Rapid Mapping of Imipramine, Chloroquine, and Their Metabolites in Mouse Kidneys and Brains Using the iMScope QT

Význam tématu

Mass spectrometrie zobrazující (MSI) je klíčová pro neinvazivní sledování distribuce léčiv a metabolitů v tkáních. Detailní prostorové mapování imipraminu a chloroquinu přispívá k lepšímu pochopení farmakokinetiky, účinků a potenciálních nežádoucích účinků v ledvinách a mozku. Rychlá a vysoce rozlišená metoda výrazně zefektivňuje výzkum v oblasti farmaceutické analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na první rychlé mapování imipraminu, chloroquinu a jejich metabolitů v ledvinách a mozcích myší metodou AP-MALDI-MSI s instrumentem iMScope QT. Cílem bylo ukázat regionálně specifickou akumulaci a ověřit citlivost a prostorové rozlišení při různých rychlostech snímání.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorků: intraperitoneální aplikace léčiv (30 mg/kg), rychlé mražení a řezání tkání (10 µm) na ITO sklíčkách.
• Matrice: α-CHCA nanesená vakuovým postupem pomocí systému iMLayer™.
• Instrumentace: AP-MALDI zdroj spojený s Q-TOF hmotnostním analyzátorem (LCMS-9030) v iMScope QT.
• Parametry MSI: pozitivní mód, m/z 150–550, rozlišení 32000, prostory 50 µm a 25 µm, rychlosti až 32 pixelů/s.
• MS/MS imaging: kolizní energie 35 V pro potvrzení klíčových iontů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Ledviny: imipramin se koncentroval v kůře, jeho metabolity (desipramin, 2-hydroxy-imipramin) v zevní dřeni a pánvi; chloroquin a jeho metabolity především v ledvinné pánvi.
• Mozek: vyšší hladiny imipraminu v thalamu, hypotalamu, septu a mozečku; chloroquin se zabudoval do laterální a 4. komory a do fornixu.
• Rychlost sběru (32 pixelů/s) při rozlišení 25 µm nezpůsobila podstatnou ztrátu citlivosti.
• Distribuce koreluje s farmakologickými a toxickými účinky (neurotoxicita, renální poškození).

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost rychlého a vysoce rozlišeného zobrazení farmakokinetiky malých molekul in situ.
• Užitečné pro vývoj léčiv, toxikologii a personalizovanou medicínu díky lokalizaci účinných látek v cílových tkáních.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další farmaceutické sloučeniny a metabolity.
• Integrace s dalšími MSI technikami a multimodální zobrazování.
• Optimalizace automatizace a zvýšení rychlosti pro preklinické a klinické aplikace.

Závěr

Rychlá metoda AP-MALDI-MSI s iMScope QT umožnila prvně detailní mapování imipraminu, chloroquinu a jejich metabolitů v myších ledvinách a mozcích. Metoda prokázala vysokou citlivost, prostorové rozlišení a rychlost, což otevírá nové možnosti pro farmaceutický výzkum a toxikologii.

Reference

1. Buchberger A.R. et al. Mass spectrometry imaging: a review of emerging advancements and future insights. Analytical Chemistry 2018, 90, 240.
2. Harada T. et al. Visualization of volatile substances in different organelles with an atmospheric-pressure mass microscope. Analytical Chemistry 2009, 81, 9153–9157.
3. Jackson S.N. et al. AP-MALDI mass spectrometry imaging of gangliosides using 2,6-dihydroxyacetophenone. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2018, 29, 1463–1472.
4. Doyno C. et al. Toxicity of chloroquine and hydroxychloroquine following therapeutic use or overdose. Clinical Toxicology 2021, 59, 12–23.
5. Obuchowicz E. et al. Imipramine and venlafaxine differentially affect primary glial cultures of prenatally stressed rats. Front. Pharmacol. 2020, 10, 1687.