Investigating The Relationship Between Off Target Pharmacology & The DMPK of Methapyrilene Using Lipidomics And MS Imaging

Význam tématu

Lipidomika v kombinaci s hmotnostní spektrometrií přináší klíčové informace o off-target farmakologii a toxikokinetice léčiv jako je methapyrilene který má prokázaný hepatotoxický účinek. Sledování změn endogenních lipidů pomáhá odhalit mechanizmy hepatotoxicity a přispívá k bezpečnějšímu vývoji léčiv.

Cíle a přehled studie

Studie se zabývala třemi hlavními cíli

• Určení toxikokinetiky a metabolické dráhy methapyrilenu po opakovaném podání
• Analýza dysregulace endogenních lipidů v důsledku léčivého zásahu
• Zobrazení prostorové distribuce methapyrilenu a dysregulovaných lipidů v jaterní tkáni

8 samců Wistar potkanů bylo rozděleno do tří skupin 0, 50, 150 mg/kg/den po dobu 5 dní. Odběry moči, plazmy, tkání a výkalů proběhly 24, 72 a 120 hodin po dávce.

Použitá metodika a instrumentace

• UHPLC-MS/MS s reverzní fází pro toxikokinetiku a eliminaci metabolitů
• UHPLC-HRMS pro poznávací metabolomiku a lipidomiku v režimech pozitivní a negativní ionizace
• HILIC-MS/MS pro kvantitativní analýzu lipidů
• DESI-MS-QqQ (DESI-MRM) pro zobrazování distribuce methapyrilenu a lipidů v jaterní tkáni

Hlavní výsledky a diskuse

• Plazmatické koncentrace methapyrilenu klesly pod detekční mez 24 hodin po podání
• Identifikováno 24 metabolitů včetně štěpení thiophenového kruhu, demethylace, oxygenace a N- a O-glukuronidace
• Urinární eliminace prokázala změny poměru hlavních metabolitů D3 a D5 s nárůstem M20 a M8 a poklesem M1 a M5
• Targetovaná lipidomika odhalila časové a dávkové trajektorie pro TG, PC, SM, LPE, PE, volné mastné kyseliny, karnitiny a žlučové kyseliny
• MS zobrazování prokázalo zvýšení PI a žlučových kyselin s rostoucí dávkou v játrech a lokalizaci dysregulovaných PE a PG ve specifických oblastech

Přínosy a praktické využití metody

• Kombinace DMPK a lipidomiky poskytuje komplexní pohled na farmakologické a toxikologické účinky léčiva
• Detekce časných biomarkerů hepatotoxicity umožňuje včasnou intervenci v preklinickém vývoji
• Metodický přístup je přenositelný do farmaceutického průmyslu pro hodnocení bezpečnosti nových sloučenin

Budoucí trendy a možnosti využití

• Prohloubení multiomických studií integrujících lipidomiku s genomikou a proteomikou
• Využití MS zobrazování s vyšším prostorovým rozlišením pro detailní mapování tkání
• Vývoj kvantitativních metod pro přesnější sledování farmako-lipidomických interakcí

Závěr

Studie potvrdila známé DMPK parametry methapyrilenu a odhalila nové glukuronidové metabolity. Byla prokázána výrazná dávkově a časově závislá dysregulace endogenních lipidů a jejich prostorová distribuce v játrech. Integrovaný přístup nabízí silný nástroj pro hodnocení bezpečnosti léčiv.

Reference

• Nicholson JK Connelly J Lindon JC Holmes E Metabonomics a platforma pro studium toxikologie a genové funkce Nat Rev Drug Discov 2002 1 153-161 doi 10.1038/nrd728
• Robertson DG Metabonomics in Toxicology Toxicological Sci 2005 85 809-822 doi 10.1093/toxsci/kfi102
• Clayton T Lindon J Cloarec O Antti H Charuel C Hanton G Provost J Le Net J Baker D Walley R Everett J Nicholson J Pharmaco-metabonomic fenotypizace Nature 2006 440 1073-1077 doi 10.1038/nature04648
• Graham EE Walsh RJ Hirst CM Maggs JL Martin S Wild MJ Wilson ID Harding JR Kenna JG Peter RM Williams DP Park BK Identifikace thiophenového kruhu methapyrilenu jako hepatotoxického toxoforu J Pharmacol Exp Ther 2008 326 2 657-671 doi 10.1124/jpet.107.135483