LABORATORIO DI ANALISI DEI FARMACI Prof. Carlo Bertucci Prof. Roberto Gotti Prof.ssa Rita Gatti Prof.ssa Anna Maria Di Pietra Prof.ssa Manuela Bartolini Dott.ssa Jessica Fiori

Tecniche analitiche utilizzate Argomenti di tesi Screening di composti naturali o sintetici di interesse farmaceutico Interazione farmaco-proteina Interazione proteina-proteina Studi di aggregazione proteica Caratterizzazione stereochimica di farmaci chirali Tecniche analitiche utilizzate Cromatografia HPLC Gas cromatografia (GC) Elettroforesi capillare (CE) Biocromatografia (HPALC) Spettroscopia UV / Fluorimetria Spettrometria di massa (MS) Dicroismo circolare (CD) Biosensore ottico (SPR)

(M. Bartolini) Scopo della Tesi Individuazione di nuovi composti di interesse farmaceutico Prodotti di sintesi Prodotti naturali In collaborazione con gruppi di ricerca UniBo, di altre università italiane o europee o statunitensi Drug discovery Composti potenzialmente utili per il trattamento la malattia di Alzheimer. Bersagli molecolari considerati: enzimi colinesterasici (AChE, BuChE), peptide beta-amiloide

Caratterizzazione del profilo di attività di composti di interesse farmaceutico Saggi con enzima/proteina in soluzione Saggi con enzima/proteina immobilizzata Saggi fluorimetrici o spettrofotometrici HPLC IMERs: Automatizzabili, Interfacciabile con sistemi di separazione e diversi detectors Applicazione in malattia di alzheimer proteomica. glicomica. Potenza inibitoria (target enzimatico o peptidico) Meccanismo d’azione Cinetica di azione

Solo la frazione libera del farmaco può legare al target (C. Bertucci) Parametri ADME Studio della farmacocinetica di un farmaco: A Assorbimento D Distribuzione M Metabolismo E Escrezione Solo la frazione libera del farmaco può legare al target

Metodi analitici Biocromatografia (HPALC) Dicroismo circolare (CD) Frazione del farmaco legato Legame enantioselettivo Parametri di legame Interazioni tra farmaci Dicroismo circolare (CD) Configurazione assoluta del farmaco Legame enantioselettivo Parametri di legame Interazioni tra farmaci Cambi conformazionali della proteina 1/ 1 /0.5 / 1/1/2 /4 1/1/6 1/1/8 /0 Biosensore ottico (SPR) Specificità di legame (Yes/No reponse) Concentrazione attiva dell’analita nel campione Parametri cinetici dell’interazione (kon , koff) Affinità di legame tra analita e target (kD)

Caratterizzazione stereochimica

1a linea: Elettroforesi capillare (CE) (R. Gotti) 1a linea: Elettroforesi capillare (CE) Il principio di separazione (elettroforesi zonale) offre selettività ortogonale e alternativa rispetto a HPLC e GC e permette separazioni di campioni complessi. Es: Analisi di estratti di interesse fitochimico -analisi di acidi fenolici e alcammidi in E. purpurea (areale Nord America) -analisi di estratti bioattivi di H. indicus (India) -analisi di polifenoli in Tea sinensis (Asia) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 min 320 nm 260 nm echinacoside cynarine chlorogenic cichoric caftaric caffeic Kd = 4.07 ± 0.68 µM; r2 = 0.90 2 4 6 8 10 12 14 AT min 0 μM 3.5 μM 10 μM 20 μM 30 μM 40 μM Studio di interazione farmaci (es. eparina) e proteine (es. ATIII) La tecnica permette di osservare e misurare l’entità di Interazione sfruttando la variazione di mobilità del complesso proteina (peptide)-farmaco. Si può stimare la forza di di legame, utile alla comprensione dell’azione del farmaco Complesso proteina (AT) - eparina

2a linea: Gas Cromatografia-Spettrometria di massa Il campionamento Solid phase microextraction (SPME) offre la possibilità di ampliare le applicazioni GC-MS Estrazione SPME Desorbimento termico Alla colonna GC-MS per la separazione ed analisi 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Time (min) 21.49 1.51 6.78 18.44 16.76 32.91 14.06 9.86 31.24 42.53 3.72 23.48 11.91 33.32 38.50 46.51 3 4 1 2 6 7 8 9 Analisi di sostanze aromatizzanti in alimenti, cosmetici, etc… utili nella caratterizzazione e controllo qualità del prodotto Food Odorants: 1 1,5-octadien-3-one 2 Linalol oxide 3 Heptadienal 4 Linalol 5 Nonadienal 6 Menthol (IS) 7 β-damascenone 8 β-damascone 9 β-ionone 20 40 60 80 100 15,50 14,21 14,72 14,11 13,13 12,01 10 11 12 13 14 16 18 Campione biologico 15 17 acetico propionico d8-butirrico butirrico valerico Analisi di metaboliti (es. acidi grassi, SCFA) in campioni biologici per la caratterizzazione del profilo metabolico utili nello studio di patologie e comprensione degli effetti dello stile di vita sulla salute

BIOMARKERS IN ESTRATTI CELLULARI (J. Fiori) CROMATOGRAFIA LIQUIDA E GASSOSSA INTERFACCIATE ALLA SPETTROMETRIA DI MASSA e UV-Vis (LC-MS, GC-MS, HPLC-UV): DRUG DISCOVERY e CONTROLLO DI QUALITÁ Caratterizzazione, determinazione, dosaggio, stabilità di farmaci, composti naturali e molecole bioattive ANALISI DI MATRICI COMPLESSE Formulazioni farmaceutiche, estratti cellulari e vegetali, fluidi biologici, metaboliti fecali BIOMARKERS IN ESTRATTI CELLULARI QUANTITATION IDENTIFICATION

AGGREGAZIONE PROTEICA E INIBIZIONE (Amyloid-beta 1-42, 1-40, 25-35) TECNICHE ANALITICHE COMBINATE (LC-MS, MALDI-MS and GC-MS) in: ANALISI DI PEPTIDI E PROTEINE biomarkers, interazioni proteina-proteina, mutazioni proteiche, acetilazioni e isoforme. AGGREGAZIONE PROTEICA E INIBIZIONE (Amyloid-beta 1-42, 1-40, 25-35) LC-ESI-QTOF MALDI-TOF - Myr + Myr ESI-IT MS t1/2: -Myr 12h | +Myr 75h

TECNICHE ANALITICHE COMBINATE (LC-MS, MALDI-MS and GC-MS) in: METABOLOMICA Determinazione di metaboliti fecali in studi comparativi di metabolomica sul microbiota intestinale umano, quali marker della salute dell’ospite. Study case: andamento microbiota intestinale e metaboliti in bambini con trapianto di cellule staminali allogeniche

Informazioni pratiche Durata della tesi: è 6 mesi di lavoro sperimentale Liste di attesa: sono variabili, per maggiori info contattate direttamente i relatori Sarete seguiti da un tutor durante tutto il progetto di tesi Non è necessario aver fatto prima il tirocinio Avere sostenuto il maggior numero di esami prima della tesi è un vantaggio (soprattutto per voi )

LABORATORIO DI ANALISI DEI FARMACI Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie via Belmeloro 6, 40126 Bologna Prof. Carlo Bertucci carlo.bertucci@unibo.it Prof. Roberto Gotti roberto.gotti@unibo.it Prof.ssa Rita Gatti rita.gatti2@unibo.it Prof.ssa Anna Maria Di Pietra annamaria.dipietra@unibo.it Prof.ssa Manuela Bartolini manuela.bartolini3@unibo.it Dott.ssa Jessica Fiori jessica.fiori@unibo.it