Rapid, High Sensitivity Quantification of a Proteolysis Targeting Chimera, PROTAC, in Rat Plasma From a Microsampling DMPK Study Using UPLC-MS/MS
Aplikace | 2024 | WatersInstrumentace
Proteolysis-targeting chiméry (PROTAC) představují průlomovou třídu cílených léčivých molekul schopných navádět systém buněčného proteasomu k degradaci patologických proteinů. Jejich specifita a potenciál překonat omezení konvenčních malých molekul zvyšují potřebu přesných bioanalytických metod pro stanovení farmakokinetiky během preklinického a klinického vývoje. Mikrovzorkování navíc umožňuje snížit objem odebírané krve od pokusných zvířat, čímž se prosazují principy 3R (replacement, reduction, refinement) v toxikologii a DMPK studiích.
Cílem studie bylo vyvinout a validovat rychlou vysoce citlivou UPLC–MS/MS metodu pro kvantifikaci modelového PROTACu založeného na gefitinibu v plazmě potkanů po subkutánním podání. Použito bylo mikrovzorkování sérií krevních odběrů z Wistar potkanů (10 mg/kg), s cílem určit farmakokinetické parametry molekuly.
Pro extrakci analyzovaného exempláře z plazmy byla nasazena pevná fáze SPE (Oasis HLB). Chromatografie probíhala na systému ACQUITY Premier UPLC s kolonou HSS T3 2.1×100 mm, 1.7 μm, při teplotě 60 °C a průtoku 0.6 mL/min za gradientu 0.1 % kyseliny formiové v kombinaci s acetonitrilem. Detekce byla zajištěna tandemovým kvadrupólovým spektrometrem Xevo TQ Absolute v režimu pozitivního ESI-MRM. Kvantifikace proběhla za pomoci stabilně značeného vnitřního standardu gefitinib-d6.
Metoda dosáhla lineárního rozsahu 0.25–500 ng/mL (r2=0.987) a limitu detekce 100 fg na kolonu. ACQUITY Premier technologie s inertním povrchem potlačila nespecifické interakce analytu s kovovými částmi systému, což vedlo k ostřejším a symetričtějším chromatografickým píkům. Po subkutánním podání dosáhlo PROTACu maximální průměrné koncentrace 71.8 ng/mL v 6. hodině, eliminace následovala poločasem 7.2 h a molekula zůstala detekovatelná i po 24 h.
Další vývoj se zaměří na rozšíření aplikace na různé typy PROTAC molekul a jejich metabolitů, integraci vysokoúčinných mikrovzorkovacích technik a automatizaci přípravy vzorků. Zároveň se očekává nasazení vyspělé spektrometrie s vyšším rozlišením (HRMS) pro charakterizaci degradačních produktů.
Popisovaná UPLC–MS/MS metoda kombinuje vysokou citlivost, spolehlivost a efektivitu pro kvantifikaci PROTAC molekul v mikrovzorcích potkaní plazmy. Technologie ACQUITY Premier zajišťuje robustní chromatografii bez ztrát signálu způsobených interakcemi s kovovými povrchy, což je klíčové pro bioanalytiku nových terapeutik.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Proteolysis-targeting chiméry (PROTAC) představují průlomovou třídu cílených léčivých molekul schopných navádět systém buněčného proteasomu k degradaci patologických proteinů. Jejich specifita a potenciál překonat omezení konvenčních malých molekul zvyšují potřebu přesných bioanalytických metod pro stanovení farmakokinetiky během preklinického a klinického vývoje. Mikrovzorkování navíc umožňuje snížit objem odebírané krve od pokusných zvířat, čímž se prosazují principy 3R (replacement, reduction, refinement) v toxikologii a DMPK studiích.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout a validovat rychlou vysoce citlivou UPLC–MS/MS metodu pro kvantifikaci modelového PROTACu založeného na gefitinibu v plazmě potkanů po subkutánním podání. Použito bylo mikrovzorkování sérií krevních odběrů z Wistar potkanů (10 mg/kg), s cílem určit farmakokinetické parametry molekuly.
Použitá metodika a instrumentace
Pro extrakci analyzovaného exempláře z plazmy byla nasazena pevná fáze SPE (Oasis HLB). Chromatografie probíhala na systému ACQUITY Premier UPLC s kolonou HSS T3 2.1×100 mm, 1.7 μm, při teplotě 60 °C a průtoku 0.6 mL/min za gradientu 0.1 % kyseliny formiové v kombinaci s acetonitrilem. Detekce byla zajištěna tandemovým kvadrupólovým spektrometrem Xevo TQ Absolute v režimu pozitivního ESI-MRM. Kvantifikace proběhla za pomoci stabilně značeného vnitřního standardu gefitinib-d6.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda dosáhla lineárního rozsahu 0.25–500 ng/mL (r2=0.987) a limitu detekce 100 fg na kolonu. ACQUITY Premier technologie s inertním povrchem potlačila nespecifické interakce analytu s kovovými částmi systému, což vedlo k ostřejším a symetričtějším chromatografickým píkům. Po subkutánním podání dosáhlo PROTACu maximální průměrné koncentrace 71.8 ng/mL v 6. hodině, eliminace následovala poločasem 7.2 h a molekula zůstala detekovatelná i po 24 h.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá příprava vzorku s minimálním objemem plazmy (20 µL).
- Velmi vysoká citlivost umožňující sledovat nízké koncentrace v mikrovzorcích.
- Široký dynamický rozsah vhodný pro sledování farmakokinetiky v celém časovém profilu.
- Inertní chromatografický systém s minimalizací adsorpce analytu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další vývoj se zaměří na rozšíření aplikace na různé typy PROTAC molekul a jejich metabolitů, integraci vysokoúčinných mikrovzorkovacích technik a automatizaci přípravy vzorků. Zároveň se očekává nasazení vyspělé spektrometrie s vyšším rozlišením (HRMS) pro charakterizaci degradačních produktů.
Závěr
Popisovaná UPLC–MS/MS metoda kombinuje vysokou citlivost, spolehlivost a efektivitu pro kvantifikaci PROTAC molekul v mikrovzorcích potkaní plazmy. Technologie ACQUITY Premier zajišťuje robustní chromatografii bez ztrát signálu způsobených interakcemi s kovovými povrchy, což je klíčové pro bioanalytiku nových terapeutik.
Reference
- Békés M, Langley DR, Crews CM. PROTAC targeted protein degraders: the past is prologue. Nat Rev Drug Discov. 2022;21:181–200.
- O’Brien Laramy MN et al. Delivering on the promise of protein degraders. Nat Rev Drug Discov. 2023;22:410–427.
- Xiao M et al. Recent Advances of Degradation Technologies Based on PROTAC Mechanism. Biomolecules. 2022;12:1257.
- Kenten JH, Roberts SF. US Patent US6306663B1.
- Mullard A. First targeted protein degrader hits the clinic. Nat Rev Drug Discov. 2019;18:237–239.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
A Rapid UPLC™-MS/MS Method for the Quantification of PROTACs-3-Gefitinib and Urinary Metabolites Following Subcutaneous Administration to Male Rats
2024|Waters|Aplikace
Application Note A Rapid UPLC™-MS/MS Method for the Quantification of PROTACs-3-Gefitinib and Urinary Metabolites Following Subcutaneous Administration to Male Rats Robert S. Plumb, Nikunj Tanna Waters Corporation Abstract Proteolysis Targeting Chimera (PROTAC) drugs are now well established in pharmaceutical development…
Klíčová slova
subcutaneous, subcutaneousrats, ratsmale, maleadministration, administrationxevo, xevoabsolute, absoluteprotacs, protacspremier, premierproteolysis, proteolysisdrug, drugquantification, quantificationtargeting, targetingmetabolites, metabolitesuplc, uplcprivacy
Rapid Determination Of The Pharmacokinetics, Metabolism, Elimination And Tissue Distribution Of A PROTACs Drug Using UHPLC-MS/MS, HRMS And DESI Imaging
2025|Waters|Postery
Rapid Determination Of The Pharmacokinetics, Metabolism, Elimination And Tissue Distribution Of A PROTACs Drug Using UHPLC-MS/MS, HRMS And DESI Imaging. Abstract ID number: 322535 Authors: 1Andrew Leightner, 1Steven K Lai, 1Anthony Midey, 1Robert S Plumb, 2Ian D Wilson Affiliations: 1Waters…
Klíčová slova
gefitinib, gefitinibproteasome, proteasomeprotacs, protacsdmpk, dmpkdrug, drugwaters, waterspharmacokinetics, pharmacokineticsdesi, desiliver, livernonsmall, nonsmalltki, tkimobilizing, mobilizingevotec, evotecbinding, bindingmetabolite
Application Note Rapid High Sensitivity LC-MS/MS Bioanalytical Method for the Simultaneous Quantification of Gefitinib Based PROTACs – 3 and Gefitinib in Rat Plasma to Support Discovery DMPK Studies Robert S. Plumb Waters Corporation This is an Application Brief and does…
Klíčová slova
gefitinib, gefitinibbioanalytical, bioanalyticalsimultaneous, simultaneousrapid, rapidquantification, quantificationsensitivity, sensitivitybased, basedprotacs, protacsmethod, methodhigh, highproteasome, proteasomemediated, mediatedvivo, vivomolecules, moleculesrat
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