VISUALIZATION AND QUANTIFICATION OF DRUG/METABOLITES BY SENSITIVE AND FAST TARGETED DESI IMAGING ON TQ SYSTEM

Význam tématu

Desorpční elektrosprejová ionizace (DESI) spojená s hmotnostní spektrometrií (MSI) umožňuje zobrazit a kvantifikovat distribuci farmak a jejich metabolit přímo v tkáňových řezech. Tato metoda zachovává prostorové rozložení molekul, které se při běžných DMPK studiích založených na homogenizaci vzorků ztrácí. Cílené MSI na tandemovém kvadrupólu v režimu MRM přináší vysokou citlivost a specifiku, klíčové pro studium průniku látek přes biologické bariéry a jejich intracelulární lokalizaci.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na CNS aktivní léčivo pitolisant a jeho oxidovaný metabolit v jaterních a mozkových řezech myší. Cílem bylo:

• Stanovit limity detekce (LOD) pitolisantu a jeho metabolitu v tkáni.
• Vizuálně srovnat distribuci látek při terapeutické (5 mg/kg) a NOAEL (75 mg/kg) dávce.
• Uplatnit rychlá cílená DESI-MSI měření v MRM režimu pro kvantifikaci a prostorové zobrazení.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly orgány odebrány 2 h po podání pitolisantu, rychle zmraženy, nařešeny na 18 µm řezy a uloženy při −80 °C. Pro kalibraci bylo připraveno 7 úrovní standardů (0,05–10 ng/spot) na prasečí jaterní tkáni. Měření:

• Spektrometr: Xevo TQ Absolute s DESI-XS zdrojem a HPS rozprašovačem.
• Režim: MRM s optimalizovanými přechody m/z 296,2 > 98,1 pro pitolisant a 312,1 > 98,1 pro metabolit.
• Parametry: rychlost akvizice 10–50 Hz, rozlišení 50 × 50 µm a 15 × 15 µm pixel.
• Softwarové nástroje: MassLynx, High Definition Imaging (HDI v1.8), vlastní MicroApp MSI Quantify pro tvorbu kalibračních křivek.

Hlavní výsledky a diskuse

Stanovení LOD potvrdilo detekci pitolisantu již od 0,1 ng a metabolitu od 0,05 ng na tkáňovém spotu. Při farmakologické a NOAEL dávce byla obě molekuly detekovatelné s poměrem signál/šum >10 i v mozku, potvrzující průnik přes hematoencefalickou bariéru. Obrázky iontových map ukázaly:

• Homogenní rozložení metabolitu oproti centrální akumulaci pitolisantu v játrech.
• Možnost současného sledování až 10 MRM přechodů při 10 Hz bez ztráty citlivosti.
• Rychlé zobrazení celé tkáňové sekce za méně než 45 min.

Přínosy a praktické využití metody

Targeted DESI-MSI na TQ aparatuře nabízí:

• Vysokou citlivost (<0,1 ng) a specifiku detekce bez značení.
• Rychlá data acquisition vhodná pro vysokopropustný screening.
• Prostorové zobrazení farmakokinetiky přímo na tkáni.
• Integrovanou kvantifikaci prostřednictvím kalibračních křivek v softwaru MSI Quantify.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikací na:

• Multiplexní sledování většího počtu biomarkerů a metabolitů.
• Integraci s multimodálními zobrazovacími technikami (např. MALDI, FT-MSI).
• Automatizaci přípravy vzorků a zpracování dat pomocí strojového učení.
• Klinnické nasazení pro farmakologické a toxikologické studie ex vivo.

Závěr

Cílené DESI-MSI na tandemovém kvadrupólu prokázalo vysokou citlivost, rychlost a schopnost kvantifikovat a zobrazit distribuci pitolisantu a jeho metabolitu v jaterních i mozkových řezech. Workflow s integrovanou softwarovou kvantifikací nabízí silný nástroj pro DMPK a farmakologický výzkum.

Reference

• X. Ligneau, L. Landais, D. Perrin, J. Piriou, M. Uguen, E. Denis, P. Robert, R. Parmentier, C. Anaclet, J-S. Lin, A. Burban, J-M. Arrang, J-C. Schwartz; Biochemical Pharmacology, 73(8), 15. 4. 2007.