Evaluation of the interaction between voriconazole and quercetin in an isolated mouse hepatocyte model

Kwercetyna jest związkiem pochodzenia naturalnego często stosowanym w suplementach diety. Jest ona znanym inhibitorem izoenzymów cytochromu P450, szczególnie izoformy CYP3A4, jak również moduluje transport ksenobiotyków za pośrednictwem glikoproteiny P. Worykonazol, lek przeciwgrzybiczy z grupy triazoli, jest substratem izoenzymów CYP3A4 oraz CYP2C19. Ponadto silnie hamuje izoformy cytochromu P450, takie jak: CYP3A4, 2C19 i 2C9, charakteryzuje się wysoce zmienną inieliniową farmakokinetyką oraz wąskim indeksem terapeutycznym. Zewzględu na właściwości farmakokinetyczne obu tych substancji, istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia interakcji farmakokinetycznej przy ich jednoczesnym stosowaniu.Celem pracy była ocena interakcji pomiędzy worykonazolem a kwercetyną namodelu izolowanych mysich hepatocytów. Do analizy ilościowej próbek pobieranych z mieszaniny inkubacyjnej wykorzystano technikę LC-MS/MS stosując kwadrupolowy analizator mas QTRAP 4500 połączony z HPLC Exion AC LC. Rozdział chromatograficzny prowadzono w warunkach gradientu składu faz na kolumnie chromatograficznej Hypersil GoldTM C18, 3μm 2,1x50mm. Opracowaną metodę analityczną poddano częściowej walidacji zgodnie z wytycznymi FDA. Metoda charakteryzowała się liniową odpowiedzią detektora w zakresie stężeń od 1do 2000ng/mL, jak również należytą precyzją i dokładnością wyznaczoną zarówno w jednym, jak i w różnych dniach.W przeprowadzonych doświadczeniach zaobserwowano, że dodatek kwercetyny do zawiesiny hepatocytów zawierających 0,25 μM worykonazolu w niższych stężeniach (0,0625 μM; 0,125 μM; 0,25 μM; 0,5 μM) powoduje spadek stałej szybkości znikania (kdep) worykonazolu, natomiast w wyższych (0,75 μM; 1 μM) jej ponowny wzrost. Na podstawie tych wyników można wywnioskować, że w warunkach in vitro kwercetyna w niższych dawkach silniej hamuje izoenzymy CYP450 niż w wyższych.Pomimo niskiej dostępności biologicznej kwercetyny, interakcja ta może mieć znaczenie kliniczne, zwłaszcza po podaniu wielokrotnym tego związku. Dodatkowo potencjalnym czynnikiem mogącym mieć wpływ na farmakokinetykę worykonazolu są koniugaty kwercetyny, które występują w osoczu w znacznie wyższych stężeniach niż związek macierzysty.

Quercetin is a naturally derived compound that is often used in dietary supplements. It is known as an inhibitor of cytochrome P450 isoenzymes, especially the CYP3A4 isoform, as well as a modulator of P-glycoprotein mediated transport of xenobiotics. Voriconazole, an azole antifungal agent, is a substrate of the isoenzymes CYP3A4andCYP2C19. Moreover, it strongly inhibits cytochrome P450 isoforms such as CYP3A4, 2C19, and 2C9, and is also characterized by highly variable and non- linear pharmacokinetics and a narrow therapeutic index. Due to the pharmacokinetic properties of both compounds, there is a high probability of the occurrence of a pharmacokinetic interaction when they are used simultaneously.The aim of the study was to evaluate the interaction between voriconazole and quercetin in an isolated mouse hepatocyte model. The LC-MS/MS technique was used to quantify voriconazole in the samples taken from the incubation mixture using a QTRAP 4500 quadrupole mass analyzer connected to an Exion AC LC HPLC. The chromatographic separation was carried out using gradient elution on a Hypersil GoldTM C18 chromatography column, 3μm 2.1x50mm. The developed analytical method was partially validated in accordance with the FDA guidelines. The method was linear in the concentration range from 1 to 2000 ng/mL with appropriate precision and accuracy determined both in one day and over several days.In the conducted experiments, it was observed that the addition of quercetin to the incubation mixture containing 0.25 μM of voriconazole at lower concentrations (0.0625μM; 0.125μM; 0.25μM; 0.5μM) caused a decrease in the voriconazole depletion rate constant (kdep), while at higher concentrations (0.75 μM, 1 μM) kdep increased again. Based on these results, it can be concluded that in vitro quercetin at lower doses inhibits CYP450 isoenzymes more strongly than at higher doses. Despite the very low bioavailability of quercetin, this interaction may to be of clinical relevance, especially after chronic intake of quercetin. In addition, quercetin conjugates, which are present in plasma at much higher concentrations than the parent compound, are a potential factor that may influence the pharmacokinetics of voriconazole.