Identification of novel pyrimidine ring cleavage metabolites of Buspirone via Spectral Similarity correlation score

Význam tématu

Buspirone je běžně používané anxiolytikum rostoucího významu v lékové terapii generalizované úzkostné poruchy. Porozumění detailům jeho metabolismu, zejména neobvyklým biotransformačním cestám jako je štěpení pyrimidinového jádra, přispívá k lepší bezpečnosti léčby, optimalizaci dávkování a odhalení možných toxických metabolitů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo aplikovat neřízenou analýzu založenou na korelačním skóre spektrochemické podobnosti (Spectral Similarity Correlation Score, S Score) k identifikaci dosud neznámých metabolitů Buspironu vznikajících štěpením pyrimidinového jádra. Studie sledovala inkubaci s lidskými mikrozomy a využila data-dependant MS/MS analýzu k vyhledání malých změn v rozborových spektrech bez předchozího zadání konkrétních metabolických cest.

Použitá metodika a instrumentace

Inkubace:

• 30 µM Buspirone, lidské jaterní mikrozomy, NADPH, 37 °C, 45 minut

Chromatografie a detekce:

• LCMS IT-TOF (Shimadzu)
• Kolona C18 BEH 2.1×50 mm, 1.7 µm
• Mobilní fáze A: voda + 0,1 % HCOOH, B: acetonitril + 0,1 % HCOOH
• Gradient 2 % B → 40 % B (8 min) → 90 % B (9–10 min) → 2 % B (10,5 min); průtok 0,6 ml/min, 65 °C
• Software MetID Solutions v1.2 pro výpočet S Score

Hlavní výsledky a diskuse

Automatizovaná analýza vrátila 47 kandidátních metabolit se S Score > 0. Přidáním očekávaných fáze I metabolitů se počet „neznámých“ snížil na 12. Dvě signifikantní chromatografické špičky při m/z 350,2531 (2,45 min) a m/z 438,2707 (2,31 min) nesouhlasily s dříve popsanými produkty.
Podrobná MS² a MS³ data potvrdila:

• 350,2531 m/z: štěpení pyrimidinového jádra vedoucí ke ztrátě C₃ a fragmentaci podobné Buspironu
• 438,2707 m/z: mezistupeň štěpení pyrimidinového kruhu, z nějž fragment m/z 350 odpovídá produktu konečného štěpení

Výsledky jednoznačně ukazují, že S Score umožňuje detekci nečekaných a strukturálně odlišných metabolitů bez předchozí znalosti možných biochemických drah.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje neřízené vyhledávání neznámých metabolitů s minimálním expertním zásahem a nabízí:

• Rychlejší odhalení neočekávaných biotransformací
• Snížení počtu kandidátů pro manuální kontrolu
• Intuitivní lokalizaci modifikovaných částí molekuly

Budoucí trendy a možnosti využití

Implementace S Score do rutinního farmakokinetického a toxikologického screeningu
Rozšíření na jiné farmaceutické třídy a xenobiotika
Integrace s in silico predikčními nástroji pro rychlejší návrh metabolitických map

Závěr

Non-cílená aplikace spektrochemické korelace fragmentů a ztrát hmotností umožnila identifikaci dříve neznámých metabolitů Buspironu vzniklých štěpením pyrimidinového jádra. Přístup prokazuje vysokou citlivost a nezávislost na předchozích znalostech, což usnadní objev nových biotransformačních drah a zlepší hodnocení bezpečnostních profilů léčiv.

Reference

• Prakash & Cui. Drug Metabolism & Disposition 1997 v25(12):1395–1406
• Zhu et al. Drug Metabolism & Disposition 2005 v33(4):500–507