Course Identification

Fundamentals of Drug Development

Course objectives:

The course will cover the main aspects of the drug development process and will expose students to the essential activities of drug development, from discovery, through to preclinical development, clinical development, manufacturing, and regulation. At the end of the course, the students will be familiar with the terminology and main stages in drug development in an industry setting.

Course requirements and grading policy:

Attendance requirement in at least 80% of the lessons

Final exam (multiple choice) in English (100% of the grade)

Topics to be covered in the course:

1. Introduction to Drug Development: introduction to the drug development process from planning to execution and probability of success; introduction to the functions/teams involved at different stages of drug development; overview for the rest of the course in which we will dive deeper into each of the stages; 
2. Preclinical pharmacology: the role of preclinical research in drug development in industry and its importance for the clinical development stages and for the regulatory requirements; understanding the therapeutic potential of a therapy in development, examples of experiments and the relevance of animal models.
3. Early-stage drug discovery: bioassay development and high throughput screening: early stages of drug discovery, methods to investigate biological activity, and approaches for high throughput screening.
4. The role of medicinal chemistry in drug discovery and development:  characteristics of molecules with medicinal potential; selection and optimization processes; natural molecules as a source of new drug candidates.
5. Preclinical safety:  introduction to the main topics in toxicology and ADME (absorption, distribution, metabolism, and excretion); objectives of the toxicology studies, the stages, the regulatory and clinical requirements; emphasis will be put on studies that cannot be performed in humans (for example, carcinogenicity, reproductive toxicology); learn the relevant terminology, such as Good Laboratory Practice (GLP).
6. Clinical pharmacology:  pharmacokinetics and pharmacodynamics; the regulatory requirements for a clinical pharmacology program and examples.
7. Planning a clinical trial: familiarity with terms such as clinical development plan (CDP), target product plan (TPP), planning clinical trials in advanced phases (2-4), biomarkers, protocols and regulatory approvals, the placebo effect, criteria for participation in a clinical trial.
8. Intellectual property (IP) in the pharmaceutical industry. What is a patent, why is it needed, different types of patents and basic concepts of patent law, patent infringement, and patentability issues.
9. Introduction to development of biologics and biosimilars: the stages involved in developing a biologic as compared to a small molecule drug; comparison of the processes for developing biologics as compared to biosimilars; the stages and challenges in developing biosimilars.
10. Computational Biology: The lecture will cover the two major approaches in the computer-aided drug design field, structure- and ligand- based, using data on protein structure and on the properties of bound ligands, respectively. Introduction to computational methods in these approaches: comparative modeling, docking, pharmacophore modeling, etc.
11. Metabolomics in Drug Discovery: Introduction to metabolomics as a tool in drug discovery; exploring how metabolic profiling can identify biomarkers, elucidate mechanisms of action, and optimize therapeutic strategies; an overview of analytical techniques such as LC-MS used for metabolomics studies; examples of metabolomics applications in understanding disease pathways and drug efficacy.
12. Chemistry Manufacturing and Control (CMC): CMC main principles; how do physico-chemical properties of a drug substance (DS) influence its formulation into drug product (DP); process development for DS and DP; analytical method development and quality control; clinical and regulatory requirements, CMC in generic medicine development. 
13. Analytics and big data: introduction to the role of technology, big data and analytics for drug development and clinical monitoring; use of sensors and wearables; digital biomarkers and predictive models.
14. Tour of the Teva site in Kfar Saba and of the BLAVATNIK CENTER for Drug Discovery at Tel Aviv University: (dates to be determined, limited number of places)
15. Moed A exam: 23.7.25

         Moed B exam: 14.8.25

רשימת נושאים / תכנית הלימודים בקורס:

1. מבוא לפיתוח תרופות - היכרות עם הפונקציות/קבוצות השונות המעורבות בתהליך הפיתוח ותפקידן בשלבים השונים כמבוא להמשך הקורס בו נעמיק בשלבים השונים; מסלול התרופה מתכנון לביצוע והסיכויים להצלחה.
2. פארמקולוגיה פרה-קלינית - תפקיד המחקר הפרה-קליני בפיתוח תרופות בתעשייה. חשיבותו לשלבים הקליניים ולדרישות הרגולטוריות. הבנת הפוטנציאל התרפיוטי של תרופה בפיתוח, דוגמאות לניסויים ורלוונטיות של מודלים בחיות.
3. תהליכים מוקדמים של גילוי תרופות - שיטות לבחינת פעילות ביולוגיות, ושיטות לסריקה רחבה (high throughput screening)
4. התפקיד של הכימיה המדיצינלית - בשלבי הגילוי והפיתוח של תרופות - מאפיינים של מולקולות בעלות פוטנציאל תרופתי, ותהליכי בחירה ואופטימיזציה.  מולקולות טבעיות כמקור לתרופות חדשות.
5. בטיחות פרה-קלינית - הכרות עם הנושאים המרכזיים של טוקסיקולוגיה ו ADME. מטרות הניסויים, השלבים בהם נעשים, הדרישות הרגולטוריות והקליניות והאתגרים במהלך הפיתוח. יינתן דגש על מחקרים שלא ניתן לבצע בבני אדם (למשל קרצינוגניות, פגיעה בפוריות). היכרות עם המושג GLP.
6. פארמקולוגיה קלינית - פארמקוקינטיקה ופארמקודינמיקה, הדרישות הרגולטוריות מתוכנית פארמקולוגיה קלינית של תרופה חדשה ודוגמאות מהשטח
7. תכנון ניסוי קליני - היכרות עם מושגים כמו   TPP (target product plan), CDP (clinical development plan) . תכנון ניסויי פאזות מתקדמות (2-4), ביומרקרים, פרוטוקולים ואישורים רגולטוריים. נושא אפקט הפלסבו, קריטריונים להשתתפות בניסוי קליני.
8. היכרות עם נושא הקניין הרוחני בתעשיית הפארמה – מהו פטנט, לשם מה נחוצים פטנטים, סוגי פטנטים, עקרונות בסיסיים בחוקי פטנטים, patentability, patent infringement.
9. פיתוח תרופות ביולוגיות וביוסימילרס - הבנת התהליכים הנדרשים לפיתוח תרופה ביולוגית בהשוואה לתרופה כימית, השוואה בין פיתוח תרופה ביולוגית חדשה לביוסימילרס, השלבים והאתגרים בפיתוח ביוסימילרס.
10. ביולוגיה חישובית - ההרצאה תעסוק בשתי גישות שונות של computer aided drug design: על בסיס מבנה ועל בסיס ליגנד, תוך שימוש בנתונים על מבנה החלבונים ותוך שימוש בתכונות הליגנדים הקשורים, בהתאמה. ההרצאה תכלול מבוא לשיטות חישוביות נלוות: מידול השוואתי, docking, מידול פרמקופור וכו'.
11. מטבולומיקה בתהליך פיתוח תרופות  - מבוא למטבולומיקה ככלי בתהליך גילוי תרופות; בחינת האופן שבו פרופיל מטבולי יכול לזהות סמנים ביולוגיים (biomarkers), להבהיר מנגנוני פעולה ולשפר אסטרטגיות טיפוליות; סקירה של טכניקות אנליטיות כמו LC-MS המשמשות במחקרי מטבולומיקה; דוגמאות ליישומי מטבולומיקה בהבנת מסלולי מחלה ויעילות תרופתית.
12. היכרות עם תחום ה-CMC - (כימיה, ייצור ובקרה) פיתוח שיטות אנליטיות ובקרת איכות; הדרישות הקליניות והרגולטוריות, CMC בפיתוח תרופות גנריות.
13. היכרות עם תפקיד הטכנולוגיה - big data, AI  ואנליטיקה מתקדמת בעולם פיתוח תרופות וניטור קליני. שימוש בחיישנים, בניית ביומרקרים דיגיטליים ופיתוח מודלים חיזויים.
14. סיור באתר טבע בכפר סבא ובמרכז בלבטניק לפיתוח תרופות (במועדים שיקבעו. מספר מקומות מוגבל(
15. מבחן מועד א : 23.7.25

         מבחן מועד ב : 14.8.25

The course will cover the main aspects of the drug development process and will expose students to the essential activities of drug development, from discovery, through to preclinical development, clinical development, manufacturing and regulation. At the end of the course, the students will be familiar with the terminology and main stages in drug development in an industry setting.

Further reading:

• Introduction to drug development:
  • https://www.fda.gov/patients/learn-about-drug-and-device-approvals/drug-development-process
  • https://www.fdareview.org/issues/
  • Guide to Drug Development: A Comprehensive Review & Assessment (1st Edition) by Bert Spilker (Editor). Hardcover, 1232 Pages, Published 2008.
  • FDA Guidance for Industry - Oversight of Clinical Investigations — A Risk-Based Approach to Monitoring, August 2013. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/oversight-clinical-investigations-risk-based-approach-monitoring
• Introduction to nonclinical safety testing:
  • ICH M3(R2) guideline. 11 June 2009. https://database.ich.org/sites/default/files/M3_R2__Guideline.pdf
  • Principles of Toxicology by David L. Eaton and Curtis D. Klaassen. In:  Casarett & Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons, Eighth Edition. Unit 1: Editor: Curtis D. Klaassen. Chapter 2, pages 13-48. Publisher: McGraw-Hill Professional Publishing, 2013.
• Regulatory Affairs:
  • Communication from the Commission 2010/C 82/01 — Detailed guidance on the request to the competent authorities for authorisation of a clinical trial on a medicinal product for human use, the notification of substantial amendments and the declaration of the end of the trial (CT-1), March 2010
• • US Code Title 21, Part 312, Investigational New Drug Application, Revised as of April 1, 2020
• • FDA Guidance for Industry: Formal Meetings Between the FDA and Sponsors or Applicants, May 2009
• • European Commission: Notice to Applicants Vol. 2A: Procedures for marketing authorisation, June 2013
• • European Commission. (2008, May). Volume 2B: Notice to Applicants: Medicinal products for human use. Presentation and format of the dossier: Common Technical Document (CTD).
• • The CDER Handbook, produced by the Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, March 1998
• • CDER 21st Century Review Process, Desk Reference Guide, produced by the Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, September 2014

https://www.fda.gov/media/78941/download