Rapid Metabolite Tof Screening, Structure Elucidation and Clearance Estimates Using Informatics-HRMS Approaches

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé screenování metabolitů je klíčové pro vývoj nových léčiv a jejich farmakokinetické hodnocení. Integrace vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) s pokročilou informatikou umožňuje komplexní identifikaci, kvantifikaci a odhad clearance metabolitů napříč různými druhy a podmínkami.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentované studie bylo demonstrovat ucelené reportování identifikace a kvantifikace metabolitů fáze I a II za použití dat z HRMS QTof spektrometru. Konkrétně byly analyzovány modelové sloučeniny glyburid, buspiron, clozapin a verapamil v různých biologických matricích a mezi druhy.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická procedura zahrnovala in vitro inkubaci testovaných sloučenin s jaterními mikrosomy člověka, potkana, psa a opice, v přítomnosti nebo nepřítomnosti GSH pro zachycení reaktivních aduktů. Po ukončení reakce acetonitrilem a odsražení proteinů centrifugací byl vzorek injektován na kromatografickou sestavu:

• UPLC: Acquity I-Class s kolonkou BEH C18 (1.7 µm, 2.1 × 100 mm), gradient 5–60 % acetonitril/8 min, tok 0.6 ml/min, teplota 60 °C
• MS: Xevo G2-S QTof v režimu MSE, ESI+, rozlišení 32 500, nízká CE 2 V, vysoká CE ramp 10–30 V, scan time 0.1 s
• Software: UNIFI pro akvizici dat, dekonvoluci nabíjecích stavů a zpracování výsledků

Hlavní výsledky a diskuse

• Glyburid: identifikace oxidačních metabolitů, zobrazení heatmapy struktur, binárního grafu a chromatogramu všech detekovaných a +O subsetu
• Buspiron: přehledná tabulka metabolitů fáze I, chromatogramy všech forrmací, subset +O2 a detailní prekurzorová a fragmentační spektra pro vybrané metabolity
• Clozapin: detekce metabolitů fáze I i II včetně GSH aduktů, trendová srovnání koncentrací jednotlivých aduktů pomocí překrytých liniových grafů
• Verapamil: mapování fragmentace, sledování změn koncentrace mezi druhy a v čase prezentované jako sloupcové grafy, podpora výpočtu clearance v externích programech

Přínosy a praktické využití metody

Použitá platforma umožňuje simultánní vyhodnocení metabolického profilu napříč druhy a proměnnými, zjednodušuje workflow identifikace a kyvantifikace metabolitů a nabízí možnost automatizovaného výpočtu clearance a dalších DMPK parametrů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k širší automatizaci zpracování multivariačních dat, integraci in silico predikce metabolitů, rozšíření aplikace na další biologické matrixy a vylepšenou vizualizaci trendů v reálném čase.

Závěr

Studie ukazuje efektivitu využití HRMS QTof spolu s pokročilou informatikou pro komplexní screening metabolitů, jejich strukturové vysvětlení i odhad clearance. Navržená platforma představuje robustní DMPK nástroj vhodný pro preklinický vývoj léčiv.