Method Article

Ivacaftor, büyük metabolitleri ve Lumacaftor Kistik fibrozis hastalarının biyolojik sıvı içinde klinik örnekler yüksek üretilen iş analizi için en iyi duruma getirilmiş LC-MS/MS yöntemi

DOI:

10.3791/56084

⸱

October 15th, 2017

 ,  ,  , 
1Drug Delivery, Disposition and Dynamics, Monash Institute of Pharmaceutical Sciences, Monash University, 2Monash Biomedicine Discovery Institute, Department of Microbiology, Monash University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ivacaftor ve ivacaftor-lumacaftor iki yeni CF ilaç bileşimidir. Ancak, hala bir kıtlık PK/PD ve Farmakoloji anlayış yoktur. Biz ivacaftor ve onun büyük metabolitleri ve lumacaftor aynı anda analizi için en iyi duruma getirilmiş bir HPLC-MS tekniği mevcut.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kusurları Kistik fibrozis trans-membran gürültülerinden regülatör (CFTR) Kistik fibrozis (CF), pulmoner bulgular hayati bir hastalığa neden olur. Ivacaftor (IVA) ve ivacaftor-lumacaftor (LUMA) kombinasyonu doğrudan faaliyet ve arızalı CFTR proteini kaçakçılığı modüle iki yeni atılım CF ilaçlardır. Ancak, hala bir kıtlık farmakokinetik/Farmakodinamik Parametrelerdeki anlayış ve Farmakoloji, ivacaftor ve lumacaftor yoktur. İvacaftor, hydroxymethyl-ivacaftor, ivacaftor-karboksilat ve lumacaftor hastalarda standart ivacaftor veya ivacaftor-lumacaftor kombinasyon biyolojik sıvı içinde konsantrasyonları eşzamanlı analizi için HPLC-MS tekniği Terapi oldu daha önce bizim grubu tarafından geliştirilen ve kısmen FDA standartlarına doğrulanmıştır. Ancak, hasta örnekleri daha çok sayıda yüksek üretilen iş analizine izin vermek için bizim grup bildirilen yönteminin kullanılmasıyla bir daha küçük gözenek boyutu ters faz Kromatografi sütun en iyi duruma getirilmiş (2.6 µm, C8 100 Å; 50 x 2.1 mm) ve bir degrade çözücü sistemi ( 0-1 dk: %40 B; 1-2 dk: 40-%70 B; 2-2.7 min: %70 B; düzenlenen 2.7-2.8 min: 70-%90 B; 2.8-4.0 min: %90 B çamaşır; 4.0-4.1 min: 90-%40 B; 4.1-6.0 min: %40 B düzenlenen) bir isocratic elüsyon yerine. Bu çalışmanın amacı sadece 6 dk çok sayıda hasta numuneleri analiz için gerekli olan örnek başına önemli ölçüde ~ 15 dk örnek başına HPLC-MS analiz süresini azaltmak için oldu. Bu amaca uygun yöntem bu atılım CF ilaçların pozlama-yanıt ilişkilerinin içine çalışmaları için önemli yardımcı olacaktır.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kistik fibroz (CF) akciğer, karaciğer, pankreas ve akciğer fonksiyon ve pankreas yetmezliği1, bir düşüş gibi ilerici çoklu organ yetmezliği neden bağırsak ekzokrin mukus bezlerinin içeren yaygın bir genetik hastalık olduğunu 2,3. Ivacaftor (IVA) ilk gıda ve İlaç İdaresi (FDA-ABD) ve Avrupa ilaç Ajansı (EMA) Kistik fibrozis trans-membran gürültülerinden regülatörü (CFTR) güçlendiricisini uyuşturucu, önemli bir üretim kanıtladığı klinik etkinlik ile kabul G551D-CFTR taşıyan CF hastalarda Akciğer işlev üzerinde küçük bir alt plasebo iyileşme [glisin (G) 551 konumda yerine aspartik asit (D)] missense mutasyon (CF nüfusunun % ~ 4-5)4,5. Bu sözlü CFTR kanal açma, böylece artan klorid iyon akışı ve CF4,6klinik tablo açar birincil defekt hareket eden uyuşturucu artar yönetilen. Ne yazık ki, IVA tedavinin etkili hastalarda daha sık homozigoz F508del mutasyon [içinde çerçeve silme fenilalanin (F) 508 konumda kaybolmasına neden CFTR gen] ile değil hangi ~ 50 %'görülür misfolded CFTR sonuçları CF nüfus7,8.

Son zamanlarda, FDA ilaç lumacaftor IVA CFTR düzeltici ile birleştirmek için onay verdi. F508del-CFTR CFTR kanal etkinlik, potentiates bir modülatör (IVA) ile hücre yüzeyine kurtarır CFTR düzeltici (lumacaftor, LUMA) birleştirme akıllı strateji etkili tedavi pencere CF nüfusu5 çoğu için genişletir . Soru çelişkili raporlar bir dizi bu dökme şüphe onların klinik etkinlik9,10üzerine ortaya çıktı gibi olup bu ilaçlar verdikleri sözü yerine getireceğiz üzerinde kalır. Ayrıca, akciğer işlev gelişmeler sadece mütevazı (2.6-%4 ivacaftor-lumacaftor kombinasyon için) idi IVA tedavinin G551D mutasyon (10,6-%12,5)8taşıyan hastalarda ile elde başarı ile karşılaştırıldığında. IVA ve LUMA klinik etkinliğinin karşılaştırılması ivacaftor-lumacaftor birlikte potansiyel sınırlayan arasındaki potansiyel antagonistik ilaç-ilaç etkileşimleri ideal daha az farmakokinetik özellikleri7,11gel. IVA kapsamlı öncelikle bir aktif metaboliti hydroxymethyl-IVA (IVA-M1, M1) ve etkin olmayan bir form IVA-karboksilat (IVA-M6, M6)7,12sitokrom P450 enzimleri (CYP), tarafından metabolize. CYP3A4 uyarıcı LUMA, öte yandan, değil kapsamlı olarak metabolize ve büyük ölçüde dışkı11' değişmeden atılır. CYP3A4 indükleyicileri sitokrom metabolizma teşvik gibi ivacaftor (CYP3A4 substrat) konsantrasyonları azaltılabilir. Ayrıca, IVA ve LUMA çok hidrofobik moleküller ve ~ %99 için plazma proteinleri, hangi önemli ölçüde ücretsiz (aktif) ilaç konsantrasyonu1,13sınırlar bağlıdır.

Toplu olarak, bu faktörler birlikte ivacaftor-lumacaftor birlikte klinik etkinliğinin sınırlamak için gelmiş olabilir. En iyi plazma konsantrasyonları ivacaftor-lumacaftor kombinasyon için geçerli doz rejimi altında elde olup olmadığını veya tedavi eşik8korunur bilinmemektedir. Halen, tepe gibi farmakokinetik parametreleri ile ilgili bilgiler bir yetersizliği ve kararlı durum plazma konsantrasyonları ivacaftor veya ivacaftor-lumacaftor olduğunu. Ünlü metabolizma ivacaftor ve lumacaftor göz önüne alındığında, pozlama-yanıt ilişkilerini izleme ivacaftor veya ivacaftor-lumacaftor tedavisi için en uygun doz rejimleri elde etmek için gerekli olduğunu. Bizim grup IVA ve LUMA14pozlama-yanıt ilişkilerini izlemek için ilk HPLC/LC-MS yöntem son zamanlarda yayınlanan. Bugüne kadar ivacaftor, onun metabolitleri ve lumacaftor konsantrasyonları ölçme alternatif hiçbir teknikleri bildirilmiştir. Daha büyük bir hasta toplu yüksek üretilen iş analizine izin vermek için ve analiz süresini önemli ölçüde azaltmak için bizim grup bir daha küçük gözenek boyutu ters faz Kromatografi sütun ve bir degrade çözücü sistemi kullanılarak bildirilen yöntemi en iyi duruma getirilmiş bu maliyet ve çalışan kez azaltır.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

etik onaya Monash Üniversitesi insan araştırma Etik Komitesi (MUHREC üzerinden) elde edilen.

1. testin uygulama: hasta örnek toplama

  1. ne zaman hasta kendi standart doz 150 mg ivacaftor ya da ivacaftor 125 mg /lumacaftor süresini kaydetmek 200 mg.
  2. Not aşağı ne zaman hasta kan örneği toplanır tam zamanı.
    Not: 24 h saat boyunca 4-5 örnek toplama önerilir. Sadece bir örnek topluluğu mümkün ise, C max konsantrasyonları kararlı duruma, sonra ulaşılabilir olacak gibi belirtilen süre 2,5-4 h mesaj ivacaftor veya ivacaftor-lumacaftor birlikte dozaj noktasıdır > 5 gün üst üste tedavi.
  3. 4-5 mL kan ticari olarak mevcut tedavi edilmezse mavi tüpler toplamak.
  4. Tam kan toplandıktan sonra bu rahatsız edilmeden oda sıcaklığında bırakarak pıhtısı kan izin.
    Not: Bu genellikle 15-30 dk. sürer
  5. 1.000-2.000 x g soğutmalı santrifüj 4 ° C'de 10 dakika için de centrifuging tarafından pıhtıyı. Elde edilen süpernatant plazma atayın.
  6. Santrifüjü hemen süpernatant (plazma) Pasteur pipet kullanarak temiz polipropilen boru aktarın. Plazmanın tüp hastanın kimliği ile (örneğin, hasta 1), (örneğin, ivacaftor-lumacaftor birlikte) yönetilen uyuşturucu ve hasta örnek zaman etiket vardı toplanan (örneğin, 2,5 h sonrası doz).
  7. 2-8 ° C'de koru örnekleri işleme sırasında. İşlem tamamlandığında, örnekleri, saklamak – 20 ° C.
  8. Gerekirse, gemi örnekleri çözümlenirken Enstitüsü için onaylanmış bir kurye ile.
    Not: Örnekleri kuru buza gelinceye kadar sevk mi edileceğine ve yönü muhafaza edilmelidir – 80° C kadar analiz.

2. Hazırlama ve işleme sonucunda oluşan örnekleri ve standartlar

Not: ivacaftor/lumacaftor tedavi için gelen sağlıklı bağış saf plazma Avustralya Kızıl Haç üzerinden elde edilen. Bütünlüğü sağlamak amacıyla, tüm örnekleri/standartlarını toplama ve işleme sırasında 2-8 ° C'de tutulmaları gerekir. İşlem tamamlandığında, örnekleri, saklamak – 20 ° C.

  1. IVA, IVA-karboksilat, hydroxymethyl-IVA ve kendi standartlarına için bir başvuru olarak hizmet edecek LUMA tartmak.
  2. Hazırlamak her analit (IVA, M1, M6 ve LUMA) LC-MS sınıf metanol 100 µg/mL ve 10 µg/mL içinde iki bağımsız hisse senedi çözüm.
    Not: Benchtop üzerinde 10 gün sonra bileşikler tarihi:.
  3. Taze hazırlamak LC-MS kalibrasyon standartları her analitik çalışma önce kalibrasyon standartları seyreltme tarafından hisse senedi çözümler içine insan plazma konsantrasyonları elde etmek için: 0,01, 0,025, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 2.5, 5.0 ve 10.0 µg/mL. Bu örnekler standartları olarak adlandırılır.
  4. Protein çökelti, %0,1 formik asit (FA) Asetonitril (ACN, LC-MS sınıf) hazırlamak ve ihtiyaç kadar buzdolabında bekletin.

3. Sonucunda oluşan örnekleri ve standartları ön arıtma

  1. oda sıcaklığında equilibrate her iki hasta ve boş plazma numuneleri izin.
  2. Plazma örnekleri 15 karıştırmak için girdap s örnek başına.
  3. 100 µL aliquot standartları için boş ya da plazma veya hasta numuneleri analiz için 1.5 mL polipropilen microcentrifuge tüp içine transfer.
    4. Her standart tüpler içine iç standart IVA
  4. ekleyin (örneğin, 0,01, 0,025, 0,05, 0.1, 0,2, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0 ve potansiyel konsantrasyon aralığı kapsayacak şekilde 10.0 µg/mL), kapağını kapatın ve 2-3 s. Not iç standart için girdap olduğunu sadece boş plazma eklendi ve iç standart hasta numuneleri eklenir.
  5. Tekrarlama adım 3.4. diğer iç standartları için M1, M6 ve LUMA.
  6. Kısaca kapağını yok damlacıkları olduğundan emin olmak için her tüp aşağı döndür.
  7. Eklemek 200 µL % 0,1 karışımı plazma proteinleri çökelti ACN her tüpün içine SK.
  8. Girdap karışımı yaklaşık 15 için şiddetle s.
  9. Tüplere 10 dk buzdolabında stand izin.
  10. Santrifüj kapasitesi 10.000 x g 4 ° C'de 10 dakika için de mümkünse.
  11. 200 µL aliquot süpernatant, bir 13 mm şırınga ile 1,5 mL HPLC şişe filtre.
  12. Transfer 100 µL süpernatant HPLC-MS analizi için LC-MS şişe içine,.

4. HPLC-MS analizi

Not: HPLC-MS analizi triple quadrupole Kütle Spektrometre (Tablo 1) ile birleştiğinde bir LC-MS sistem performansı.

  1. Çevirmek LC-MS sistemde örnekleri ile tepsi içinde otomatik örnekleyici yerleştirin.
  2. Bir bekçi sütun için sütun ekleyin ve LC-MS sisteme bağlayın.
  3. Mobil aşama her iki şişe takın (A: şişe %100 ACN; B: %0,1 formik asit su şişe) ve LC-MS sistem equilibrate.
  4. Aşağıdaki parametreleri LC-MS Protokolü dahil.
    1. Bir 2:1 oranında Kütle Spektrometre girmeden önce mobil faz akış bölme (atık: MS giriş).
    2. 0,5 mL/dk su %100 ACN ve %0,1 formik asit oluşan bir mobil faz kullanarak akış hızında bir degrade elüsyon gerçekleştirmek (başlangıç noktası, 40:60, v/v). Mobil faz hacmi yüzde analizi değişiklikleri Not.
    3. Kütle Spektrometre olumlu electrospray iyonlaşma modunda işletmek.
    4. LC-MS ayarları aşağıdaki gibi olduğundan emin olun: iyon sprey gerilim 4.5 kV, çarpışma enerji 295.9 gaz nebulizing V: azot 3 L/min; çarpışma gaz: argon; 20 L/dk akış, lens gerilim Q3 kurutma gaz:-22 V, desolvation sıcaklık ısı blok ile 250 ° C Sıcaklık 400 ° C.
    5. Enjekte 10 µL birim örnek başına.
    6. Birden fazla reaksiyon (MRM) izleme kullanarak Algıla analitler. M/z 392.49 iyon geçişleri izlemek → 393, m/z 408.49 → 409, m/z 422.47 → 423 ve m/z 452.40 → 453 IVA, IVA-M1, IVA-M6 ve LUMA, sırasıyla.
      Not: Yeni en iyi duruma getirilmiş yöntemi henüz tam olarak FDA standartlarına göre doğrulanması gerekiyor.

5. Kalibrasyon eğrileri

  1. Yapı LC-MS kalibrasyon eğrileri daha önce en yüksek alan oranları her birinin iç standart dört analitler ve kalibrasyon standart nominal konsantrasyonları arasındaki ilişkiyi kullanarak her analitik çalışma ivacaftor (IVA-M1, IVA-M6 veya LUMA) LC-MS ayarları uygulaması içinde.
    Not: Kalibrasyon eğrisi inşaatı tüm adımları LC-MS ekipman kullanılan model üzerinde bağlıdır. Bu bilgiler ekipman el kitabında kullanımına sunulabilir.
  2. 1/C 2 konsantrasyonları karşılıklı göre ağırlık tarafından doğrusal en küçük kareler regresyon çözümlemesi yapma.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Son zamanlarda su (40:60 0 ACN ve %0,1 formik asit oluşan mobil faz ile C8 sütun (5 µm, 3.9 mm x 50 mm kimlik) kullanarak kısmen bir triple quadrupole LC-MS ve HPLC Dedektör sistemi, FDA standartlarına doğrulanmış bir yöntem bildirdin v/v) 1 mL/dk akış hızında. Doruklarına doğrusal bir ilişki tüm metabolitleri, ivacaftor, IVA-M1, IVA-M6 ve lumacaftor14insan plazma 10 µg/ml 0,01 bir konsantrasyon aralığında gözlendi. Burada bu yöntem optimize edilmiş önemli ölçüde izin vermek için LC saklama kez ve...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Have için ilk geliştirilen ve HPLC ve LC-MS yöntemi hızlı algılama ve ivacaftor ve onun büyük metabolitleri hydroxymethyl-IVA M1 (etkin) ve IVA-karboksilat M6 (etkin değil); miktar için doğrulanmış önceden bildirildiği gibi bizim grup ve lumacaftor plazma ve balgam CF hastalarda14. Bizim grup daha önce rapor tahlil başarıyla LUMA, IVA, IVA-M1 ve IVA-M6 plazma konsantrasyon ve kararlı duruma standart tedavi IVA 150 mg /q12 s ile geçiren CF hastalarda balgam ölçmek için kullanılan (Latince terminolo...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

JL ve T.V. Ulusal Enstitüsü alerji ve bulaşıcı hastalıklar (NIAID), Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01 AI111965) tarafından desteklenir. İçeriği yalnızca yazarlar sorumludur ve mutlaka Ulusal Enstitüsü alerji ve bulaşıcı hastalıklar veya Ulusal Sağlık Enstitüleri resmi görüşlerini temsil etmiyor. MC bir Avustralya NHMRC asıl araştırma görevlisi olduğunu. J. L. bir Avustralya Ulusal Sağlık ve tıbbi araştırma Konseyi (NHMRC) üst düzey araştırma görevlisi, ve T.V. bir Avustralya NHMRC sanayi Kariyer Gelişim düzeyi 2 araştırma görevlisi. E.K.S ASM (Mikrobiyoloji American Society) için atanan bir genç Büyükelçi 2017 ve Avustralya yüksek lisans Ödülü tarafından desteklenmektedir.
Bu eser bölümlerini Kistik fibrozis içinde Melbourne (5-8inci Ağustos 2017) Australiasian Konferansı 12inci sunuldu.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
IVA (Kedi # S114) SelleckChem (ABD). 
LUMA (Kedi # S1565)  SelleckChem (ABD). 
IVA-karboksilat (Kat# 510242247CS) Clearsynth (Kanada). 
hidroksimetil-IVA (Kedi # 510240849CS) Clearsynth (Kanada). 
Metanol (MeOH, LC-MS sınıfı), Sigma-Aldrich
asetonitril (ACN, LC-MS sınıfı) Sigma-Aldrich
formik asit (FA) Sigma-Aldrich
üçlü dört kutuplu Shimadzu 8030 LC-MS 
Phenomenex Kinetex (2.6 & mikro; m C8 100 Å; 50 ve kez; 2,1 mm)
(KrudKatcher Ultrea HPLC Sıralı Filtre 0,5 m Derinlik Filtresi x 0,004 inç). 
1.5 mL polipropilen mikrosantrifüj tüpü (VWR). 
Eppendorf Santrifüj 5430
13 mm şırınga filtresi (0,45 & mikro; m naylon, GRACE, ABD) 
[Phenomenex VEREX, 9 mm, PP, 300 & L, PTFE / Silikon septa]. 

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schneider, E. K., et al. Drug-drug plasma protein binding interactions of ivacaftor. J Mol Recognit. 28 (6), 339-348 (2015).
  2. Solomon, M., Leatte, P. N. Treatments for Cystic fibrosis. , (2009).
  3. O'Sullivan, B. P., Flume, P. The clinical approach to lung disease in patients with cystic fibrosis. Semin Respir Crit Care Med. 30 (5), 505-513 (2009).
  4. Ramsey, B. W., et al. A CFTR potentiator in patients with cystic fibrosis and the G551D mutation. N Engl J Med. 365 (18), 1663-1672 (2011).
  5. Wainwright, C. E., et al. Lumacaftor-Ivacaftor in Patients with Cystic Fibrosis Homozygous for Phe508del CFTR. N Engl J Med. 373 (3), 220-231 (2015).
  6. Hadida, S., et al. Discovery of N-(2,4-di-tert-butyl-5-hydroxyphenyl)-4-oxo-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamide (VX-770, ivacaftor), a potent and orally bioavailable CFTR potentiator. J Med Chem. 57 (23), 9776-9795 (2014).
  7. FDA. FDA Advisory Commitee Briefing Material VERTEX-FDA Pulmonary-Allergy drugs advisory commitee. 98 , VERTEX Pharmaceuticals Incorporated. (2015).
  8. Holmes, D. False dawn for cystic fibrosis disease modifiers? Nat Rev Drug Discov. 13 (10), 713-714 (2014).
  9. Veit, G., et al. Some gating potentiators, including VX-770, diminish DeltaF508-CFTR functional expression. Sci Transl Med. 6 (246), 246ra297(2014).
  10. Cholon, D. M., et al. Potentiator ivacaftor abrogates pharmacological correction of DeltaF508 CFTR in cystic fibrosis. Sci Transl Med. 6 (246), 246ra297(2014).
  11. EMA, Assessment report ORKAMBI (ivacaftor/lumacaftor) European medicines agency. , (2015).
  12. VERTEX. Vertex prescribing infomation. , (2015).
  13. Matthes, E., et al. Low free drug concentration prevents inhibition of F508del CFTR functional expression by the potentiator VX-770 (ivacaftor). Br J Pharmacol. 173 (3), 459-470 (2016).
  14. Schneider, E. K., et al. Development of HPLC and LC-MS/MS methods for the analysis of ivacaftor, its major metabolites and lumacaftor in plasma and sputum of cystic fibrosis patients treated with ORKAMBI or KALYDECO. J Chrom B Analyt Technol Biomed Life Sci. 1038, 57-62 (2016).
  15. Su, Q., et al. An LC-MS/MS method for the quantitation of cabozantinib in rat plasma: application to a pharmacokinetic study. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 985, 119-123 (2015).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Ivacaftor AnalysisLumacaftor DetectionLC MS MS MethodHigh throughput AnalysisClinical SamplesBiological FluidsGradient ElutionPhenomenex C8 ColumnSample PreparationTherapeutic Drug Monitoring

Related Articles