Effects on Endogenous Metabolites Following the Administration of Methapyrilene: A Data-Dependent Acquisition Workflow Using the Xevo™ MRT Mass Spectrometer

Význam tématu

Studium farmakometabodynamických účinků léků na endogenní metabolitový profil je klíčové pro pochopení jejich terapeutických a toxických mechanismů. Methapyrilen, H1‐receptorový antagonista spojený s hepatotoxicitou, slouží jako modelová sloučenina pro sledování časově proměnných a reverzibilních metabolických změn. Vysoká přesnost a rozlišení hmotnostní spektrometrie v režimu DDA umožňuje citlivou a specifickou identifikaci metabolitů.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat workflow pro analýzu moče potkanů po opakované perorální aplikaci methapyrilenu (0, 5 a 15 mg/mL, 150 mg/kg, 5 dní) s odběry na předpodání, dnech 2, 3 a 5–6. Studie sledovala dynamiku endogenních metabolitů nezávisle na samotném léku, aby se identifikovaly farmakometabodynamické změny.

Použitá instrumentace

• LC: ACQUITY Premier UPLC System s CORTECS C18 1,6 µm, 2,1×50 mm kolonkou
• MS: Xevo MRT Mass Spectrometer v režimu DDA
• Informatika: MS-DIAL pro konverzi mzML, výběr, normalizaci, alignaci a identifikaci

Použitá metodika

Vzorky moče sráženy ACN/MeOH (90:10), odstředěny a ředěny vodou. RP chromatografie s gradientem 50→99 % organiky za 5 minut, průtok 0,6 mL/min. Hmotnostní spektrometr pracoval s rychlostí 20 Hz (MS) a 50 Hz (MS/MS), selekce 8 prekurzorů, dynamic exclusion 10 mDa/10 s.

Hlavní výsledky a diskuse

Datový soubor obsahoval 18 653 chromatografických rysů. Po vyloučení rysů odpovídajících methapyrilenu byly provedeny PCA a ANOVA. Hierarchické seskupení 25 nejvýznamnějších rysů odhalilo odlišnosti v čase. Identifikovány byly aminokyseliny, organické kyseliny a nukleosidy. Vysoká přesnost (<1 ppm) a rozsáhlé DDA fragmenty výrazně redukovaly falešně pozitivní výsledky (z 48 na 4 kandidáty u m/z 245,1859). Příklad: jednoznačná identifikace cholové kyseliny a dipeptidů.

Přínosy a praktické využití metody

Workflow kombinuje rychlou chromatografii a DDA, což poskytuje detailní MS/MS spektra pro důvěryhodné identifikace. Metoda je vhodná pro farmakometabolomické studie, toxikologický screening a QA/QC v průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozvoj vysokorozlišující MS metod pro širší metabolomiku a lipidomiku
• Integrace víceúrovňových dat a strojového učení pro automatizované anotace
• Real-time metabolomické monitorování a personalizovaná medicína
• Rozšířené knihovny autentických standardů a softwarové platformy

Závěr

Metoda založená na Xevo MRT v režimu DDA umožňuje citlivé a specifické sledování endogenních metabolitů po podání methapyrilenu. Vysoká přesnost a bohaté fragmentační spektrum usnadňují přesnou identifikaci a redukci falešně pozitivních nálezů, čímž přispívají k detailnímu pochopení farmakometabodynamiky.

Reference

1. Molloy L. A., et al. The Pharmacometabodynamics of Gefitinib after Intravenous Administration to Mice: A Preliminary UPLC-IM-MS Study. Metabolites. 2021, 11(6):379.
2. Graichen J., et al. Effects of methapyrilene on rat hepatic xenobiotic enzymes and liver morphology. Fundam. Appl. Toxicol. 1985, 5, 165–174.
3. Tsugawa H., et al. MS-DIAL: data-independent MS/MS deconvolution for comprehensive metabolome analysis. Nature Methods. 2015, 12, 523–526.