidores de unión lenta y alta afinidad. Inhibición de la síntesis del colesterol: mecanismo de acción de las estatinas, aproximación histórica. (2h)

      4.2. Inhibidores enzimáticos irreversibles: inactivación enzimática. Inhibidores irreversibles dirigidos contra el centro activo: marcadores de afinidad  e inhibidores basados en el mecanismo. Mecanismos de acción. Criterios de efectividad en el diseño de los inhibidores irreversibles. Algunas aplicaciones terapéuticas de los inhibidores irreversibles: antimetabolitos e inhibición de la timidilato sintasa. (1h)
       
       

  • 5. FÁRMACOS QUE ACTÚAN SOBRE DNA Y TRATAMIENTO DEL CÁNCER.
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      Introducción a las interacciones DNA-fármaco. Tipos de fármacos que actúan sobre el DNA: compuestos intercalantes, alquilantes, y agentes que cortan la cadena de DNA. Toxicidad de los fármacos que actúan sobre el DNA. Fármacos inhibidores de mitosis: bases moleculares y ejemplos concretos. Quimioterapia combinada. (1h) 
         
  • 6. DESCUBRIMIENTO Y DESARROLLO DE NUEVOS FÁRMACOS EN LA INDUSTRIA FARMACEUTICA .

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      Métodos de descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos: perspectiva histórica. Métodos dirigidos y no dirigidos (“drug screening”). Consideraciones clínicas. Métodos de mejora de los principios activos: modificación y desarrollo de fármacos. Métodos de alto rendimiento para el procesamiento de resultados. Pruebas clínicas y sus fases. Consideraciones éticas y sociales. Perspectiva de la industria farmacéutica. (1h)
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  • 7. INTRODUCCIÓN A LAS TECNOLOGÍAS UTILIZADAS EN EL MODELADO MOLECULAR, SIMULACIÓN Y DISEÑO DE FÁRMACOS.
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      7.1.Estructura de proteínas.  Introducción a la estructura tridimensional de las proteínas. Comparación de estructuras. Bases de datos. Algoritmos de visualización.

      7.2. Predicción de estructura de proteínas.Métodos ab initio. Predicción de características 1D. Predicción de estructura 3D mediante modelado por homología y reconocimiento de plegamiento. Sistemas automáticos de predicción.

      7.3. Proteínas: relaciones estructura-actividad. Predicción de interacciones proteína-sustrato y proteína-proteína. Docking in silico. Redes de interacciones macromoleculares. 
       
       

  • BIBLIOGRAFIA BASICA:

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      1.- Patrick G. L. “An Introduction to Medicinal Chemistry”, 3th Ed., Oxford University Press, 2005.
      Acceso libre a algunos contenidos para estudiantes:
      http://www.oup.com/uk/booksites/content/0199275009/

      2.- Golan D.E., Tashjian A.H. Jr., Armstrong E.J., Galanter J.M., Armstrong A.W., Arnaout R.A. y Rose H.S. “Principles of Pharmacology”, Lippincott Williams & Wilkins, 2005.

      3.- Hernández M.A. y Rathinavelu A. "Basic Pharmacology", CRC Taylor & Francis, 2006.

      4.-  H.P. Rang, M.M Dale. “Farmacología” 5ª ed. Ed: Elsevier España, 2004. (en castellano).

      LIBROS MAS ESPECIALIZADOS:

      1.- Silverman R. B. “The Organic Chemistry of Drug Design and Drug Action”, 2nd Edition, Elsevier, 2004. 

      2.- Walsh C.T. y Schwartz-Bloom D.S. “Levine’ Pharmacology: Drug Actions and Reactions” , 7th Ed., Taylor and Francis, 2005.

      BIOINFORMÁTICA:

      1.- Lesk A. M. “Introduction to Bioinformatics”, 2th Ed., Oxford University Press,  2005.

      2.- Claverie J. M. y Notredame C. “Bioinformatics for dummies”, 2th Ed., Wiley, New York, 2007.
       
       

  • PÁGINAS WEB DE INTERÉS :
  • MÉTODO DOCENTE:
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    • Horas presenciales, 24, que incluyen: 
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      Clases de teoría, 12 horas, en forma de lecciones magistrales sobre los temas especificados en el programa.

      Seminarios, 4-6 horas,  exposición por parte de los alumnos de temas específicos basados en una revisión bibliográfica. Los profesores proporcionarán el material básico y el asesoramiento para acceder y utilizar las fuentes de información adecuadas. Mediante tutorías individualizadas los profesores supervisarán el trabajo de revisión y su presentación posterior en los seminarios. 

      Aula de informática, 10 horas de trabajo tutelado con introducción y supervisión por parte del profesor de los temas detallados en el programa. La evaluación de esta parte de la asignatura se basará en la resolución de problemas concretos de aproximación computacional planteados en el aula de informática.
       

  • TIPO DE EVALUACIÓN:
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    • Evaluación continua en base a la información obtenida a través de las tutorías personalizadas, la participación activa en clase, y las aptitudes e interés mostrados tanto en clase como en el aula de informática: 10%.
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    • Examen final escrito: 50%
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    • Evaluación de la elaboración y presentación de los temas específicos tras su exposición por los alumnos en forma de seminarios: 20%
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    • Evaluación del resultado y de la metodología empleada en la resolución de los problemas de simulación virtual planteados en el aula de informática: 20%

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    • El sistema de evaluación será el mismo para las convocatorias ordinarias y extraordinarias de esta asignatura.
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  • OBSERVACIONES:
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    • Es recomendable haber cursado una asignatura de Bioquímica de 1er ciclo.
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    • El nivel de inglés debe ser adecuado para la lectura y comprensión de artículos científicos.
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    • El número máximo de alumnos será de 20. 
       
 
 
Last update: Sep, 2007