TOWARDS IN-VITRO DIAGNOSTIC IMAGING OF HEPA-RG SPHEROIDS BY DESI TANDEM QUADRUPOLE MS
Postery | 2023 | Waters | BMSSInstrumentace
In vitro modely 3D kultivovaných buněk, zejména hepatocytární spheroidy HepaRG, představují pokročilý přístup k hodnocení hepatotoxicity a distribuce léčiv ve tkáňově podobném prostředí. Cílená obrazová analýza pomocí desorpční elektrosprejové ionizace (DESI) a tandemové kvadrupólové hmotnostní spektrometrie (MS/MS) umožňuje detailní mapování lokalizace a kvantifikaci léčiv a jejich metabolitů bez nutnosti sekce vzorku.
Studie byla zaměřena na optimalizaci a demonstraci vysoce citlivého cíleného MS imagingu léčiv ve 3D hepatických spheroidech. Jako modelové látky byly zvoleny perhexilin, karbamazepin a warfarin, jejichž hepatotoxicita je dobře charakterizována. Primárním cílem bylo stanovit detekční limity, zobrazit vnitřní distribuci látek ve spheroidech a ověřit schopnost metody zachytit i nízké terapeutické koncentrace.
Postup přípravy spheroidů:
Analytická platforma:
Detekční limity:
Distribuce ve spheroidech:
Zjištěná interference v kontrole DMSO zdůraznila nutnost korekce signálu pro jednoznačné vyhodnocení nízkých koncentrací. Přidání lipidních markerů (m/z 782,6 a 682,6) umožnilo prostorové zarovnání obrazů a posouzení integrity vzorku.
Metoda nabízí:
Cílené DESI MS/MS imaging na platformě Xevo TQ Absolute s DESI XS prokázalo vysokou citlivost při detekci léčiv a jejich metabolitů ve 3D spheroidech HepaRG. Metoda umožnila mapování distribuce látek na úrovni terapeutických koncentrací a poskytuje cenný nástroj pro farmaceutický vývoj a toxikologii.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
In vitro modely 3D kultivovaných buněk, zejména hepatocytární spheroidy HepaRG, představují pokročilý přístup k hodnocení hepatotoxicity a distribuce léčiv ve tkáňově podobném prostředí. Cílená obrazová analýza pomocí desorpční elektrosprejové ionizace (DESI) a tandemové kvadrupólové hmotnostní spektrometrie (MS/MS) umožňuje detailní mapování lokalizace a kvantifikaci léčiv a jejich metabolitů bez nutnosti sekce vzorku.
Cíle a přehled studie
Studie byla zaměřena na optimalizaci a demonstraci vysoce citlivého cíleného MS imagingu léčiv ve 3D hepatických spheroidech. Jako modelové látky byly zvoleny perhexilin, karbamazepin a warfarin, jejichž hepatotoxicita je dobře charakterizována. Primárním cílem bylo stanovit detekční limity, zobrazit vnitřní distribuci látek ve spheroidech a ověřit schopnost metody zachytit i nízké terapeutické koncentrace.
Použitá metodika a instrumentace
Postup přípravy spheroidů:
- HepaRG spheroidy kultivovány 7 dní.
- Dávkování perhexilinem (0,004–10 µM), karbamazepinem a warfarinem (0,4–1000 µM).
- Odmytí PBS, naložení na polylysinem potažené skleněné podložky a sušení v desikátoru.
Analytická platforma:
- Waters Xevo TQ Absolute s DESI XS zdrojem.
- MRM režim pro vybrané prekurzorové a produktové ionty léčiv a hlavních metabolitů.
- Optimalizace polarity, kuželového napětí a kolizní energie na základě provedeného SIR screeningu a literárních dat.
- Rozlišení pixelu 100×100 µm, scan rate 5–10 Hz.
Hlavní výsledky a diskuse
Detekční limity:
- Perhexilin: 0,04 µM (~9,1 pg na target).
- Karbamazepin: 0,4 µM (~94,5 pg) bez detekce epoxidového metabolitu.
- Warfarin: 0,4 µM (~123 pg), signál však vykazoval interferenci z DMSO kontrol.
Distribuce ve spheroidech:
- Perhexilin vykazoval koncentraci v centru spheroidu, což naznačuje účinnou penetraci a akumulaci.
- Vysoké dávky perhexilinu a karbamazepinu vedly k poruše morfologie spheroidů, známce cytotoxického účinku.
Zjištěná interference v kontrole DMSO zdůraznila nutnost korekce signálu pro jednoznačné vyhodnocení nízkých koncentrací. Přidání lipidních markerů (m/z 782,6 a 682,6) umožnilo prostorové zarovnání obrazů a posouzení integrity vzorku.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí:
- Rychlou a citlivou lokalizaci léčiv a metabolitů ve 3D buněčných modelech.
- Možnost vyhodnocení farmakokinetiky a toxicitních efektů v jednom cejchu.
- Podporu rozhodování při výběru kandidátních sloučenin před in vivo testováním.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Srovnání obrazů neporušených a sekcionovaných spheroidů pro detailnější prostorové rozlišení.
- Integrace plnohodnotných metabolomických analýz (discovery) za účelem korelace distribuce léčiva s metabolickými změnami.
- Rozšíření na další 3D kultury a ko-kultury pro komplexnější modelování toxikologie.
- Automatizace procesu vzorkování a analýzy pro vyšší průchodnost a reprodukovatelnost.
Závěr
Cílené DESI MS/MS imaging na platformě Xevo TQ Absolute s DESI XS prokázalo vysokou citlivost při detekci léčiv a jejich metabolitů ve 3D spheroidech HepaRG. Metoda umožnila mapování distribuce látek na úrovni terapeutických koncentrací a poskytuje cenný nástroj pro farmaceutický vývoj a toxikologii.
Reference
- Ju W. et al. Austin J Anal Pharm Chem. 2014;1(2).
- van Rooyen GF. et al. J Chromatogr B. 2002;769:1–7.
- Zhang M. et al. J Chromatogr B. 2009;877:3025–3030.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
IMSIS: TOWARDS IN-VITRO DIAGNOSTIC IMAGING OF HEPA-RG SPHEROIDS BY DESI TANDEM QUADRUPOLE MS
2023|Waters|Postery
TOWARDS IN-VITRO DIAGNOSTIC IMAGING OF HEPA-RG SPHEROIDS BY DESI TANDEM QUADRUPOLE MS Mark Towers1, Lisa Reid1, Alicia Rosell-Hidalgo2, Kirsten Headspith2 1 Waters Corporation, Wilmslow, Cheshire, UK 2 Cyprotex Ltd., Alderley Park, Cheshire, UK INTRODUCTION RESULTS AND DISCUSSION Dilution series Carbamazepine…
Klíčová slova
perhexiline, perhexilinespheroids, spheroidsspheroid, spheroiddesi, desicarbamazepine, carbamazepinedosing, dosingspheriods, spheriodsimaging, imagingwarfarin, warfarindmso, dmsowere, werewithin, withindetected, detectedcompounds, compoundscev
Versatile LC-MS/MS Solutions for the Evolving Bioanalysis Landscape
2024|Waters|Příručky
[ APPLICATION NOTEBOOK ] Versatile LC-MS/MS Solutions for the Evolving Bioanalysis Landscape Small Molecules Oligonucleotide Protein/Peptide Therapeutics Software Tools Targeted Imaging LC-MS/MS Solutions to Support Reliable, Sensitive and Efficient Workflows for the Bioanalysis of Drug Modalities Welcome to the Waters…
Klíčová slova
bioanalysis, bioanalysisimaging, imagingoligonucleotide, oligonucleotidetherapeutics, therapeuticsbioanalytical, bioanalyticalpeptide, peptidemolecules, moleculestargeted, targetedprotein, proteinhighlights, highlightstools, toolsread, readquantitative, quantitativequantification, quantificationsmall
TARGETED DESI IMAGING MS OF DRUG DISTRIBUTION AND DRUG- INDUCED LIVER INJURY (DILI) METABOLITES FROM METHAPYRILENE IN THE MALE WISTAR RAT
2024|Waters|Postery
TARGETED DESI IMAGING MS OF DRUG DISTRIBUTION AND DRUGINDUCED LIVER INJURY (DILI) METABOLITES FROM METHAPYRILENE IN THE MALE WISTAR RAT Anthony Midey,1 Emmanuelle Claude,2 Lisa Reid,2 Bindesh Shrestha,1 Steven K Lai,1 Ian D Wilson,3 Robert S Plumb,1 and Roy Martin1…
Klíčová slova
desi, desiimaging, imagingmethapyrilene, methapyrilenetargeted, targetedlipids, lipidsspatial, spatialdruginduced, druginduceddili, dilivehicle, vehiclewistar, wistarzoom, zoomliver, liverqtof, qtofdosed, dosedrats
VISUALIZATION AND QUANTIFICATION OF DRUG/METABOLITES BY SENSITIVE AND FAST TARGETED DESI IMAGING ON TQ SYSTEM
2024|Waters|Postery
VISUALIZATION AND QUANTIFICATION OF DRUG/METABOLITES BY SENSITIVE AND FAST TARGETED DESI IMAGING ON TQ SYSTEM Emmanuelle Claude1, Ross Chawner1, Nathalie Delallée2, Stephanie Molez2, Gregory Nicolas2, Joanne Ballantyne1 1 Waters Corporation, Wilmslow, UK; 2Bioprojet, Saint Gregoire, France INTRODUCTION Mass spectrometry (MS)…
Klíčová slova
pitolisant, pitolisantdesi, desimsi, msiimaging, imagingmetabolite, metaboliteoxidized, oxidizedtissue, tissueabsolute, absoluteliver, liverdilution, dilutionhdi, hdimrm, mrmxevo, xevomass, massdrug