High-Throughput In Vitro ADME Analysis with Agilent RapidFire/MS Systems: Permeability Assays

Význam tématu

Permeabilní charakteristiky sloučenin jsou klíčovým ukazatelem jejich potenciálu jako perorálních léčiv. In vitro metody, jako Caco-2 a PAMPA, napodobují průchod molekul střevní bariérou a umožňují v raných fázích vývoje rychlou selekci kandidátů. S rostoucím počtem testovaných vzorků je však nezbytné zefektivnit analýzu, aniž by se snížila kvalita dat.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo ověřit schopnost systému Agilent RapidFire/MS zpracovávat průběžné ADME testy ve vysoké propustnosti a porovnat výsledky s konvenčními LC/MS/MS metodami. Studie zahrnovala protokoly Caco-2 a PAMPA testů na sadách desítek až stovek sloučenin při různých pH podmínkách.

Použitá metodika a instrumentace

• PAMPA a Caco-2 permeabilní testy pro simulaci střevní absorpce.
• Agilent RapidFire High-throughput Mass Spectrometry System s automatizovaným odběrem vzorků (6–10 s/vzorek).
• Detekce pomocí triple quadrupole (QQQ) nebo Q-TOF (HRAM) MS.
• SPE (solid phase extraction) jako připrava vzorku, bez potřeby individuální optimalizace MRM pro každou sloučeninu.

Hlavní výsledky a diskuse

• Rychlost zpracování vzorků RapidFire/MS byla více než desetkrát vyšší než u LC/MS/MS (6–10 s vs. ~60–100 s/vzorek).
• PAMPA testy při pH 4, 6,8 a 8 vykázaly vysokou shodu permeabilit (R² mezi 0,89 a 0,94) oproti standardní LC/MS/MS analýze.
• Caco-2 model pro 110 sloučenin ukázal korelaci permeability (PAPP) R² = 0,969 mezi RapidFire/MS/MS a validovaným LC/MS/MS protokolem.
• Eliminace individuální optimalizace MRM šetří čas a zdroje, aniž by se kompromitovala přesnost či citlivost měření.

Přínosy a praktické využití metody

RapidFire/MS systémy přinášejí výrazné zvýšení laboratorní produktivity při zachování datové integrity. Metoda je obzvláště vhodná pro screening velkých knihoven sloučenin, kde je klíčové rychlé rozhodování o vývoji kandidátů. Ušetřený čas a redukce nákladů na vývoj MRM metod zvyšují efektivitu celého ADME workflow.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace RapidFire/MS se špičkovými automatizačními platformami pro úplně bezobslužné provozy.
• Rozšíření aplikace na další ADME parametry, jako jsou metabolická stabilita či proteinová vazba.
• Využití exaktních HRAM dat k identifikaci metabolit a degradantů během permeabilitních testů.
• Implementace strojového učení pro predikci permeabilit na základě získaných dat ve vysokém průtoku.

Závěr

Agilent RapidFire/MS systémy prokázaly schopnost dodávat spolehlivá permeabilitní data z Caco-2 a PAMPA assayů při výrazně vyšší propustnosti než konvenční LC/MS/MS techniky. Spojení rychlosti, kvality a úspory nákladů je významným krokem k efektivnějšímu ADME screeningu v rané fázi vývoje léčiv.

Reference

1. Hatsis, P.; Reducing Bottlenecks in ADME Sample Analysis using Solid Phase Extraction with a Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometer. Podium talk, ASMS 2010.
2. Luippold, A.; Application of a Rapid and Integrated Analysis System (RIAS) as a High-Throughput Processing Tool for In Vitro ADME Samples by LC/Tandem MS. J Biomol Screen, 2011, 16(3):370–377.