Fortschritte in der Massenspektrometrie: Flechten-Metabolomik, Optimierung von CYP-Assays und Arzneimittelquantifizierung

Drei aktuelle Studien verdeutlichen den zunehmenden Einsatz massenspektrometrischer Analysetechniken in der pharmazeutischen und biomedizinischen Forschung. Eine Studie umfasste die umfassende phytochemische Profilerstellung von 39 Flechtenarten, die in Ostpolen gesammelt wurden, mittels HPLC-QTOF-MS/MS, kombiniert mit chemometrischer Analyse und biologischen Aktivitätstests. Nach der Datenverarbeitung wurden insgesamt 91 Verbindungen identifiziert, wobei Depside und Depsidone die dominierenden chemischen Klassen darstellten. Multivariate Analysen (PCA und PLS-DA) zeigten deutliche metabolomische Muster zwischen den Arten und hoben den Zusammenhang zwischen Metabolitenzusammensetzung und biologischer Aktivität hervor.

Das entzündungshemmende Potenzial der Flechtenextrakte wurde in LPS-stimulierten Makrophagen durch Messung der intrazellulären reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), Stickstoffmonoxid (NO) und der Cyclooxygenase-2-Aktivität (COX-2) bewertet. Die meisten Extrakte reduzierten die ROS-Werte signifikant, was auf eine konsistente antioxidative Wirkung hindeutet. Im Gegensatz dazu war die Modulation von NO und COX-2 variabler und insgesamt weniger ausgeprägt. Chemometrische Analysen legten nahe, dass mehrere Metaboliten zur beobachteten entzündungshemmenden Aktivität beitragen, mit Hinweisen auf einen umgekehrten Zusammenhang zwischen ROS-Reduktion und COX-2-Hemmung. Obwohl einige Verbindungen mit biologischen Wirkungen in Verbindung gebracht wurden, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass diese Wirkungen wahrscheinlich durch die komplexen Wechselwirkungen innerhalb der Extrakte und nicht durch die Wirkung einzelner Bestandteile bestimmt werden. Insgesamt erweisen sich Flechten als vielversprechende Quellen entzündungshemmender Wirkstoffe, die hauptsächlich über antioxidative Mechanismen wirken.

In einer zweiten Studie wurde eine validierte LC-MS/MS-Methode gemäß den USFDA-Richtlinien zur gleichzeitigen Bestimmung von Tramadol-HCl und Dexketoprofen-Trometamol in Rattenplasma unter Verwendung von Tapentadol als internem Standard entwickelt. Die Analyten wurden aus dem Plasma durch Proteinfällung mit Acetonitril extrahiert. Die chromatographische Trennung erfolgte auf einer Waters Symmetry Shield RP-18-Säule (250 × 4,6 mm, 5 μm) mit einer isokratischen mobilen Phase aus Acetonitril und 0,1 % Ameisensäure in HPLC-Wasser (30:70 v/v) bei einer Flussrate von 1,0 ml/min, was eine Laufzeit von 7 Minuten ergab. Die Detektion erfolgte mittels Elektrospray-Ionisation mit Ionenübergängen von m/z 222,3398 → 70,0307 für Tapentadol, m/z 264,4351 → 96,4527 für Tramadol-HCl und m/z 376,4239 → 100,4520 für Dexketoprofen-Trometamol. Die Methode zeigte eine gute Genauigkeit mit mittleren Wiederfindungsraten von 92,79 %–98,15 % für Tramadol-HCl und 91,78 %–98,37 % für Dexketoprofen-Trometamol. Es wurde eine ausgezeichnete Linearität mit r²-Werten von 0,99983 (22,5–900 ng/ml) bzw. 0,99963 (7,5–300 ng/ml) erzielt. Alle Validierungsparameter erfüllten die akzeptablen Kriterien. Die Methode eignet sich zur Bewertung pharmakokinetischer Parameter, die Aufschluss über Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteln geben.

Eine dritte Untersuchung befasste sich mit der Ionenstärke von Inkubationspuffern in CYP-Metabolismus-Assays. CYP-Substrate wurden mit NADPH-angereicherten humanen Lebermikrosomen in Pufferlösungen mit 20, 50 oder 100 mM Kaliumphosphat inkubiert. Ziel war es, den geeigneten Kaliumphosphatspiegel für Proben zu finden, die mit dem SCIEX 7500+-System, dem Echo® MS+-System und dem ZenoTOF 7600-System getestet werden, während die CYP-Aktivität erhalten bleibt. Durch den Vergleich der Halbwertszeiten über die Pufferbedingungen hinweg wurden ideale Assayparameter entdeckt, die die CYP-Aktivität aufrechterhalten und gleichzeitig die höchste analytische Empfindlichkeit für den Assay bieten. Halbwertszeitvergleiche zwischen dem Echo® MS+-System und herkömmlicher LC-MS für Analyten wie Bupropion, Dextromethorphan und Diclofenac zeigten prozentuale Abweichungen von -16,82 % bis 15,19 % über die untersuchten Pufferstärken.