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Oggetto:
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Farmacometrìa

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PHARMACOMETRICS

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
STF0287
Docente
Gianluca Miglio (Titolare)
Corso di studio
[f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
Anno
4° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
3
SSD attività didattica
BIO/14 - farmacologia
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Consigliata
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

Conoscenza della Farmacologia, Matematica e Statistica.

Knowledge about Pharmacology, Mathematics and Statistics.
Propedeutico a

Tesi in farmacometria.

Thesis in pharmacometrics.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Durante il processo di sviluppo preclinico e clinico dei candidati farmaci numerosi studi sono concepiti, progettati e condotti ed enormi quantità di dati sono raccolte. Tuttavia, tutti questi dati devono essere convertiti in conoscenza per rispondere alle domande relative ai requisiti imprescindibili dei medicinali in commercio in termini di efficacia, sicurezza e qualità. In che modo oggi nelle aziende farmaceutiche i dati sono trasformati in conoscenza? In che modo il ricorso sempre più massiccio ai dati sta cambiando il processo di sviluppo e di valutazione dei farmaci? I metodi quantitativi di modellizzazione e simulazione sono spesso la risposta a queste deomande e sempre più sono diventati strumenti essenziali e strategici sia per le aziende farmaceutiche sia per le agenzie regolatorie.

Nel corso di Farmacometrìa sarà descritto come i metodi quantitativi sono impiegati durante il processo di sviluppo dei farmaci. I concetti esposti consentiranno di delineare i loro punti di forza e limiti. I metodi saranno esaminati e confrontati quando impiegati per risolvere i problemi tipici nel contesto dello sviluppo e impiego dei farmaci. Sarà incentivata la consultazione di fonti informative accreditate come mezzo di aggiornamento autonomo delle conoscenze. Infine, sarà posta attenzione alla capacità di comunicare le proprie conoscenze e trasmettere in modo chiaro le informazioni sugli effetti dei farmaci, sul loro meccanismo d’azione e il loro uso corretto.

During the pre-clinical and clinical development process of drug candidates, numerous studies are conceived, designed and conducted and enormous amounts of data are collected. However, all this data has to be converted into knowledge in order to answer questions about the essential requirements of marketed drugs in terms of efficacy, safety and quality. How are data turned into knowledge in pharmaceutical companies today? How is the increasing use of data changing the drug development and evaluation process? Quantitative modelling and simulation methods are often the answer to these questions and have increasingly become essential and strategic tools for both pharmaceutical companies and regulatory agencies.


The Pharmacometrics course will describe how quantitative methods are employed during the drug development process. The concepts exposed will allow their strengths and limitations to be outlined. Methods will be examined and compared when used to solve typical problems in the context of drug development and use. Consultation of accredited information sources will be encouraged as a means of autonomously updating knowledge. Finally, emphasis will be placed on the ability to communicate one's knowledge and clearly convey information on the effects of drugs, their mechanism of action and their correct use.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine del corso di Farmacometrìa lo studente sarà in grado di:

  1. Conoscere, interpretare e comprendere l’impiego dei modelli matematico-statistici adottati per l’analisi e la simulazione di dati di farmacodinamica, farmacocinetica e progressione di malattia
  2. Impiegare le conoscenze acquisite per inquadrare l’impiego dei metodi di modellazione e simulazione nel contesto dello sviluppo e uso dei farmaci, spiegando i loro vantaggi e limiti
  3. Analizzare e confrontare i metodi di modellizzazione e simulazione e risolvere correttamente i problemi legate all’impiego di questi metodi nel contesto dello sviluppo e impiego dei farmaci
  4. Aggiornare le proprie conoscenze attraverso la consultazione di fonti informative accreditate
  5. Comunicare le proprie conoscenze e trasmettere in modo chiaro le informazioni sugli effetti dei farmaci, sul loro meccanismo d’azione e il loro uso corretto.

 

Upon completion of the Pharmacometrics course, the student will be able to

  1. To know, interpret and understand the use of mathematical-statistical models adopted for the analysis and simulation of pharmacodynamic, pharmacokinetic and disease progression data.
  2. To use acquired knowledge to better understand the use of modelling and simulation methods in the context of drug development and utilization, explaining their advantages and limitations.
  3. To analyse and compare modelling and simulation methods and correctly solve problems related to the use of these methods in the context of drug development and utilization.
  4. To update their knowledge by consulting accredited information sources
  5. To communicate one's knowledge and clearly convey information on the effects of drugs, their mechanism of action and their correct utilization.
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Programma

LEZIONI
• Farmacometria e sviluppo dei farmaci basato sui modelli.
• Tipo di modelli. Proprietà dei modelli utili. Il processo di sviluppo di modelli. Criteri e metriche di buona qualità. Residui e analisi dei residui. Validazione di modelli.
• Modelli lineari, non lineari e regressione. Modelli di varianza. Casi studio.
• Modelli farmacocinetici. Modelli farmacodinamici. Modelli farmacocinetico-farmacodinamici. Casi studio.
• Modelli di progressione di malattia. Casi studio.
• Metodi di stima dei parametri da popolazione. Una panoramica su "linear mixed effects models", "nonlinear mixed effects models", modellizzazione Bayesiana con i metodi Markov Chain Monte Carlo.
• Biomarkers, endpoint surrogati ed endpoint clinici. Il processo di "surrogacy". Casi studio.
• Principi di simulazione. Tipi di simulazione. Generazione di variabili casuali. Simulazione di trial clinica. Casi studio.
• Farmacometria nel processo regolatorio. Casi studio.

ESERCITAZIONI DI RAFFORZAMENTO
• Introduzione al software/ambiente R/R Studio. Principi generali di programmazione.
• Analisi dei dati con R. Input/output. Accesso e gestione di insiemi di dati. Strumenti grafici di base. Operazioni ricorsive. Casi studio.
• Analisi di dati farmacocinetici e farmacodinamici con R. Casi studio.
• Simulazioni con R. Simulazioni deterministiche e stocastiche. Casi studio.

LECTURES
• Pharmacometrics and model-based drug development.
• Type of models. Properties of useful models. The model development process. Goodness-of-fit criteria and metrics. Residuals and residual analysis. Model validation.
• Linear and nonlinear models and regression. Variance models. Case studies.
• Pharmacokinetic models. Pharmacodynamic models. Pharmacokinetic-pharmacodynamic models. Case studies.
• Models of disease progression. Case studies.
• Population estimation methods. An overview on linear mixed effects models, nonlinear mixed effects models and Bayesian modelling with Markov Chain Monte Carlo methods.
• Biomarkers, surrogate endpoints and clinical endpoints. The surrogacy process. Case studies.
• Principles of Simulation. Types of simulation. Rrandom variate generation. Clinical trial simulation. Case studies.
• Pharmacometrics in the Regulatory process. Case studies.

REINFORCEMENT PRACTICIES
• Introduction to the R/R Studio software/suite. General principles of programming.
• Data analysis using R. Input and Output. Accessing variables and managing subsets of data. Simple functions. Basic plotting tools. Loops and functions. Case studies.
• Analysis of pharmacokinetic and pharmacodynamic data with R. Case studies.
• Simulations with R. Deterministic and stochastic simulations. Case studies.

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Modalità di insegnamento

L’insegnamento viene erogato attraverso lezioni frontali tradizionali (2 h) con l’ausilio di slides. I principi generali della Farmacometria sono illustrati e esemplificati attraverso esempi specifici. La presentazione di linee guida istituzionali, pubblicazioni scientifiche e l’utilizzo di molteplici fonti informative (libri di testo, siti istituzionali) ha lo scopo di stimolare l’attitudine ad integrare le conoscenze e a sviluppare capacità di apprendimento autonomo. I materiali didattici integrativi, utilizzati a supporto delle lezioni (slides, videoregistrazioni), sono caricati sulla piattaforma Moodle e resi disponibili agli studenti iscritti al corso on line, hanno puramente lo scopo di fornire una traccia e non sostituiscono i testi consigliati. Il docente è disponibile su appuntamento (e-mail) per chiarimenti sulle lezioni.

Teaching is delivered through traditional frontal lectures with the aid of slides. The general principles of Pharmacometrics are illustrated and exemplified through specific examples. The presentation of institutional guidelines, scientific publications and the use of multiple information sources (textbooks, institutional websites) is aimed at stimulating the aptitude for integrating knowledge and developing independent learning skills. The supplementary teaching materials, used to support the lectures (slides, video recordings), are uploaded onto the Moodle platform and made available to students enrolled in the course online; they are purely intended to provide an outline and do not replace the recommended texts. The lecturer is available by appointment (e-mail) for clarification of the lectures.

 

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica del raggiungimento degli obiettivi previsti dal corso è effettuata tramite un esame finale orale che comprende la realizzazione di un progetto di modellizzazione e simulazione di dati farmacocinetici e/o farmacodinamici. L’esame è valutato con scala 0 - 30 e il voto viene comunicato immediatamente al termine della prova. Lo studente dovrà dimostrare di conoscere ed essere in grado di applicare le conoscenze acquisite sui principi di base della Farmacometria. Lo studente dovrà dimostrare di saper collegare gli argomenti, affrontare e risolvere problematiche nuove e complesse che si presentano nella pratica attraverso argomentazioni che dimostrino anche il possesso di abilità comunicative e il corretto utilizzo della terminologia appropriata. La lode viene assegnata nel caso di raggiungimento del massimo punteggio su ogni domanda. L’iscrizione on line all’appello è obbligatoria.

The achievement of the course objectives is verified by an oral final examination that includes the realisation of a modelling and simulation project of pharmacokinetic and/or pharmacodynamic data. The examination is graded on a scale of 0 - 30 and the grade is announced immediately upon completion. The student must demonstrate knowledge and ability to apply the knowledge acquired on the basic principles of pharmacometrics. The student is expected to demonstrate the ability to link the arguments, to address and solve new and complex problems arising in practice through arguments that also demonstrate the possession of communication skills and the correct use of appropriate terminology. Honour (laude) is awarded in the event of achieving the highest mark on each question proposed by the Teacher. Online registration for the appeal is compulsory.

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Data Analysis: Concepts and Applications
Anno pubblicazione:  
2017
Editore:  
Swedish Pharmaceutical Press; 5° edizione
Autore:  
Johan Gabrielsson, Daniel Weiner
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Pharmacometrics: The Science of Quantitative Pharmacology
Anno pubblicazione:  
2013
Editore:  
Wiley-Interscience
Autore:  
Ene I. Ette, Paul J. Williams
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Applied Pharmacometrics
Anno pubblicazione:  
2014
Editore:  
Springer
Autore:  
Stephan Schmidt, Hartmut Derendorf
ISBN  
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Pharmacokinetic-Pharmacodynamic Modeling and Simulation
Anno pubblicazione:  
2011
Editore:  
Springer Nature; 2° edizione
Autore:  
Bonate, Peter L.
ISBN  
Obbligatorio:  
No
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    Ultimo aggiornamento: 12/04/2023 12:39

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