CC BY
3
УДК: 615.213
DOI: 10.37489/2587-7836-2024-1-27-31 EDN: KNFZMY
АНАЛИТИЧЕСКАЯ СТАТЬЯ ANALYTICAL ARTICLE
BY 4.0
Экспериментальная фармакокинетика нового противо-паркинсонического средства АДК-1113
© Кравцова О. Ю., Дворянинов Д. А., Колыванов Г. Б., Литвин А. А., Грибакина О. Г., Жердев В. П.
ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий»,
Москва, Российская Федерация
Аннотация
Изучена фармакокинетика нового противопаркинсонического средства АДК-1113 после однократных внутривенного и внутрижелудочного введений мышам в дозах 10 и 20 мг/кг, соответственно. Абсолютная биодоступность составила 10,1-16,3 %, что говорит о потенциальной возможности разработки лекарственной формы для приёма внутрь.
Ключевые слова: АДК-1113; противопаркинсоническое средство; высокоэффективная жидкостная хроматография тандемная масс-спектрометрия (ВЭЖХ-МС/МС); доклиническая фармакокинетика; абсолютная биодоступность Для цитирования:
Кравцова О. Ю., Дворянинов Д. А., Колыванов Г. Б., Литвин А. А., Грибакина О. Г., Жердев В. П. Экспериментальная фармакокинетика нового противопаркинсонического средства АДК-1113. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2024;(1):27-31. https://doi.org/10.37489/2587-7836-2024-1-27-31. ЕРЫ: К^МУ Поступила: 03.03.2024. В доработанном виде: 03.03.2024. Принята к печати: 27.03.2024. Опубликована: 31.03.2024.
Experimental pharmacokinetics of a new antiparkinsonian drug ADK-1113
© Oxana Yu. Kravtsova, Dmitriy A. Dvoryaninov, Gennadiy B. Kolyvanov, Alexander A. Litvin, Oxana G. Gribakina, Vladimir P. Zherdev FSBSI "Federal research center for innovator and emerging biomedical and pharmaceutical technologies", Moscow, Russian Federation
Abstract
The pharmacokinetics of a new antiparkinsonian drug ADK-1113 after single intravenous and intragastric administrations in mice at doses of 10 and 20 mg/kg was studied. The absolute bioavailability was 10.1-16.3 % that indicates on potential possibility of preparing a dosage form for oral administration.
Keywords: antiparkinsonian drug (ADK-1113); preclinical pharmacokinetics; tandem-HPLC-mass spectrometry; absolute bioavailability For citations:
Kravtsova OYu, Dvoryaninov DA, Kolyvanov GB, Litvin AA, Gribakina OG, Zherdev VP. Experimental pharmacokinetics of a new antiparkinsonian drug ADK-1113. Farmakokinetika i farmakodinamika = Pharmacokinetics and pharmacodynamics. 2024;(1):27-31. (In Russ). https://doi.org/10.37489/2587-7836-2024-1-27-31. EDN: KN-FZMY
Received: 03.03.2024. Revision received: 13.03.2024. Accepted: 27.03.2024. Published: 31.03.2024.
Введение / Introduction
В ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий», в результате исследований в ряду производных ада-мантана, было выявлено соединение 5-этокси-2-^-(адамант-1-ил)-М-метиламино)-этилтиобензимидазол] (в виде дигидрохлорида) с рабочим шифром АДК-1113 (рис. 1), которое по своей противопаркинсонической активности, изученной в экспериментальных моделях паркинсонического синдрома, как минимум, не уступает другому производному адамантана —гимантану (N-(2-адамантил)-гексаметиленимин гидрохлорид) [1, 2].
Необходимым этапом разработки оригинального лекарственного средства (ЛС) является доклиническое изучение его фармакокинетики (ФК) [3].
Рис. 1. Структурная формула АДК-1113 (в виде дигидрохлорида)
Fig. 1. Structural formula of ADK-1113 (dihydro-chloride)
Цель данного исследования — методом высокоэффективной жидкостной хроматографии тандемной масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС/МС) изучить ФК АДК-1113 в плазме крови мышей после однократных внутривенного (в/в) и внутрижелудочного (в/ж) введений и определить его абсолютную биодоступность.
Методика исследования / Study method
Исследование проведено на половозрелых беспородных мышах-самцах с массой тела 21±2 г. Животные содержались в лабораторном виварии при 20—22 °С, относительной влажности воздуха 45—65 %, имели свободный доступ к корму и воде. Эксперименты проводили в соответствии с «Руководством по работе с лабораторными (экспериментальными) животными при проведении доклинических (неклинических) исследований» (Рекомендации коллегии Совета Евразийской экономической комиссии от 14 ноября 2023 г. № 33).
Фармацевтическую субстанцию АДК-1113 вводили животным однократно в физиологическом растворе (истинный раствор) в/ж в дозе 20 мг/кг и в/в — 10 мг/кг Содержание АДК-1113 определяли в плазме крови до введения (контроль) и через 0,083; 0,25; 0,5; 1; 2; 4 и 6 ч после введения. Поскольку на каждую временную точку использовали по 5 животных, результирующая ФК кривая была построена по усреднённым концентрациям, поэтому при расчётах ФК параметров отсутствует статистическая обработка результатов.
Пробы крови мышей получали декапитацией животных с последующим центрифугированием при 13500 об/мин в течение 15 мин для отделения плазмы (антикоагулянт — 5 % К2ЭДТА). Далее образцы плазмы крови замораживали при -40 °С и хранили без добавления консервантов до анализа.
Количественное определение АДК-1113 в плазме крови животных осуществляли с помощью валидиро-ванной методики ВЭЖХ-МС/МС (масс-спектрометр — тройной квадруполь TSQ Altis, Thermo Scientific, США) [4]. Детектирование АДК-1113 проводили методом ионизации электроспрей, регистрируя положительные ионы в MRM-режиме (MRM — Multiple Reaction Monitoring — режим мониторинга множественных реакций). MRM переход целевого соединения: 386,3 ^ 192,2 m/z. Хроматографическое разделение осуществляли на колонке Luna C18(2), 3,0 мкм, 20x4,0 мм (Phenomenex, США) в градиентном режиме элюирова-ния (скорость потока 1 мл/мин, общее время анализа 3,5 мин). Подвижная фаза состояла из ацетонитрила и воды, содержащих 0,1 % муравьиной кислоты. В этих условиях время удерживания АДК-1113 составило 0,95±0,02 мин. Для извлечения АДК-1113 из биоматериала и осаждения белков плазмы крови использовали ацетонитрил. Нижний предел количественного определения АДК-1113 в плазме крови животного составлял 2,5 нг/мл.
На основании данных «концентрация (С, нг/мл) — время (^ ч)» непараметрическим методом интегральных статистических моментов были рассчитаны следующие ФК параметры [5, 6]:
АиС0^ (нгхч/мл) — площадь под ФК кривой «концентрация ЛС — время». АИС^ рассчитывается с использованием линейно-логарифмического метода трапеций от момента введения до конкретного временного интервала;
АиС0^ (нгхч/мл) — площадь под ФК кривой «концентрация ЛС — время». АиС0^ рассчитывается с использованием линейно-логарифмического метода трапеций от момента введения до бесконечности (сумма АиСм и экстраполируемой площади, вычисленной на основании значения последней наблюдаемой концентрации и ке1);
С0 (нг/мл) — концентрация ЛС в плазме крови сразу после импульсного (болюсного) внутрисосудистого введения. Определяется как величина отрезка, отсекаемого на оси ординат при экстраполяции прямой (линейной зависимости в координатах — ^ к
точке t = 0;
Стах (нг/мл) — максимальная концентрация ЛС в плазме крови при внесосудистом введении;
Ттах (ч) — время достижения максимальной концентрации ЛС в плазме крови при внесосудистом введении;
Стах /АиС (1/ч) — ФК параметр, характеризующий скорость всасывания ЛС в системный кровоток при внесосудистом введении;
ке1 (1/ч) — константа скорости элиминации — параметр, характеризующий скорость выведения вещества из плазмы крови — абсолютное значение наклона конечного логарифмически линейного участка, идентифицированного на ФК кривой;
^/2 (ч) — период полувыведения — период, за который выводится половина введённой и всосавшейся дозы ЛС — рассчитывается как ^/2 = 1п2/ке1;
V (л/кг) — кажущийся объём распределения — мера кажущегося пространства, в котором были бы равномерно распределены молекулы ЛС, если бы они имели ту же концентрацию (С0), что и в плазме крови, V = D/AUCхke1, где D — доза (после внутри-сосудистого введения);
С1 (л/ч/кг) — клиренс — объём плазмы, который очищается от препарата в единицу времени, С1 = ^хке1 или С1 = Б/АиС (после внутрисосудистого введения);
^ (%) — абсолютная биодоступность — степень абсорбции ЛС в системный кровоток при внесосудистом введении. Существуют разные подходы для расчёта абсолютной биодоступности, наиболее общий:
f_AUCev х Djy
a_ AUCV ХDEV
(1)
где АиСЕУ и АиС^ — соответственно площади под кривыми зависимости «концентрация (С, нг/мл) —
шмм
время (t, ч)» после внесосудистого и внутривенного введений (AUC0^); Djy и DEV — соответственно величины доз для соответствующих путей введения (использовали AUC^J.
Однако, чтобы результаты исследований были достоверны, как внутрисосудистое, так и внесосудистое введение изучаемого ЛС должно проводиться на одних и тех же объектах исследования. Реально используются разные группы животных (внутри- и межиндивидуальные вариации в элиминации), поэтому проводится коррекция по наблюдаемой терминальной константе скорости элиминации (kel) [7], а именно:
fa =
(kel Х AUC)
EV
D
IV
(kel Х AUC) X D
(2)
EV
Таблица 1
Фармакокинетические параметры АДК-1113 в плазме крови мышей после однократных внутрижелудочного (в/ж) и внутривенного (в/в) введений
Table 1
Pharmacokinetic parameters of ADK-1113 in the mice blood plasma after single intragastral (i/g) and intravenous (i/v) administrations of pharmaceutical substance
где AUCev и AUCjy — соответственно площади под кривыми зависимости «концентрация (С, нг/мл) — время (t, ч)» после внесосудистого и в/в введений (AUC0^); DIV и Dev — величины доз для соответствующих путей введения; kel EV и kel IV — величины констант скоростей элиминации для соответствующих путей введения.
Результаты и их обсуждение / Results and discussion
Усреднённые ФК профили АДК-1113 в плазме крови мышей после однократных в/ж и в/в введений представлены на рис. 2. ФК характеристики исследуемого соединения в плазме крови животных после однократного в/ж и в/в введений представлены в табл. 1.
Параметр Ед. изм. Путь введения
в/ж в/в
Доза мг/кг 20 10
C , С0 max' 0 нг/мл 97,6 965,0
T max ч 0,083 -
AUC0_t нг/мл хч 68 218
AUC0_„ нг/мл хч 71 218
Cmax /AUC0-» 1/ч 1,375 --
t1/2 ч 1,15 0,71
kel 1/ч 0,603 0,975
Vd л/кг — 47,1
Cl л/ч/кг — 45,9
fa (1) % 16,3 —
fa (2) 10,1 —
Рис. 2. Усреднённые фармакокинетические профили АДК-1113 в плазме крови мышей после однократных внутривенного (доза 10 мг/кг) и внутрижелудочного (доза 20 мг/кг) введений фармацевтической субстанции (n = 5; среднее ± стандартное отклонение) Fig. 2. Average pharmacokinetic profiles of ADK-1113 in the mice blood plasma after single intravenous (dose 10 mg/kg and intragastral (dose 20 mg/kg) administrations of pharmaceutical substance (n = 5; mean ±standard deviation)
После в/ж введения мышам соединение АДК-1113 быстро всасывалось из желудочно-кишечного тракта. Максимальная концентрация (Стах — 97,6 нг/мл) в плазме крови регистрировалась через 0,083 ч (Ттах), а параметр, характеризующий скорость всасывания, Стах/АиС0^, составил 1,375 1/ч. Соединение АДК-1113 определялось в плазме крови на протяжении 6 ч. Учитывая, что период полуэлиминации (^/2е1) составил 1,2 ч, АДК-1113 можно условно отнести к группе «долгоживущих» ЛС [8].
После в/в введения АДК-1113, так же как и в случае в/ж введения, определялся в плазме крови на протяжении 6 ч (^/2 составил 0,7 ч). Кажущаяся начальная концентрация (С0) АДК-1113 в плазме крови мышей составила 965,0 нг/мл. Величина кажущегося объёма распределения (Уа) АДК-1113 после в/в введения равнялась 47,1 л/кг. обычно не эквивалентен физиологическому объёму, а отражает распределение препарата и степень его связывания в организме. Так, если ЛС связывается преимущественно белками крови, Уд будет меньше, чем реальный. С другой стороны, преимущественное связывание ЛС во внесосудистом пространстве приводит к превышению значения Уд над реальным объёмом. В нашем случае, расчёт величины Уд показал достаточно высокие значения, указывающие на то, что АДК-1113 распределяется во внесосудистом пространстве (органах) животных и может накапливаться в тканях [6, 8], так же как и гимантан, Уа которого в организме крыс после однократного в/в введения в 2 раза больше и составляет 94,4 л/кг. Сравнивая ФК параметры гимантана после одно-
кратного в/ж введения крысам, стоит отметить, что по сравнению с АДК-1113, он всасывается медленнее (Ттах = 0,25 ч против 0,083 ч; скорость всасывания в 3,3 раза меньше) и более медленно выводится (^/2 = 3,5 ч, что в 3 раза дольше) [9].
Несмотря на большие различия в скорости всасывания сравниваемых ЛС, степень их биодоступности была соизмерима. Так, величина абсолютной биодоступности АДК-1113 после в/ж введения, рассчитанная без и с учётом наблюдаемой терминальной константы скорости элиминации (уравнения 1 и 2, соответственно) составила 16,3 и 10,1 % и для гиман-тана — 14,1 и 8,2 % [9].
Заключение / Conclusion
В целом можно заключить, что АДК-1113 по своим ФК характеристикам и профилю является конкурентоспособным в сравнении со своим прототипом — гимантаном. Также необходимо отметить, что абсолютная биодоступность соединения АДК-1113 после в/ж введения, говорит о потенциальной возможности разработки его лекарственной формы для приёма внутрь.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Участие авторов
Все авторы внесли существенный вклад в подготовку работы, прочли и одобрили финальную версию статьи перед публикацией.
Финансирование
Работа выполнена без спонсорской поддержки.
ADDITIONAL INFORMATION Conflict of interests
The authors declare no conflict of interest. Authors' participation
All authors made a significant contribution to the preparation of the work, read and approved the final version of the article before publication.
Financing
The work was carried out without sponsorship.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ / ABOUT THE AUTHORS
Кравцова Оксана Юрьевна
к. б. н., в. н. с. лаборатории фармакокинетики ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий», Москва, Российская Федерация ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-0693-2007 РИНЦ SPIN-код: 1733-2330
Oxana Yu. Kravtsova
PhD, Cand. Sci. (Biology), leading research scientist of the laboratory of pharmacokinetics Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies, Moscow, Russian Federation ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-0693-2007 RSCI SPIN code: 1733-2330
Дворянинов Дмитрий Александрович
м. н. с. лаборатории фармакокинетики ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий», Москва, Российская Федерация РИНЦ SPIN-код: 4126-9549
Dmitriy A. Dvoryaninov
Junior researcher of the laboratory of pharmacoki-netics Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies, Moscow, Russian Federation RSCI SPIN code: 4126-9549
Колыванов Геннадий Борисович
д. б. н., в. н. с. лаборатории фармакокинетики ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий», Москва, Российская Федерация ORCID ГО: https://orcid.org/0000-0002-2571-0047 РИНЦ SPIN-код: 2538-8639
Gennady B. Kolyvanov
PhD, Dr. Sci. (Biology), leading researcher of the laboratory of pharmacokinetics Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies, Moscow, Russian Federation ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-2571-0047 RSCI SPIN code: 2538-8639
30
ФШКОШЕТШ И ФШЩШМШ
Литвин Александр Алексеевич Автор, ответственный за переписку
д. б. н., в. н. с. лаборатории фармакокинетики ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий», Москва, Российская Федерация e-mail: [email protected] ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-2818-3457 РИНЦ SPIN-код: 6193-5770
Alexander A. Litvin Corresponding author
PhD, Dr. Sci. (Biology), Leading researcher of the laboratory of pharmacokinetics Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies, Moscow, Russian Federation
e-mail: [email protected]
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-2818-3457
RSCI SPIN code: 6193-5770
Грибакина Оксана Геннадьевна
к. б. н., с. н. с. лаборатории фармакокинетики ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий», Москва, Российская Федерация ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-4604-4346 РИНЦ SPIN-код: 6266-8161
Oxana G. Gribakina
PhD, Cand. Sci. (Biology), senior research scientist of the laboratory of pharmacokinetics Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies, Moscow, Russian Federation
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-4604-4346 RSCI SPIN code: 6266-8161
Жердев Владимир Павлович
д. м. н., профессор, заведующий лабораторией фармакокинетики ФГБНУ «ФИЦ оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий», Москва, Российская Федерация
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-2710-7134 РИНЦ SPIN-код: 2213-9592
Vladimir P. Zherdev
PhD, Dr. Sci. (Med.), professor, Head of laboratory pharmacokinetics Federal Research Center for Innovator and Emerging Biomedical and Pharmaceutical Technologies, Moscow, Russian Federation ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-2710-7134 RSCI SPIN code: 2213-9592
Список литературы / References
1. Капица И.Г., Воронина Т.А. Антипаркинсоническая активность адамантильного производного бензмидазола АДК-1113. Экспер. и клин фармакол. 2023;86(11S):68-68. [Kapitsa IG, Voronina TA. Antiparkinsonicheskaya aktivnost adamantylnogo proizvodnogo benzimidazola ADK-1113. Exper. Clin. Pharmacol. 2023;86(11S):68-68. (In Russ.)]. doi: 10/30906/ekf-2023-86s-68a.
2. Ragshaniya A, Kumar V, Tittal RK, Lal K. Nascent pharmacological advancement in adamantane derivatives. Arch Pharm (Weinheim). 2024 Mar;357(3):e2300595. doi: 10.1002/ardp.202300595.
3. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. Методические рекомендации по проведению доклинических исследований фармакокинетики новых лекарственных средств / Миронов А. Н. (ред.). М.: Гриф и К, 2012. С. 865-880. [Guidelines for conducting preclinical studies of drugs. Part one. Metodicheskie rekomendacii po provedeniyu doklinicheskih issledovanij farmakokinetiki novyh lekarstvennyh sredstv. Mironov AN. Moscow: Grif and K, 2012. P. 865-880. (In Russ.)].
4. Кравцова О.Ю., Дворянинов Д.А., Колыванов Г.Б. и др. Количественное определение нового противопаркинсонического средства АДК-1113 в плазме крови мышей методом высокоэффективной хроматографии с масс-спектрометричским детектированием. Экспер. и клин фармакол. 2024;87(2):6-12. [Kravtsova OYu, Dvoryaninov DA, Kolyvanov GB, et al. Quantification of a new antiparkinsonian agent ADK-1113 in mouse blood plasma by high performance liquid chromatography —
tandem mass spectrometry. Exper. Clin. Pharmacol. 2024;87(2):6-I2. (In Russ.)]. doi: I0/30906/0869-2092-2024-87-2-6-I2.
5. Основы фармакокинетики / И.И. Мирошниченко. — Москва : ГЭОТАР-МЕД, 2002 (ООО Момент). I85, [3] с. [Osnovy farmacokinetiki. Miroshnichenko II. Geotar-Med. Moscow: 2002 (In Russ.)]. ISBN 5-923I-02II-0.
6. Прикладная фармакокинетика: основные положения и клиническое применение / Сергиенко В. И., Джеллифф Р., Бондарева И. Б.; Рос. акад. мед. наук. Москва : Изд-во Рос. акад. мед. наук, 2003. 208 с. [Prikladnaya farmakokinetika: osnovnye polozheniya i klinicheskoe primenenie. Sergienko VI, Gelliff R, Bondareva IB. Moscow: Izd-vo Ros. akad. med. nauk. 2003. (In Russ.)]. ISBN 5790I003I7.
7. Фармакокинетика / Н.Н. Каркищенко, В.В. Хоронько, С.А. Сергеева, В.Н. Каркищенко. Ростов н/Д : Феникс, 200I. 38I с. [Farmacokinetika. Karkishenko NN, Khoronko VV, Sergeeva SA, Karkishenko VN. Rostov-na-Donu: 200I. (In Russ.)]. ISBN: 5-222-0I504-I.
8. Edward H. Kerns and Li Di. Drug-like properties: concepts. structure design and methods: from ADME to toxicity optimization, Ist ed., Elsevir, Amsterdam-Boston-London, 2008.
9. Литвин Е.А. Биотрансформация и фармакокинетика нового противопаркинсонического препарата гимантана (экспериментальное исследование). Автореф. дис. канд. биол. наук. М.; 20I2. [Litvin EA. Biotrasformaciya i farmacokinetica novogo protivoparkinsonicheskogo preparata gimantana (experimentalnoe issledovanie). Autoabstract diss. candidate of biological sciences. Moscow; 20I2. (In Russ.)]. https://clck. ru/3A9NQT.
3I
ФАРМАКОКИНЕТИКА И ФШЩИШИКА
