Metabolism study of the novel cathinone derivative 3-MMC combining three in vitro approaches, LC-HRMS acquisition and molecular networking tools
Postery | 2023 | Shimadzu | ASMSInstrumentace
Detekce metabolitů nových psychoaktivních látek (NPS) je nezbytná pro klinickou a forenzní toxikologii, zejména při screeningových vyšetřeních moči. Absence lidských in vivo dat podporuje využití spolehlivých in vitro modelů, které napodobují metabolické dráhy a umožňují včasnou identifikaci potenciálních biomarkerů expozice.
Tato práce se zaměřila na charakterizaci metabolismu 3-metylmethcathinonu (3-MMC) pomocí tří in vitro modelů: lidské jaterní mikrosomy, hepatomové buňky HepaRG na miskách a 3D mikrofluidní HepaRG „organs-on-a-chip“. Cílem bylo porovnat schopnost každého modelu generovat a detekovat klíčové metabolity 3-MMC za použití vysoce rozlišené LC-HRMS a nástrojů molekulární sítě.
Studie využila následující experimentální postupy a přístroje:
Vznikla tři očekávaná metabolická deriváty 3-MMC:
Porovnání tří in vitro modelů pro 3-MMC ukázalo, že lidské mikrosomy poskytují nejrychlejší výsledky, HepaRG buňky generují bohatý metabolitový profil a organs-on-a-chip nabízejí nejvyšší míru fyziologické relevance. Kombinace LC-HRMS, DDA-MS/MS a molekulárního networkingu představuje efektivní workflow pro identifikaci NPS metabolitů v toxikologickém kontextu.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Detekce metabolitů nových psychoaktivních látek (NPS) je nezbytná pro klinickou a forenzní toxikologii, zejména při screeningových vyšetřeních moči. Absence lidských in vivo dat podporuje využití spolehlivých in vitro modelů, které napodobují metabolické dráhy a umožňují včasnou identifikaci potenciálních biomarkerů expozice.
Cíle a přehled studie
Tato práce se zaměřila na charakterizaci metabolismu 3-metylmethcathinonu (3-MMC) pomocí tří in vitro modelů: lidské jaterní mikrosomy, hepatomové buňky HepaRG na miskách a 3D mikrofluidní HepaRG „organs-on-a-chip“. Cílem bylo porovnat schopnost každého modelu generovat a detekovat klíčové metabolity 3-MMC za použití vysoce rozlišené LC-HRMS a nástrojů molekulární sítě.
Použitá metodika a instrumentace
Studie využila následující experimentální postupy a přístroje:
- Inkubace 3-MMC (5 a 50 µM) s lidskými jaterními mikrosomy (2,5 mg/ml, NADPH, 60 min), buňkami HepaRG (48 h, 480 000 buněk/well) a HepaRG-on-chip (48 h, 500 000 buněk).
- UHPLC s kolonkou Shim-pack Velox Biphenyl (2,1×100 mm, 2,7 µm), mobilní fáze voda + 2 mM formiátu/amonná sůl + 0,002 % kyseliny mravenčí a methanol se stejnými aditivy, průtok 0,3 ml/min.
- QTOF LCMS-9030: MS sken m/z 70–1000, DDA-MS/MS sken m/z 40–1000, rozptyl energie 5–55 V, 20 dependentních skenů, cyklus <0,55 s.
- Software LabSolutions Insight Analyze a Assign pro detekci komponent a verifikaci fragmentace, dále MS-DIAL a GNPS pro molekulární networking a rozšířenou identifikaci.
Hlavní výsledky a diskuse
Vznikla tři očekávaná metabolická deriváty 3-MMC:
- Hydroxy-3-MMC (m/z 194,1175 [M+H]+)
- Desmetyl-3-MMC (m/z 164,1070 [M+H]+)
- Dihydro-3-MMC (m/z 178,1226 [M+H]+)
Přínosy a praktické využití metody
- Zavedené in vitro modely umožňují rychlou a nákladově efektivní identifikaci NPS metabolitů bez nutnosti lidských studií.
- LC-HRMS v kombinaci s DDA-MS/MS a molekulárním networkingem zvyšuje spolehlivost a šíři metabolitového profilu.
- Výsledky se dají přímo využít pro rozšíření screeningových databází a metod QC/QA v toxikologii.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace 3D mikrofluidních modelů s dalšími typy buněčných kultur pro komplexnější simulaci lidského metabolismu.
- Rozšíření molekulárního networkingu o strojové učení pro predikci dosud neznámých biotransformací.
- Standardizace in vitro protokolů a jejich validace vůči klinickým vzorkům.
Závěr
Porovnání tří in vitro modelů pro 3-MMC ukázalo, že lidské mikrosomy poskytují nejrychlejší výsledky, HepaRG buňky generují bohatý metabolitový profil a organs-on-a-chip nabízejí nejvyšší míru fyziologické relevance. Kombinace LC-HRMS, DDA-MS/MS a molekulárního networkingu představuje efektivní workflow pro identifikaci NPS metabolitů v toxikologickém kontextu.
Reference
- Zarrouk E., Barnes A., Moreau S., Loftus N., Dulaurent S., Elbalkhi S., Saint-Marcoux F. Metabolism study of the novel cathinone derivative 3-MMC combining three in vitro approaches, LC-HRMS acquisition and molecular networking tools. CHU Limoges; Shimadzu Corporation; Shimadzu Europa GmbH.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
APPLICATION SOLUTIONS FOR METABOLITE IDENTIFICATION
2005|Waters|Příručky
A P P LICAT ION SOLUT IONS FO R M ETABOLIT E IDENT IFICAT ION A P P L I C AT I O N S O L U T I O N S F O R M E TA…
Klíčová slova
synapt, synaptuplc, uplcmetabolite, metabolitemetabolynx, metabolynxwaters, watersmassfragment, massfragmenthdms, hdmsmetabolites, metabolitesdrug, drugetabolite, etabolitedata, datafragment, fragmentgsh, gshvivo, vivoacquity
Using TargetScreener with Software Assisted Data Mining Strategies to Identify Metabolites of New Psychoactive Substances
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Using TargetScreener with Software Assisted Data Mining Strategies to Identify Metabolites of New Psychoactive Substances Introduction As one of the largest and most predominant substance classes amongst the group of new psychoactive substances (NPS), synthetic cannabinoids have challenged the forensic…
Klíčová slova
metabolites, metabolitessynthetic, syntheticchmica, chmicamdmb, mdmbmetasite, metasitecannabinoids, cannabinoidsbiotransformations, biotransformationsmetabolized, metabolizedprevalent, prevalentscreening, screeningcannabinoid, cannabinoidvitro, vitroauthentic, authenticmass, massextensively
Direct Detection of Glutathione Conjugates in Human Liver Microsomes Using ACQUIT Y UPLC I-Class, Xevo G2-S QTof, and UNIFI
2013|Waters|Aplikace
Direct Detection of Glutathione Conjugates in Human Liver Microsomes Using ACQUITY UPLC I-Class, Xevo G2-S QTof, and UNIFI Yun W. Alelyunas, Mark D. Wrona, and Paul D. Rainville Waters Corporation, Milford, MA, USA A P P L I C AT…
Klíčová slova
clozapine, clozapinegsh, gshadducts, adductsunifi, unifiglutathione, glutathionemetabolites, metabolitesreactive, reactivecharge, chargegeneric, genericuplc, uplcacquity, acquitydeconvolution, deconvolutiondetection, detectionconjugates, conjugatesstate
Investigating the Chiral Metabolism of an Achiral Drug Using Agilent SFC‑MS/MS Technology
2017|Agilent Technologies|Aplikace
Investigating the Chiral Metabolism of an Achiral Drug Using Agilent SFC‑MS/MS Technology Application Note Pharma Discovery Authors Abstract Siji Joseph A robust SFC-MS/MS method was developed for the quantification of achiral Agilent Technologies, Inc. risperidone and its enantiomeric hydroxy metabolite.…
Klíčová slova
risperidone, risperidonesfc, sfcris, rislloq, lloqhydroxy, hydroxyvitro, vitrometabolites, metaboliteschiral, chiralcounts, countsmethod, methodblank, blankmethanol, methanolstandard, standardpreparations, preparationswere