Enhanced Metabolite Identification using Orbitrap Tribrid Mass Spectrometer

Význam tématu

Identifikace metabolit léků je klíčová pro pochopení jejich clearance, účinnosti a možných toxických účinků. V raných fázích farmaceutického vývoje pomáhá odhalit měkká místa molekul, aktivní či reaktivní metabolity a stanovit hlavní eliminační cesty. V klinickém vývoji podporuje hodnocení MIST (Metabolites in Safety Testing) a bezpečnostní profilací u preklinických a klinických studií.

Cíle a přehled studie

Studie představuje platformu Orbitrap ID-X vybavenou algoritmem AcquireX pro neřízenou datově závislou akvizici MSn při identifikaci metabolitů pěti modelových léčiv po inkubaci s lidskými jaterními mikrozomy. Cílem bylo srovnat konvenční DDA akvizici s přístupem AcquireX, demonstrovat zvýšenou selektivitu, senzitivitu a šíři pokrytí metabolitů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky obsahovaly amprenavir, bosentan, lopinavir, ritonavir a tipranavir (5 μM) inkubované 1 hodinu při 37 °C s lidskými jaterními mikrozomy, GSH, UDPGA a alamethicinem. Kontrolní vzorky bez testovaných sloučenin.
Chromatografie a MS:

• UHPLC Thermo Vanquish Flex s kolonkou Hypersil GOLD 100×2,1 mm, 1,9 μm
• Gradient H2O/0,1 % HCOOH (A) – acetonitril (B), flow 400 μl/min
• Orbitrap ID-X Tribrid MS, ESI+; full scan 120 000 a MSn 30 000 resolution
• AcquireX pro automatické generování inkluzních a exkluzních listů
• Stepped HCD (20, 40, 60 %) a CID dissociace

Hlavní výsledky a diskuse

AcquireX přístup eliminoval ruční nastavování inkluzních/exkluzních listů a zvýšil počet MSn událostí na metabolity z 8 (konvenční DDA) na 21 u amprenaviru. Podobné zvýšení pokrytí bylo prokázáno i u ostatních čtyř látek. Software Compound Discoverer 3.0 umožnil FISh scoring, pattern scoring a sledování isotopických vzorů pro rychlé přiřazení struktur. Mass Frontier automaticky navrhl fragmentační mechanismy, což usnadnilo lokalizaci biotransformačních míst.

Přínosy a praktické využití metody

Integrované řešení Orbitrap ID-X s AcquireX poskytuje vysoce kvalitní MSn data v jedné analýze, šetří čas uživatele a minimalizuje šum pozadí. Zvýšená senzitivita a specifita vede k robustní identifikaci nízkohladinových a neznámých metabolitů i ve složitých biologických matricích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Pro další rozvoj se uplatní strojové učení pro predikci biotransformací, integrace softwarů pro automatizované vyhodnocení MSn a rozšíření na lipidomiku či metabolomiku. Rychlý vývoj datově závislých akvizičních režimů a nových ionizačních technik podpoří šíři aplikací v farmaceutickém výzkumu i klinické analytice.

Závěr

Orbitrap ID-X s AcquireX a pokročilým softwarovým zpracováním představuje efektivní a vysoce výkonné řešení pro identifikaci a strukturální charakterizaci metabolitů léků. Spojení citlivé akvizice s automatizovaným přiřazením fragmentačních dat významně urychlí a zpřesní proces vývoje farmaceutických látek.

Reference

• Williams PA et al. Drug Metab Dispos. 2004;32:1201–1208
• Pähler A, Brink A. Drug Discov Today Technol. 2013;10:e207–e213
• Zhang H et al. J Mass Spectrom. 2008;43:1181–1190
• Zhu P et al. Rapid Commun Mass Spectrom. 2009;23:1563–1572