MULTI-STEP WORKFLOW FOR VISUALIZATION OF DRUG/METABOLITES AND METABOLISM WITH DESI TQ AND DESI Q-TOF MASS SPECTROMETERS

Význam tématu

Přímo mapování distribuce léčiva gefitinibu a jeho metabolitů v tkáni metodou DESI MSI poskytuje cenné informace pro studium DMPK i lokálních metabolických změn. Výsledky přispívají k lepšímu pochopení farmakokinetiky a interakcí s endogenními lipidy.

Cíle a přehled studie / článku

Popisuje se vícefázový workflow spojující vysokorozlišení full scan MSI na DESI Q-ToF a cílený MRM režim na DESI TQ. Cílem je lokalizovat gefitinib a 16 jeho známých metabolitů v myších játrech v časových bodech 0,5 1 3 8 a 24 h po dávkování.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorků: kryosekce jater po intravenózním podání gefitinibu 10 mg/kg v definovaných časových bodech.
• DESI XS zdroj s High Performance sprayer pro zvýšenou citlivost a reprodukovatelnost.

Použitá instrumentace

• SELECT SERIES MRT Q-ToF MS: full scan rozlišení >200000 FWHM a přesnost <0,5 ppm.
• Tandemový kvadrupól TQ MS: MRM režim pro 17 tranzicí zahrnujících gefitinib 16 metabolitů a potasovaný lipid PC 34:1.
• Software: MassLynx HDI v1.7 pro zpracování MSI a MetaboAnalyst 4 pro multivariační statistiku.

Hlavní výsledky a diskuse

• Full scan MSI odhalilo nejvyšší intenzitu gefitinibu 0,5 h po dávce s následným poklesem a téměř úplnou ztrátou signálu po 24 h.
• PCA a heatmapy jasně oddělily vzorky podle post-dose času a potvrdily sub 500 ppb přesnost lokalizace molekul.
• MRM MSI detekovalo gefitinib ve všech dávkovaných vzorcích a potvrdilo přítomnost 10 ze 16 známých metabolitů, v kontrolních vzorcích chyběly.
• Box ploty ukázaly, že většina metabolitů (M7 M9 M10 M11 M12 M14) vrcholila v 0,5 h, zatímco M1 M2 M6 M13 dosáhly maxima v 3 h.

Přínosy a praktické využití metody

• Přímá vizualizace distribuce a kvantifikace léčiva a metabolitů v tkáni bez nutnosti homogenizace.
• Kombinace HRMS a MRM režimů nabízí vyváženou citlivost a široký přehled o metabolických změnách.
• Metoda je vhodná pro screening DMPK studií a farmaceutický vývoj nových léčiv.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na širší spektrum terapeutických látek a jejich metabolitů.
• Integrace s 3D zobrazovacími technikami pro prostorové mapování v orgánech.
• Automatizace workflow pro vyšší propustnost a standardizaci kvantitativních výsledků.
• Využití strojového učení pro pokročilé zpracování MSI dat a predikci farmakokinetiky.

Závěr

Multi-step DESI MSI workflow účinně kombinuje full scan a MRM režimy pro detailní vizualizaci gefitinibu a jeho metabolitů přímo v tkáni. Metoda poskytuje komplexní pohled na farmakokinetiku a metabolické změny s významným potenciálem pro DMPK a farmaceutický výzkum.

Reference

1. B Molloy Metabolites 2021 11 379
2. R S Plumb J Proteome Res 2022 21 3 691 701
3. B Molloy Xenobiotica 2021 51 4 434 446
4. Chong J Nucl Acids Res 2018 46 W486 W494