O Programa de Pós-Graduação em Química Medicinal e Modelagem Molecular (PPG-QMMM) é o primeiro na Amazônia e o segundo no Brasil na área de Química Medicinal. Ele está abrigado no comitê avaliador de Farmácia-CAPES e iniciou suas atividades no ano de 2015.
O programa tem como meta principal a formação de recursos humanos em saúde humana com vistas para a Inovação Terapêutica, empregando ferramentas de Planejamento de Fármacos, Desenvolvimento e Modificação Molecular e Avaliação Biológica de Moléculas Bioativas, visando atender a demanda imediata do país na produção de compostos bioativos como anti-inflamatórios, analgésicos, antitumorais, antimicrobianos e antiparasitários, focando nas doenças negligenciadas.
O programa abrange as áreas de Modelagem Molecular, Química Farmacêutica, Farmacologia & Toxicologia Molecular e Celular, Clínica & Terapêutica e Tecnologia Química & Farmacêutica.
O programa está aberto para todos os profissionais de saúde, química, engenharia química, física, biologia, biomedicina e biotecnologia.
Caracteristicas:
Uma proposta multidisciplinar
Este programa é composto por docentes de quatro Institutos da UFPA – Instituto de Ciências da Saúde, Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Instituto de Ciências Biológicas e Instituto Tecnológico. O programa também conta com a participação de professores de outras instituições locais, regionais e nacionais, tais como a Universidade do Estado do Pará, Universidade Federal do Amapá e Universidade de São Paulo.
Inserir os logotipos destas instituições
Colaborações Nacionais e Internacionais
Os colaboradores que apoiam a proposta de outras instituições - USP (Química Medicinal), UFSC e UFC (Farmacologia) e BYU/USA (Síntese de Compostos Bioativas).
Desafio Tecnológico:
De cada 10.000 moléculas testadas para a concepção de um novo fármaco, apenas uma chega às farmácias como medicamento, após passar uma media de 12 anos nos estudos das diferentes fases e consumir algo em torno de 800 milhões de dólares, segundo as indústrias farmacêuticas. Esta indústria movimenta aproximadamente 363 bilhões de dólares anualmente e cresce a uma taxa de 14% ao ano. Seus gastos com pesquisa e desenvolvimento de novas drogas, soltou de 2 bilhões em 1980 para 50 bilhões de dólares em 2001. Neste período, foi investido no Brasil, o equivalente a 30 milhões de dólares (0.06%).
Nosso P&D de compostos bioativos é extremamente alto por longos períodos que variam entre 10-15 anos, a área de Reposicionamento Terapêutico de Fármacos e Medicamentos se apresenta como uma alternativa de baixo custo e curto prazo, onde novas ações, associações, aplicações terapêuticas e formas de administração podem se constituir em um desenvolvimento tecnológico. A seleção de compostos para novas aplicações terapêuticas será realizada através de métodos teóricos usando métodos de relação estrutura e atividade qualitativa e quantitativa, estudos da predição de propriedades farmacocinéticas, estudo de estabilidade química, bem como os estudos de interação com proteínas alvos.
Habilidades e Expertises Oferecidas:
• Desenho de Fármacos
Capacidade de utilizar métodos empíricos e computacionais, incluindo o planejamento molecular auxiliado pelo computador por meio de ferramentas computacionais para otimizar ou desenvolver novos fármacos.
• Síntese de Fármacos
Domínio de métodos de síntese e modificações de moléculas bioativas, através da análise retrossintética, acompanhadas por métodos baseados no bioisosterismo, modificações de fármacos e produtos naturais, tendo como principal meio de transformação as reações de síntese clássicas.
• Estabilidade Química
Habilidade para selecionar moléculas com potencial estabilidade química e metabólica, especialmente frente as reações de oxidação, redução, hidrólise, fotólise, termólise, isomerizações e rearranjos moleculares usando métodos experimentais e teóricos.
• Propriedades Físico-Químicas
Dominar os métodos de predição ou SPR e QSPR, visando predizer ou explicar as propriedades físico-químicas que regulam sua farmacocinética e biodisponibilidade. Os estudos experimentais para estimar sua biodisponibilidade e meia vida plasmática também podem ser obtidos, usando método cromatográficos.
• Insumos Farmacêuticos
Os discentes do programa se enganjam na seleção e aplicação de produtos naturais como insumos farmacêuticos, em especial para a geração de excipientes naturais ou sintéticos como antioxidantes, fotoprotetores, emulsionantes, aromatizantes, acidulantes, etc.
• Nanotecnologia Farmacêutica
O programa capacita profissionais voltados a tecnologia química e farmacêutica, no estudo químico de formulações farmacêuticas a nível molecular, usando ferramentas computacionais e experimentais, visando o desenvolvimento de formulações farmacêuticas baseadas na seleção de propriedades quânticas.
• Clínica e Terapêutica
Inserir novos fármacos na terapêutica medicamentosa, através do acompanhamento clínico e terapêutico em seres humanos, através de parcerias com os Hospitais Universitários. A linha de pesquisa em Inovação Terapêutica é o ponto central do programa e da formação discente e está baseada no desenvolvimento de novas aplicações terapêuticas inovadoras de moléculas bioativas, especialmente através do Reposicionamento Terapêutico de Fármacos e Medicamentos, Alimentos Amazônicos na Terapêutica e Estudos Clínicos e Farmacologia Clínica.
• Avaliação Biológica
O programa pretende formar alunos em todos os níveis da avaliação biológica, iniciando pelos estudos in silico, seguido pelo estudo enzimático, passando pela cultura celular até os modelos animal. De fato, esta ainda é uma grande lacuna na pesquisa pré-clínica em moléculas bioativas, para o desenvolvimento do setor de fármacos e medicamentos, uma vez que a maioria dos grupos trabalham de forma descentralizada em uma interação do tipo isolar e testar ou química e biologia.
• Quimica Computacional
Habilitar os discentes em todas as áreas de Modelagem e Simulação Computacional, iniciando pelos métodos de mecânica molecular e mecânica quântica acoplados as técnicas de otimização de estrutura molecular, docking moleculares e estatísticos, que podem ser usados na determinação da relação entre estrutura-atividade/propriedade e seleção de moléculas bioativas. Os métodos de dinâmica molecular (QM/MM) serão usados nos estudos de mecanismo de reações enzimáticas e bioinformática.
• Estudos de ADMETox
Os estudos dos parâmetros moleculares que regulam as propriedades de ADMETox (Absorção, Distribuição, Metabolismo, Excreção e Toxicidade), relacionados a eficácia e segurança clínica serão avaliados usando métodos experimentais e computacionais, primando pela capacidade de usar estes valores na construção de modelos farmacocinéticos e toxicológicos.
Linhas de Pesquisa:
Modelagem e Simulação Computacional
Os objetivos desta linha de pesquisa são o estudo de Estrutura e Atividade ou Propriedade de Moléculas Bioativas; Estudo e Seleção de Moléculas Bioativas; Estudo do Mecanismo Molecular de Reações Enzimáticas. Nesta linha de pesquisa os métodos de modelagem molecular, semi-empíricos, ab initio (Hartree-Fock) e DFT (teoria do funcional da densidade) são utilizados nos estudos da relação Estrutura e Atividade ou Propriedade de Moléculas Bioativas. Esses métodos, juntamente com os métodos de docking molecular e métodos estatísticos serão utilizados no Estudo e Seleção de Moléculas Bioativas. Os estudos são complementados pelos modernos métodos de dinâmica molecular (QM/MM).
Síntese e Modificações de Moléculas Bioativas
Os pesquisadores desta linha têm demonstrado grande experiência na Síntese de novos Agentes Anti-inflamatórios, Anticancerígenos, Antimicrobianos e Antiparasitórios. O planejamento molecular é acompanhado de métodos baseados no bioisosterismo, modificações de Moléculas Bioativas e produtos naturais, através de reações de sínteses clássicas, tais como: acilação, alquilação, halogenação, síntese de análogos, homólogos e regioisomeros, associação, adição e simplificação molecular, substituição regioisomérica, restrição conformacional, extensão e contração de cadeias carbônicas e alocação e retirada de anéis aromáticos e alifáticos. De fato, as técnicas utilizadas foram aplicadas com muito sucesso na preparação de algumas moléculas bioativas já patenteadas por pesquisadores que compõem a proposta.
Farmacologia e Toxicologia Celular e Molecular
Os objetivos desta linha são as pesquisas usando Ensaios Enzimáticos e Interação Fármaco-Receptor; Ensaios Celulares e Seleção de Moléculas Bioativas Neuroprotetoras, Anticâncer e Vasodilatadoras; Marcadores Inflamatórios e de Estresse Oxidativo; Parâmetros Bioquímicos na Toxidade de Moléculas Bioativas e Xenobióticos; Alterações Celulares, Moleculares e Metabólicas Induzidas por Moléculas Bioativas; Marcadores Celulares, Moleculares e Clínicos em Infecções Microbianas e Parasitarias.
Inovação Terapêutica
Os principais objetivos desta linha são o Reposicionamento Terapêutico de Fármacos e Medicamentos; Alimentos Amazônicos na Terapêutica; Estudos Clínicos e Farmacologia Clínica. Esta linha busca formar recursos humanos voltados para o desenvolvimento científico e inovação tecnológica em Química Medicinal e Modelagem Molecular, uma vez que os avanços da Ciência, Tecnologia e Inovação (CT&I) estão relacionados com o aumento da expectativa e da qualidade de vida da humanidade, o desenvolvimento e a riqueza das nações, e estão sendo tratadas como políticas de estado.
Resultados Esperados
Produção, Produtos e Processos
Nosso foco também é a geração de produtos e processos farmacêuticos aplicados a saúde humana, visando também o estabelecimento de condições favoráveis para a implantação de empresas do setor químico e farmacêutico.
Agradecimentos