vedomostiregmedРегуляторные исследования и экспертиза лекарственных средствRegulatory Research and Medicine Evaluation3034-30623034-3453Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/1991-2919-2024-14-3-304-316vedomostiregmed-642Research ArticleБИОАНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫBIOANALYTICAL METHODSИзучение фармакокинетики нового производного изоксазола на крысах с применением ВЭЖХ-МС/МС для анализа проб кровиPharmacokinetics Study of a New Isoxazole Derivative in Rats Using HPLC-MS/MS for Blood Sample Analysishttps://orcid.org/0000-0002-0066-7388ЯичковИ. И.YaichkovI. I.

Яичков Илья Игоревич, канд. фарм. наук

ул. Республиканская, д. 108/1, г. Ярославль, 150000;

ул. Революционная, д. 5, г. Ярославль, 150000

Ilya I. Yaichkov, Cand. Sci. (Pharm.)

108/1 Respublikanskaya St., Yaroslavl 150000;

5 Revolutsionnaya St., Yaroslavl 150000

i.yaichkov@yspu.orghttps://orcid.org/0000-0002-0032-0341ХохловА. Л.KhokhlovA. L.

Хохлов Александр Леонидович, академик РАН, д-р мед. наук, профессор

ул. Революционная, д. 5, г. Ярославль, 150000

Alexander L. Khokhlov, Academician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Med.), Professor

5 Revolutsionnaya St., Yaroslavl 150000

al460935@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0913-2571КорсаковМ. К.KorsakovM. K.

Корсаков Михаил Константинович, д-р хим. наук, доцент

ул. Республиканская, д. 108/1, г. Ярославль, 150000

Mikhail K. Korsakov, Dr. Sci. (Chem.), Associate Professor

108/1 Respublikanskaya St., Yaroslavl 150000

m.korsakov@yspu.orghttps://orcid.org/0000-0002-4389-461XШетневА. А.ShetnevA. A.

Шетнев Антон Андреевич, канд. хим. наук

ул. Республиканская, д. 108/1, г. Ярославль, 150000

Anton A. Shetnev, Cand. Sci. (Chem.)

108/1 Respublikanskaya St., Yaroslavl 150000

a.shetnev@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4275-9037ВольхинН. Н.VolkhinN. N.

Вольхин Никита Николаевич

ул. Республиканская, д. 108/1, г. Ярославль, 150000

Nikita N. Volkhin

108/1 Respublikanskaya St., Yaroslavl 150000

nnvolkhin@ysmu.ruhttps://orcid.org/0009-0007-8435-7689ПетуховС. С.PetukhovS. S.

Петухов Сергей Станиславович

ул. Республиканская, д. 108/1, г. Ярославль, 150000;

ул. Революционная, д. 5, г. Ярославль, 150000

Sergey S. Petukhov

108/1 Respublikanskaya St., Yaroslavl 150000;

5 Revolutsionnaya St., Yaroslavl 150000

sspp465@mail.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского»; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ярославский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияYaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky; Yaroslavl State Medical UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ярославский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияYaroslavl State Medical UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского»РоссияYaroslavl State Pedagogical University named after K.D. UshinskyRussian Federation202420062024143304316Copyright © Яичков И.И., Хохлов А.Л., Корсаков М.К., Шетнев А.А., Вольхин Н.Н., Петухов С.С., 20242024Яичков И.И., Хохлов А.Л., Корсаков М.К., Шетнев А.А., Вольхин Н.Н., Петухов С.С.Yaichkov I.I., Khokhlov A.L., Korsakov M.K., Shetnev A.A., Volkhin N.N., Petukhov S.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vedomostincesmp.ru/jour/article/view/642ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Для изучения системной экспозиции селективного ингибитора карбоангидразы II типа производного изоксазола 5-[5-(трифторметил)-1,2-оксазол-3-ил]-фуран-2-сульфонамид (TFISA) необходима оценка его фармакокинетических параметров в цельной крови, поскольку это соединение способно накапливаться в эритроцитах. Ранее биоаналитические методики для решения данной задачи разработаны не были.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Разработка биоаналитической методики определения 5-[5-(трифторметил)-1,2-оксазол-3-ил]-фуран-2-сульфонамида и его метаболитов N-гидрокси-5-[5-(трифторметил)-1,2-оксазол-3-ил]-фуран-2-сульфонамида и N-ацетил-5-[5-(трифторметил)-1,2-оксазол-3-ил]-фуран-2-сульфонамида в крови лабораторных животных и сравнение фармакокинетики глазной суспензии TFISA после однократной инстилляции и внутрибрюшинного введения крысам.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Количественное определение проводили методом высокоэффективной хроматографии с тандемным масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС/МС) с использованием образцов крови крыс и кроликов. Хроматографическое разделение осуществляли с помощью колонки Zorbax Eclipse Plus C18 (150×3,0 мм, 3,5 мкм) c применением 0,1% водного раствора муравьиной кислоты и метанола для градиентного элюирования. Масс-спектрометрическое детектирование выполняли в режиме мониторинга множественных реакций. Изучение фармакокинетики проводили на двух группах крыс линии Wistar по 6 особей (по 3 самца и 3 самки). Первой группе животных осуществляли инстилляцию 1% глазной суспензии TFISA в каждый глаз из расчета 3,7 мг/кг. Животным второй группы вводили этот же препарат внутрибрюшинно в той же дозе. Образцы крови отбирали до введения препарата, а также спустя определенные временные интервалы после введения.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработана ВЭЖХ-МС/МС-методика количественного определения TFISA и его метаболитов в крови лабораторных животных (кроликов и крыс). ВЭЖХ-МС/МС-методика полностью валидирована в соответствии с нормативными актами Евразийского экономического союза и требованиями руководства ICH M10. Аналитический диапазон определения TFISA в крови составил 20–20000, N-гидроксипроизводного — 2–2000, N-ацетилпроизводного — 0,1–100,0 нг/мл. Максимальная концентрация TFISA в крови после инстилляции в глаз достигала 8173±1491, N-гидроксипроизводного — 695±271, N-ацетилпроизводного — 6,33±1,51 нг/мл. Период полувыведения TFISA при данном пути введения составил 58±10, N-гидроксипроизводного — 70±24, N-ацетилпроизводного — 14±3 ч. Биодоступность действующего вещества составила 90,18%. ВЫВОДЫ. Разработанная биоаналитическая методика определения 5-[5-(трифторметил)-1,2-оксазол-3-ил]-фуран-2-сульфонамида (TFISA) и его метаболитов в крови лабораторных животных была успешно использована для анализа образцов цельной крови крыс. В ходе исследования фармакокинетики глазной суспензии данного соединения выявлен длительный период полувыведения действующего вещества и его метаболитов, а также высокая относительная биодоступность.

INTRODUCTION

INTRODUCTION. Systemic exposure studies of a selective carbonic anhydrase II inhibitor, the isoxazole derivative 5-[5-(trifluoromethyl)-1,2-oxazole-3-yl]-furan-2-sulfonamide (TFISA), require evaluating its pharmacokinetics in whole blood because the compound can accumulate in erythrocytes. Currently, no bioanalytical procedures have been developed to achieve this.

AIM

AIM. This study aimed to develop a bioanalytical procedure for the determination of TFISA and its metabolites (N-hydroxy-5-[5-(trifluoromethyl)-1,2-oxazole-3-yl]-furan-2-sulfonamide and N-acetyl-5-[5-(trifluoromethyl)-1,2-oxazole-3-yl]-furan-2-sulfonamide) in the blood of laboratory animals and compare the pharmacokinetics of TFISA ophthalmic suspension in rats after a single ocular or intraperitoneal administration.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS. The quantitative determination was performed by high-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) using rat and rabbit blood samples. The chromatographic separation used a Zorbax Eclipse Plus C18 column (150×3.0 mm, 3.5 µm) and a gradient elution system of 0.1% aqueous formic acid and methanol. The multiple reaction monitoring mass spectrometry mode was used for detection. The pharmacokinetics study was conducted in 2 groups of 6 Wistar rats (3 males and 3 females per group). Group 1 received an instillation of 1% TFISA ophthalmic suspension in each eye at a dose of 3.7 mg/kg. Group 2 received an intraperitoneal injection of the same product at the same dose. Blood samples were collected at baseline and at several intervals after administration.

RESULTS

RESULTS. The authors developed a bioanalytical procedure for the determination of TFISA and its metabolites in the blood of laboratory animals (rabbits and rats). This HPLC-MS/MS procedure was fully validated in accordance with the requirements of the EAEU legislation and the ICH M10 guideline. The analytical ranges in blood were 20–20000 for TFISA, 2–2000 for the N-hydroxy metabolite, and 0.1–100.0 ng/mL for the N-acetyl metabolite. The maximum blood levels after ocular instillation (mean±SD) were 8173±1491 for TFISA, 694±271 for the N-hydroxy metabolite, and 6.33±1.51 ng/mL for the N-acetyl metabolite. The half-lives for this route of administration were 58±10 (TFISA), 70±24 (N-hydroxy metabolite), and 14±3 h (N-acetyl metabolite). The bioavailability of TFISA was 90.18%. CONCLUSIONS. The developed and validated bioanalytical procedure for the determination of TFISA and its metabolites in the blood of laboratory animals has been successfully applied to samples of rat whole blood. According to the study of ophthalmic suspension pharmacokinetics, TFISA and its metabolites have long halflives and high bioavailability.

ВЭЖХ-МС/МСтандемная масс-спектрометриякровьвалидацияфармакокинетикаингибитор карбоангидразы IIN-гидроксисульфонамиддоклинические исследованияметодика определенияпериод выведениябиодоступностьHPLC-MS/MStandem mass spectrometrybloodvalidationpharmacokineticscarbonic anhydrase II inhibitorN-hydroxysulfonamidepreclinical studiesassayexcretion periodbioavailabilityГрант Российского научного фонда № 22-13-20085.Russian Science Foundation grant No. 22-13-20085.ReferencesPopovic MM, Schlenker MB, Thiruchelvam D, Redelmeier DA. Serious adverse events of oral and topical carbonic anhydrase inhibitors. JAMA Ophthalmol. 2022;140(3):235–42. https://doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2021.5977Popovic MM, Schlenker MB, Thiruchelvam D, Redelmeier DA. Serious adverse events of oral and topical carbonic anhydrase inhibitors. JAMA Ophthalmol. 2022;140(3):235–42. https://doi.org/10.1001/jamaophthalmol.2021.5977Курышева НИ. Ингибиторы карбоангидразы в лечении глаукомы. Обзор. Часть 2. Офтальмология. 2020;17(4):676–82. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2020-4-676-682Kurysheva NI. Carbonic anhydrase inhibitors in the treatment of glaucoma. Review. Part II. Ophthalmology in Russia. 2020;17(4):676–82 (In Russ.). https://doi.org/10.18008/1816-5095-2020-4-676-682Хохлов АЛ, Шетнев АА, Корсаков МК, Федоров ВН, Тюшина АН, Вольхин НН, Вдовиченко ВП. Фармакологические свойства производных сульфонамидов — новых ингибиторов карбоангидразы. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2023;175(2):166–70. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2023-175-2-166-170Khokhlov AL, Shetnev AA, Korsakov MK, Fedorov VN, Tyushina AN, Volkhin NN, Vdovichenko VP. Pharmacological properties of sulfonamide derivatives — new inhibitors of carbonic anhydrase. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2023;175(2):166–70 (In Russ.). https://doi.org/10.47056/0365-9615-2023-175-2-166-170Madrewar AB, Deshpande AS, Bhattacharya S. Mini-review on bioanalytical estimation of brinzolamide. Curr Pharm Anal. 2022;18(3):265–72. https://doi.org/10.2174/1573412917666210812103414Madrewar AB, Deshpande AS, Bhattacharya S. Mini-review on bioanalytical estimation of brinzolamide. Curr Pharm Anal. 2022;18(3):265–72. https://doi.org/10.2174/1573412917666210812103414Lo Faro AF, Tini A, Gottardi M, Pirani F, Sirignano A, Giorgetti R, et al. 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 Test Anal. 2021;13(8):1552–60. https://doi.org/10.1002/dta.3055Lo Faro AF, Tini A, Gottardi M, Pirani F, Sirignano A, Giorgetti R, et al. 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 Test Anal. 2021;13(8):1552–60. https://doi.org/10.1002/dta.3055Khokhlov AL, Yaichkov II, Korsakov MK, Shetnev AA, Volkhin NN, Petukhov SS. 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. Res Results Pharmacol. 2023;9(4):53–64. https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.9.10056Khokhlov AL, Yaichkov II, Korsakov MK, Shetnev AA, Volkhin NN, Petukhov SS. 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. Res Results Pharmacol. 2023;9(4):53–64. https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.9.10056Yuan Y-S, Liao J-M, Kang C-M, Li B-L, Lei X-R, Yu K-W, et al. A simple and accurate LC–MS/MS method for monitoring cyclosporin A that is suitable for high throughput analysis. Exp Ther Med. 2023;26(1):342. https://doi.org/10.3892/etm.2023.12041Yuan Y-S, Liao J-M, Kang C-M, Li B-L, Lei X-R, Yu K-W, et al. A simple and accurate LC–MS/MS method for monitoring cyclosporin A that is suitable for high throughput analysis. Exp Ther Med. 2023;26(1):342. https://doi.org/10.3892/etm.2023.12041Yu K-W, Li B-L, Yuan Y-S, Liao J-M, Li W-K, Dong H, Ke P-F, et al. A modified LC-MS/MS method for the detection of whole blood tacrolimus and its clinical value in Chinese kidney transplant patients. Heliyon. 2022;8(8):e10214. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e10214Yu K-W, Li B-L, Yuan Y-S, Liao J-M, Li W-K, Dong H, Ke P-F, et al. A modified LC-MS/MS method for the detection of whole blood tacrolimus and its clinical value in Chinese kidney transplant patients. Heliyon. 2022;8(8):e10214. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e10214Verheijen RB, Thijssen B, Atrafi F, Schellens JHM, Rosing H, de Vries N, et al. Validation and clinical application of an LC–MS/MS method for the quantification of everolimus using volumetric absorptive microsampling. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2019;1104:234–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2018.11.030Verheijen RB, Thijssen B, Atrafi F, Schellens JHM, Rosing H, de Vries N, et al. Validation and clinical application of an LC–MS/MS method for the quantification of everolimus using volumetric absorptive microsampling. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2019;1104:234–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2018.11.030Rajput AP, Edlabadkar AP. A coherent analytical review of indapamide. J Pharm Tech Res Manag. 2022;10(1):21–35. https://doi.org/10.15415/jptrm.2022.101004Rajput AP, Edlabadkar AP. A coherent analytical review of indapamide. J Pharm Tech Res Manag. 2022;10(1):21–35. https://doi.org/10.15415/jptrm.2022.101004Gopinath R, Narenderan ST, Kumar M. A sensitive liquid chromatography–tandem mass spectrometry method for quantitative bioanalysis of fingolimod in human blood: application to pharmacokinetic study. Biomed Chromatogr. 2022;34(6):e4822. https://doi.org/10.1002/bmc.4822Gopinath R, Narenderan ST, Kumar M. A sensitive liquid chromatography–tandem mass spectrometry method for quantitative bioanalysis of fingolimod in human blood: application to pharmacokinetic study. Biomed Chromatogr. 2022;34(6):e4822. https://doi.org/10.1002/bmc.4822Raghuvanshi DS, Verma N. An iodine-mediated new avenue to sulfonylation employing N-hydroxy aryl sulfonamide as a sulfonylating agent. Org Biomol Chem. 2021;19:4760–7. https://doi.org/10.1039/d1ob00036eRaghuvanshi DS, Verma N. An iodine-mediated new avenue to sulfonylation employing N-hydroxy aryl sulfonamide as a sulfonylating agent. Org Biomol Chem. 2021;19:4760–7. https://doi.org/10.1039/d1ob00036eАладышева ЖИ, Беляев ВВ, Береговых ВВ, Бркич ГЭ, Грейбо СВ, Демина НБ и др. Промышленная фармация. Путь создания продукта. М.: Российская академия наук; 2019. EDN: KWJJUKAladysheva ZhI, Belyaev VV, Beregovykh VV, Brkich GE, Greibo SV, Demina NB, et al. Industrial pharmacy: the way to create a product. Moscow: Russian Academy of Sciences; 2019 (In Russ.). EDN: KWJJUKГайдай ЕА, Гайдай ДС. Генетическое разнообразие экспериментальных мышей и крыс: история возникновения, способы получения и контроля. Лабораторные животные для научных исследований. 2019;(4). https://doi.org/10.29296/2618723X-2019-04-09Gajdaj ЕА, Gajdaj DS. Genetic variety of laboratory mice and rats: history of occurrence, methods of obtaining and control. Laboratory Animals for Science. 2019;(4) (In Russ.). https://doi.org/10.29296/2618723X-2019-04-09

The authors declare that there are no conflicts of interest present.