Simultaneous in vivo Quantification and Metabolite Identification of Plasma Samples Using High Resolution QTof and Routine MSE Data Analysis

Význam tématu

V proteomice a farmakokinetice je klíčové získat spolehlivá kvantitativní data o léčivých látkách a současně detailní informace o jejich metabolismu. Vysoké rozlišení QTof MS s režimem MS E přináší možnost současného sledování koncentrace parentní sloučeniny i identifikace metabolit bez nutnosti samostatných metod.

Cíle a přehled studie

Studie porovnala výkon Waters Xevo G2 QTof MS s klasickou tandemovou kvadrupólou (QQQ) pro in vivo kvantifikaci propranololu v plazmě potkanů. Současně se hodnotila schopnost QTof platformy detekovat a sledovat hlavní metabolity v jednom měření. Výsledky byly prezentovány na ASMS 2012.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky plazmy čtyř potkanů po perorálním podání propranololu (75 mg/kg) byly odebírány v devíti časových bodech do 24 hodin. Preparace spočívala v precipitaci bílkovin acetonitrilem s 0,1 % kyseliny mravenčí a interním standardem propranolol-d7, následném zředění a injekci 5 µl do chromatografu.
Chromatografie: ACQUITY UPLC BEH C18 (2 × 50 mm, 1,7 µm), gradient 5–95 % acetonitrilu v 0,1 % kyselině mravenčí, průtok 0,5 ml/min, 35 °C, celkový běh 4 minuty.
MS detekce:

• QTof: Waters Xevo G2, režim MS E (současný sběr plného skenu a fragmentačních dat), zpracování v MassLynx/TargetLynx a UNIFI.
• QQQ: Thermo Scientific Quantum Ultra, režim MRM pod standardními bioanalytickými podmínkami.

Hlavní výsledky a diskuse

Obě platformy poskytly lineární kalibrační křivky propranololu v rozsahu 2,5–10 000 ng/ml s korelačním koeficientem r2 > 0,99. Kvalita zpětných kontrol (QC) v koncentracích 7–7000 ng/ml byla srovnatelná, průměrná odchylka do 10 %. PK křivky (koncentrace versus čas) a výpočty AUC, AUMC a poločasu (t½) z programu WinNonLin vykázaly rozdíly mezi platformami v rozsahu do 7 %.
HRMS navíc umožnila sledovat tvorbu hlavních metabolit (hydroxylace, dihydroxylace, glukuronidace) v průběhu časového profilu, což konvenční MRM analýza bez cílených přechodů neumožňuje.

Přínosy a praktické využití metody

• Integrovaná kvantitativní a kvalitativní analýza v jednom běhu.
• Úspora času a zjednodušení přípravy metody díky eliminaci vývoje mnoha MRM přechodů.
• Vyšší selektivita a přesnost měření díky vysokému rozlišení a přesné m/z.
• Rychlé odhalení a sledování neznámých metabolit v raných fázích vývoje léčiva.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj softwarových nástrojů pro automatizovanou analýzu HRMS dat a vizualizaci metabolismu.
• Rozšíření aplikace HRMS v klinických studiích a monitoring PD/biomarckerů.
• Integrace umělé inteligence pro predikci metabolických cest a struktury neznámých metabolitů.
• Využití miniaturizovaných HRMS systémů pro rapidní on-site testování biologických vzorků.

Závěr

Vysoké rozlišení QTof MS s režimem MS E poskytuje spolehlivou kvantifikaci léčivých látek srovnatelnou s QQQ platformou a navíc obohacuje výsledky o identifikaci metabolit bez dodatečné metodické námahy. Tento přístup zvyšuje efektivitu a kvalitu bioanalytických studii v DMPK.

Reference

Wrona M., Rainville P., Langlois E., Ewing N., Laterreur J. Simultaneous in vivo Quantification and Metabolite Identification of Plasma Samples Using High Resolution QTof and Routine MS E Data Analysis. Waters Corporation Application Note May 2013.