Идентификация и синтез метаболитов нового производного 4,5-дигидроизоксазол-5-карбоксамида

Авторы

  • Александр Л. Хохлов Ярославский государственный медицинский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-0032-0341
  • Илья И. Яичков Ярославский государственные медицинский университет; Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-0066-7388
  • Михаил А. Алексеев Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского ORCID logo https://orcid.org/0009-0009-2865-2776
  • Михаил К. Корсаков Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского ORCID logo https://orcid.org/0000-0003-0913-2571
  • Антон А. Шетнев Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-4389-461X
  • Сергей А. Ивановский Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-1421-9236
  • Никита Н. Вольхин Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-4275-9037
  • Сергей C. Петухов Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского ORCID logo https://orcid.org/0009-0007-8435-7689
  • Елена А. Васильева Российский Государственный Университет имени А. Н. Косыгина ORCID logo https://orcid.org/0000-0001-6855-0883

DOI:

https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.10.482

Аннотация

Введение: 3-(2-бутил-5-хлоро-1Н-имидазол-4-ил)-N-[4-метокси-3-(трифторметил)фенил]-4,5-дигидро-1,2-оксазол-5-карбоксамид является новым  антиревматоидным препаратом. Для полного фармакокинетического исследования данного препарата необходимо идентифицировать и синтезировать продукты его биотрансформации.

Материалы и методы: Исследование биотрансформации проводилось путём внутрибрюшинного введения лекарственного препарата крысам линии Wistar и кроликам породы Советская шиншилла. У животных отбирали образцы крови до введения и через 0,5 ч, 1 ч, 2 ч, 4 ч, 24 ч после введения изучаемого соединения. Данные образцы немедленно центрифугировали для получения плазмы. Моча одновременно отбиралась у крыс до введения и в промежутки 0-2 ч, 2 - 4 ч, 4-6 ч, 6-24 ч после введения; фекалии - до введения и в промежутки 0-12 ч и 12-24 ч после введения. После немедленной пробоподготовки путём добавления ацетонитрила образцы анализировали с помощью ВЭЖХ-МС/МС.

Результаты: 3-(2-бутил-5-хлоро-1Н-имидазол-4-ил)-4,5-дигидро-1,2-оксазол-5-карбоновая кислота и 4-метокси-3-(трифторметил)анилин - продукты гидролиза действующего вещества были обнаружены в ходе анализа проб плазмы, мочи и фекалий. Производное 4,5-дигидро-1,2-оксазол-5-карбоновой кислоты было синтезировано. Второй метаболит является сырьём для получения активной фармацевтической субстанции.  В ходе сравнительных испытаний было установлено отсутствие значимых различий во времени удерживания, соотношении площадей хроматографических пиков на основных MRM-переходах и масс-спектрах этих метаболитов на хроматограммах стандартных образцов и образцов животных. Это свидетельствует о правильной идентификации продуктов биотрансформации.

Выводы: Изучаемый препарат подвергается биотрансформации путём гидролиза с образованием двух основных метаболитов: 3-(2-бутил-5-хлоро-1Н-имидазол-4-ил)-4,5-дигидро-1,2-оксазол-5-карбоновой кислоты и 4-метокси-3-(трифторметил)аналина. Структура метаболитов подтверждена путём сравнения с синтезированными стандартными образцами с помощью ВЭЖХ-МС/МС.

Графическая аннотация

Ключевые слова:

производное 4,5-дигидроизоксазол-5-карбоксамида, биотрансформация, ингибитор PAR-2, ВЭЖХ-МС/МС, гидролиз

Библиографические ссылки

Alseekh S , Aharoni A, Brotman Y, Contrepois K, D’Auria J, Ewald J (2021) Mass spectrometry-based metabolomics: a guide for annotation, quantification and best reporting practices. Nature Methods 18(7): 747–756. https://doi.org/10.1038/s41592-021-01197-1

Begou O, Drabert K, Theodoridis G, Tsikas D (2020) GC-NICI-MS analysis of acetazolamide and other sulfonamide (R-SO2-NH2) drugs as pentafluorobenzyl derivatives [R-SO2-N(PFB)2] and quantification of pharmacological acetazolamide in human urine. Journal of Pharmaceutical Analysis 10(1): 49–59. https://doi.org/10.1016/j.jpha.2019.11.006

Dhandar AG, Chaudhari SR, Ganorkar SB, Patil AS, Surana SJ (2022) Mini-review on bioanalytical estimation of brinzolamide. Current Pharmaceutical Analysis 18(3): 265–272. https://doi.org/10.2174/1573412917666210812103414

Ferraroni M, Lucarini L, Masini E, Korsakov M, Scozzafava A, Supuran CT, Krasavin M (2017) 1,3-Oxazole-based selective picomolar inhibitors of cytosolic human carbonic anhydrase II alleviate ocular hypertension in rabbits: Potency is supported by X-ray crystallography of two leads. Bioorganic & Medicinal Chemistry 25 (17): 4560–4565. https://doi.prg/10.1016/j.bmc.2017.06.054 [PubMed]

1.2.1.1.0008.15 «The mass-spectrometry» (2023) The State Pharmacopoeia of Russian Federation. XV edition https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-15/

1.2.1.2.0001.15 «The Chromatography» (2023) The State Pharmacopoeia of Russian Federation. XV edition https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-15/

Khokhlov AL (ed.), Pyatigorskaya NV (ed.) (2019) Industrial Pharmacy: The Way to Create a Product. The Russian Scientific Academy, Moscow, 394 pр. ISBN: 978-5-907036-57-4.

Khokhlov AL, Shetnev AA, Korsakov MK, Fedorov VN, Tyushina AN, Volkhin NN, Vdovichenko VP (2023) Pharmacological properties of sulfonamide derivatives – new inhibitors of carbonic anhydrase. Bulletin of Experimental Biology and Medicine 175 (2): 166–170. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2023-175-2-166-170

Khokhlov AL, Yaichkov II, Korsakov MK, Shetnev AA, Volkhin NN, Petukhov SS (2023) Development of quantification methods of a new selective carbonic anhydrase II inhibitor in plasma and blood and study of the pharmacokinetics of its ophthalmic suspension in rats. Research Results in Pharmacology 9(4): 53–64. https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.9.10056

Lo Faro AF, Tini A, Gottardi M, Pirani F, Sirignano A, Giorgetti R, Busardò FP (2021) Development and validation of a fast ultra-high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry method for determining carbonic anhydrase inhibitors and their metabolites in urine and hair. Drug Testing and Analysis 13(8): 1552–1560. https://doi.org/10.1002/dta.3055 [PubMed] [PMC]

Ma Y, Modrzynski JJ, Yang Y, Aamand J, Zheng Y (2021) Redox-dependent biotransformation of sulfonamide antibiotics exceeds sorption and mineralization: Evidence from incubation of sediments from a reclaimed water-affected river. Water Research 205: 117616. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117616

Mironov AN (ed.) (2012) Guidelines for Conducting Preclinical Studies of Medicines. Volume 1. Polygraph Plus, Moscow, 944 pp.

Reddy GN, Laltanpuii C, Sonti R (2021) Review on in vivo profiling of drug metabolites with LC-MS/MS in the past decade. Bioanalysis 13(22): 1697–1722. https://doi.org/10.4155/bio-2021-0144

Sibinčić N, Kalinin S, Sharoyko V, Efimova J, Gasilina OA, Korsakov M et al (2023) A series of trifluoromethylisoxazolyl- and trifluoromethylpyrazolyl-substituted (Hetero) aromatic sulfonamide carbonic anhydrase inhibitors: Synthesis, and convenient prioritization workflow for further in vivo studies. Medicinal Chemistry 19(2): 193–210. https://doi.org/10.2174/1573406418666220831112049

Vree TB, Hekster YA, Tijhuis MW (1985) Metabolism of sulfonamides. Antibiotics and Chemotherapy. Pharmacokinetics of Sulfonamides Revisited 34: 5–65. https://doi.org/https://doi.org/10.1159/000410271

Вклад авторов

Александр Л. Хохлов, Ярославский государственный медицинский университет

Doctor Habil. of Medical Sciences, Professor, Member of The Russian Academy of Sciences, Head of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, rector of Yaroslavl State Medical University, Yaroslavl, Russia; e-mail: al460935@yandex.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-0032-0341. The author’s contribution: formulation and development of the aim and objectives; analysis and interpretation of the obtained data; critical review of the draft copy and provision of valuable comments.

Илья И. Яичков, Ярославский государственные медицинский университет; Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского

Candidate of Pharmaceutical Sciences, research fellow of the Department of Analytical Development and Quality Control of M.V. Dorogov Pharmaceutical Technology Transfer Center of Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky; research fellow of the Institute of Pharmacy of Yaroslavl State Medical University, Yaroslavl, Russia; e-mail: i.yaichkov@yspu.org; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-0066-7388. The author’s contribution: concept development; development of design of biotransformation study; development of bioanalytical methods; analysis of samples; analysis and interpretation of the obtained data; writing the bioanalytical part and editing the manuscript.

Михаил А. Алексеев, Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского

Engineer of M.V. Dorogov Pharmaceutical Technology Transfer Center of Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky, Yaroslavl, Russia; e-mail: michael.alekseew@yandex.ru; ORCID ID https://orcid.org/0009-0009-2865-2776. The author’s contribution: synthesis of chemical compounds; analysis and interpretation of the obtained data.

Михаил К. Корсаков, Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского

Doctor Habil.of Chemical Sciences, Professor of the Department of Chemistry, Theory and Methods of Teaching Chemistry, Head of M.V. Dorogov Pharmaceutical Technology Transfer Center of Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky, Yaroslavl, Russia; e-mail: m.korsakov@yspu.org; ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-0913-2571. The author’s contribution: formulation and development of the aim and objectives; analysis and interpretation of the obtained data; critical review of the draft copy and provision of valuable comments.

Антон А. Шетнев, Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского

Candidate of Chemical Sciences, Head of the Department of Pharmaceutical Development of M.V. Dorogov Pharmaceutical Technology Transfer Center of Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky, Yaroslavl, Russia; e-mail: a.shetnev@list.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-4389-461X. The author’s contribution: formulation and development of the aim and objectives; development of synthesis technology of the drug and its metabolite; writing the synthesis part and interpretation of the obtained data.

Сергей А. Ивановский, Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky

Candidate of Chemical Sciences, Head of the Department of Analytical Development and Quality Control of M.V. Dorogov Pharmaceutical Technology Transfer Center of Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky, Yaroslavl, Russia; e-mail: main_engine@mail.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-1421-9236. The author’s contribution: quality control and characterization of structure of the drug and its metabolites.

Никита Н. Вольхин, Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского

Junior research fellow of the Department of Pharmacological Studies of M.V. Dorogov Pharmaceutical Technology Transfer Center of Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky; e-mail: nnvolkhin@ysmu.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-4275-9037. The author’s contribution: blood and plasma sample collection; analysis and interpretation of the data obtained.

Сергей C. Петухов, Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. ушинского

Engineer of the Department of Pharmacological Studies of M.V. Dorogov Pharmaceutical Technology Transfer Center of Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky; junior research fellow of the Institute of Pharmacy of Yaroslavl State Medical University, Yaroslavl, Russia; e-mail: sspp465@mail.ru;  ORCID ID https://orcid.org/0009-0007-8435-7689. The author’s contribution: blood and plasma sample collection; analysis and interpretation of the obtained data.

Елена А. Васильева, Российский Государственный Университет имени А. Н. Косыгина

Second–year postgraduate student, A.N. Kosygin State University of Russia; e-mail: e.a.vasilyeva@yspu.org; ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-6855-0883. The author’s contribution: synthesis of chemical compounds; analysis and interpretation of the obtained data.

Загрузки

Опубликован

30.06.2024

Как цитировать

Khokhlov AL, Yaichkov II, Alexeev MA, Korsakov MK, Shetnev AA, Ivanovsky SA, Volkhin NN, Petukhov SS, Vasilyeva EA (2024) Identification and synthesis of metabolites of the new 4.5-dihydroisoxazol-5-carboxamide derivate. Research Results in Pharmacology 10(2): 83–95. https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.10.482

Выпуск

Том 10 № 2 (2024)

Раздел

Экспериментальная фармакология

Лицензия

Copyright (c) 2024 Alexander L. Khokhlov, Ilya I. Yaichkov, Mikhail K. Korsakov, Anton A. Shetnev, Sergey A. Ivanovskiy, Mikhail A. Alexeev, Olga A. Gasilina, Nikita N. Volkhin, Sergey S. Petukhov

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)