DOING MORE WITH LESS: ADDRESSING THE MICROSAMPLING SENSITIVITY CHALLENGE IN DMPK STUDIES USING VACUUM JACKETED COLUMN & UHPLC-CYCLIC ION MOBILITY MS

Význam tématu

Pro výzkum farmakokinetiky (DMPK) je klíčové získat spolehlivé informace z co nejmenšího objemu biologického vzorku. Mikrosampling s objemy pod 50 µl umožňuje snížit počet zvířecích testů, zrychlit obrat dat a minimalizovat náklady. Kombinace vakuově opláštěných kapalinových chromatografických kolonek a UHPLC-cyklické iontové mobility s vysokým rozlišením nabízí výrazný nárůst citlivosti a selektivity při zachování rychlosti analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo kvantifikovat fasiglifam (TAK-875) v krvi a identifikovat jeho metabolity v preklinickém modelu potkana při minimálních objemech vzorku. Autoři se zaměřili na vyhodnocení farmakokinetických parametrů po intravenózní (5 mg/kg) a perorální aplikaci (10 a 50 mg/kg) a na zmapování biotransformačního osudu léčiva.

Použitá metodika a instrumentace

• Odběr a příprava vzorku: 10 µl plazmy nebo 50 µl krve technikou mikrosampling, srážení proteinů acetonitrilem v poměru 4:1 a ředění 1:100 v 25 % vodném roztoku.
• UHPLC-MS/MS pro kvantifikaci: použití ACQUITY Premier UPLC a Xevo TQ-S micro MS, BEH C18 vakuově opláštěná kolona 2.1 x 50 mm, 1.7 µm, 60 °C, gradient 50–60 % organické fáze za 0.9 min při průtoku 0.5 ml/min, pozitivní ESI, MRM 525.14 → 121, analýza v software MassLynx a TargetLynx.
• UHPLC-cyklická iontová mobilita MS pro identifikaci metabolitů: ACQUITY Premier UPLC Select Series Cyclic IMS, HSS T3 C18 2.1 x 100 mm, 1.7 µm, gradient 40–70 % B za 10 min, driftová plyn dusík, detekce v režimu HDMSe 50–1200 m/z.
• Datový workflow: vytvoření knihovny známých metabolitů v UNIFI, automatizované neutral loss screening, filtrace detekcí trendových křivek, šablonovité reportování.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila detekovat fasiglifam již při nízkých koncentracích a dosáhnout ostrého oddělení od endogenních interferencí. Po IV aplikaci 5 mg/kg byly naměřeny Cmax 8.8 µg/ml u samců a 9.2 µg/ml u samic, poločas rozpadu kolem 12 h. Perorální dávky 10 mg/kg a 50 mg/kg vykázaly bioaktivitu s Cmax 12.4/12.9 µg/ml a 76.2/83.7 µg/ml. Bylo identifikováno 15 biotransformací a tři dosud nevýzkoumané metabolity včetně akylglukuronidu a α-keto kyseliny.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda spojuje vysokou citlivost s rychlostí analýzy a minimálními objemy vzorku, což usnadní studie farmakokinetiky i toxikologie ve farmaceutickém výzkumu. Automatizované workflow zkracuje dobu zpracování dat a usnadňuje rutinní kontrolu kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření mikrosamplingových protokolů v klinických i preklinických studiích.
• Integrace s dalšími technologiemi vysokého rozlišení a online datovou analýzou podporovanou umělou inteligencí.
• Aplikace v personalizované medicíně a monitoringu terapeutických hladin léčiv v reálném čase.

Závěr

Vakuově opláštěné kolony v kombinaci s UHPLC-cyklickou iontovou mobilitou představují robustní platformu pro komplexní DMPK studie s minimalizovanými objemy vzorku, vysokou citlivostí a rychlým zpracováním dat. Metoda podporuje redukci počtu zvířecích modelů a přináší energeticky i časově efektivní řešení pro farmaceutický výzkum.

Reference

• Kaku K a kol. Long-term safety and efficacy of fasiglifam (TAK-875)... Diabetes Obes Metab. 2016;18(9):925–929.
• Li X a kol. Fasiglifam inhibits hepatobiliary transporters... Drug Metab Dispos. 2015;43(11):1751–1759.
• Molloy BJ a kol. Investigation of the Pharmacokinetics and Metabolic Fate of Fasiglifam... Xenobiotica. 2023;16:1–30.
• Tanna N a kol. Enhanced chromatographic efficiency obtained with vacuum jacketed columns... Talanta. 2023;254:124089.