In vitro and in silico metabolism study of new compounds with estimated anticonvulsant activity.

Badanie metabolizmu jest jednym z najważniejszych aspektów opracowywania nowych leków. Podczas opracowywania nowych cząsteczek istotna jest znajomość ich metabolizmu umożliwiająca identyfikację szlaków biotransformacji lub metabolitów aktywnych, co ułatwia pełniejsze wyjaśnienie ich mechanizmu działania.Celem niniejszej pracy było określenie stabilności i kierunku przemian metabolicznych 11 związków zsyntetyzowanych w Zakładzie Chemii Bioorganicznej, o ustalonej wcześniej aktywności przeciwdrgawkowej. Związki te należą do grupy fenoksyalkilo- oraz fenoksyalkoksyalkiloaminoalkanoli. W pierwszym etapie określono podstawowe parametry farmakokinetyczne oraz profil bezpieczeństwa w badaniach in silico z wykorzystaniem SwissADME i Osiris Property Explorer. Następnie przeprowadzono badania in silico wykorzystując program MetaSite oraz platformę XenoSite, co pozwoliło wskazać najbardziej wrażliwe na metabolizm miejsca w poszczególnych związkach oraz struktury prawdopodobnych metabolitów. W kolejnym etapie, przeprowadzono badania metabolizmu in vitro w modelu mysich mikrosomów wątrobowych. Otrzymane w ten sposób metabolity identyfikowano wykonując analizę LC MS wraz z fragmentacją. Dla każdego związku obliczono czas połowicznego rozpadu i klirens wewnętrzny.Wykazano, iż wszystkie związki podlegają metabolizmowi i są w większości przekształcane do hydroksylowych pochodnych. Tylko dla jednego związku stwierdzono dalszy proces oksydacji. T1/2 dla badanych związków mieści się w zakresie 27,2-138 min, a CLint mieści się w zakresie 12,5-127,5 µl/mg/min. Wszystkie zidentyfikowane w eksperymencie in vitro metabolity korelują z wynikami badań in silico.

The study of metabolic process of new compounds is one of the most important aspects of drug development. The study of drug metabolism, which enables the identification of active compounds and metabolic pathways of new compounds can help the explanation of mechanism of action. The aim of this thesis was to determine the metabolic stability, site of metabolism and identification metabolites’ structure of 11 compounds synthesized in the Department of Bioorganic Chemistry. The studied compounds possessed anticonvulsant activity and belong to the phenoxyalkyl- and phenoxyalkoxyalkylaminoalkanol derivatives. During the first stage, the pharmacokinetic parameters and the safety profile were determined by in silico methods using SwissADME and Osiris Property Explorer. Site of metabolism and structure of possible metabolites of examined compounds was predicted by MetaSite and XenoSite. Secondly, in vitro metabolite profiling was performed by incubating the compounds with mouse liver microsomes. Finally, for in vitro metabolite identification, LC MS analysis with fragmentation was performer. For each compound, the half-life time and internal clearance were calculated.All compounds were metabolized by mouse liver microsomes. The study revealed that examined compounds are metabolized predominantly via hydroxylation. Only for one compound the product of further oxidation was identified. The T 1/2 values for the test compounds ranged from 27,2 to 138 min, and the internal clearance ranged from 12,5 to 127,5 μl/mg/min. All metabolites identified in the in vitro experiments correlated with in silico results.