<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mes</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Экстремальная биомедицина</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Extreme Medicine</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">3033-8964</issn><issn pub-type="epub">3033-8972</issn><publisher><publisher-name>Centre for Strategic Planning of the Federal Medical and Biological Agency</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.47183/mes.2025-27-1-26-36</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mes-274</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ГЛАВНАЯ ТЕМА: ИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КСЕНОБИОТИКОВ И ПРОДУКТОВ ИХ БИОТРАНСФОРМАЦИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MAIN TOPIC: STUDY OF TOXIC EFFECTS OF XENOBIOTICS AND THEIR BIOTRANSFORMATION PRODUCTS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Новая one-pot методика получения потенциальных метаболитов индапамида путем окисления-конъюгации на МАЛДИ-мишени</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>A new one-pot technique for obtaining potential indapamide metabolites by oxidation and conjugation on MALDI target</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4069-0355</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кельциева</surname><given-names>О. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Keltsieva</surname><given-names>O. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кельциева Ольга Александровна</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Olga A. Keltsieva</p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">keltcieva@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Афанасьева</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Afanasyeva</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Афанасьева Анна Андреевна</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anna A. Afanasyeva</p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">afanasyeva.a.a.2000@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-1672-4583</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ильюшонок</surname><given-names>С. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ilyushonok</surname><given-names>S. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ильюшонок Семен Кириллович</p><p>Санкт-Петербург, Ленинградская обл.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Semyon K. Ilyushonok</p><p>St. Petersburg, Leningrad region</p></bio><email xlink:type="simple">ilsemen21@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4411-2069</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гладчук</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gladchuk</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Гладчук Алексей Сергеевич - канд. техн. наук</p><p>Санкт-Петербург, Ленинградская обл.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Alexey S. Gladchuk</p><p>St. Petersburg, Leningrad region</p></bio><email xlink:type="simple">aleglad24@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-4"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Арсеньев</surname><given-names>А. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Arseniev</surname><given-names>A. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Арсеньев Александр Николаевич</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Alexander N. Arseniev</p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">star2361@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-5"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Фролов</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Frolov</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Фролов Александр Станиславович</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Alexander S. Frolov</p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">Alexander.S.Frolov@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-5"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бабаков</surname><given-names>В. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Babakov</surname><given-names>V. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Бабаков Владимир Николаевич - канд. биол. наук</p><p>Ленинградская обл.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vladimir N. Babakov</p><p>Leningrad region</p></bio><email xlink:type="simple">vbabakov@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-6"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-1503-2243</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Краснов</surname><given-names>К. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Krasnov</surname><given-names>K. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Константин Андреевич Краснов - д-р хим. наук</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Konstantin A. Krasnov</p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">krasnov_tox@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Подольская</surname><given-names>Е. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Podolskaya</surname><given-names>E. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Подольская Екатерина Петровна - д-р техн. наук</p><p>Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ekaterina P. Podolskaya</p><p>St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">ek.podolskaya@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-5"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Научно-клинический центр токсикологии имени академика С. Н. Голикова Федерального медико-биологического агентства; Институт аналитического приборостроения Российской академии наук</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Golikov Research Center of Toxicology;&#13;
Institute of Analytical Instrumentation RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Научно-клинический центр токсикологии имени академика С. Н. Голикова Федерального медико-биологического агентства</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Golikov Research Center of Toxicology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru"><institution>Научно-клинический центр токсикологии имени академика С. Н. Голикова Федерального медико-биологического агентства; Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Analytical Instrumentation RAS;&#13;
Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-4"><aff xml:lang="ru"><institution>Научно-клинический центр токсикологии имени академика С. Н. Голикова Федерального медико-биологического агентства; Институт аналитического приборостроения Российской академии наук; Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Golikov Research Center of Toxicology;&#13;
Institute of Analytical Instrumentation RAS;&#13;
Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-5"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт аналитического приборостроения Российской академии наук</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Analytical Instrumentation RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-6"><aff xml:lang="ru"><institution>Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека Федерального медико-биологического агентства</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>03</month><year>2025</year></pub-date><volume>27</volume><issue>1</issue><fpage>26</fpage><lpage>36</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Кельциева О.А., Афанасьева А.А., Ильюшонок С.К., Гладчук А.С., Арсеньев А.Н., Фролов А.С., Бабаков В.Н., Краснов К.А., Подольская Е.П., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Кельциева О.А., Афанасьева А.А., Ильюшонок С.К., Гладчук А.С., Арсеньев А.Н., Фролов А.С., Бабаков В.Н., Краснов К.А., Подольская Е.П.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Keltsieva O.A., Afanasyeva A.A., Ilyushonok S.K., Gladchuk A.S., Arseniev A.N., Frolov A.S., Babakov V.N., Krasnov K.A., Podolskaya E.P.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.extrememedicine.ru/jour/article/view/274">https://www.extrememedicine.ru/jour/article/view/274</self-uri><abstract><sec><title>Введение</title><p>Введение. Метаболическая активация ксенобиотиков, в том числе лекарственных средств, считается одним из основных механизмов развития идиосинкразических реакций. Соответственно, потенциальная биоактивация ксенобиотика должна быть тщательно оценена на ранних этапах разработки лекарств. В связи с этим поиск новых быстрых и эффективных методик скрининга реакционноспособных метаболитов ксенобиотиков является актуальным.</p></sec><sec><title>Цель</title><p>Цель. Разработка новой методики моделирования процессов биотрансформации ксенобиотиков in vitro для выявления потенциальных метаболитов индапамида.</p></sec><sec><title>Материалы и методы</title><p>Материалы и методы. В качестве методов сравнения были выбраны такие неферментативные инструментальные методы, как электрохимическое окисление (ЭХО) и фотокаталитическое окисление (ФКО) в объеме. Моделирование второй фазы метаболизма осуществлялось путем инкубации продуктов окисления индапамида с улавливающим агентом (глутатион, GSH). Продукты окисления, а также их конъюгаты с GSH затем анализировали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией. В основе новой one-pot методики моделирования метаболизма лежит проведение УФ-индуцированного ФКО ксенобиотика в присутствии GSH на функционализированной диоксидом титана поверхности мишени с последующей регистрацией продуктов с помощью масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией.</p></sec><sec><title>Результаты</title><p>Результаты. В случае ЭХО было обнаружено 5 метаболитов и 3 аддукта с GSH, а при использовании ФКО в объеме было выявлено 7 метаболитов и 1 аддукт с GSH. При использовании новой one-pot методики было найдено 8 аддуктов с GSH. Помимо ряда выявленных известных метаболитов индапамида и их конъюгатов с GSH, в совокупности тремя методами для индапамида было зафиксировано по 4 ранее не изученных метаболита и аддукта с GSH.</p></sec><sec><title>Выводы</title><p>Выводы. По сравнению с ЭХО и ФКО в объеме предложенный аналитический подход к моделированию метаболизма индапамида показал более высокую информативность в сочетании с простотой и экспрессностью, что делает его перспективным для использования в доклинических исследованиях лекарственных препаратов при прогнозировании метаболизма и токсичности объектов фармацевтической разработки, а также при изучении процессов биотрансформации различных ксенобиотиков.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Introduction</title><p>Introduction. Metabolic activation of xenobiotics, including pharma drugs, is considered to be one of the main mechanisms for the development of idiosyncratic reactions. Accordingly, the potential bioactivation of a xenobiotic should be carefully evaluated in the early stages of drug development. In this regard, the search for new rapid and effective screening techniques for reactive metabolites of xenobiotics presents particular interest.</p></sec><sec><title>Objective</title><p>Objective. Development of a new technique for modeling the processes of xenobiotic biotransformation in vitro to identify potential metabolites of indapamide.</p></sec><sec><title>Materials and methods</title><p>Materials and methods. Non-enzymatic instrumental methods, such as electrochemical oxidation (ECO) and photocatalytic oxidation (PCO) in volume, were used as comparison methods. The second phase of metabolism was modeled by incubating the oxidation products of indapamide with a trapping agent (glutathione, GSH). The oxidation products, as well as their conjugates with GSH, were then analyzed by high-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry (HPLC–MS/MS). The developed one-pot technique for metabolism modeling is based on a UV-induced PCO of a xenobiotic in the presence of GSH on the surface of a target functionalized with titanium dioxide followed by detection of the products by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI).</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. In use of ECO resulted in the detection of 5 metabolites and 3 adducts with GSH, while the use of PCO in the volume allowed detection of 7 metabolites and 1 adduct with GSH. The new one-pot technique detected 8 adducts with GSH. In addition to the detection of a number of known indapamide metabolites and their conjugates with GSH, a total of 4 previously unstudied metabolites and adducts with GSH were each detected for indapamide by the three methods.</p></sec><sec><title>Conclusions</title><p>Conclusions. In comparison with ECO and PCO in volume, the proposed analytical technique for modeling indapamide metabolism showed its higher informativity combined with simplicity and rapidity, which makes it a promising candidate for use in preclinical studies of drugs in predicting the metabolism and toxicity of pharmaceutical objects, as well as in studying the biotransformation processes of various xenobiotics.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>индапамид</kwd><kwd>МАЛДИ масс-спектрометрический анализ</kwd><kwd>аддукты</kwd><kwd>электрохимическое окисление</kwd><kwd>глутатион</kwd><kwd>фотокаталитическое окисление</kwd><kwd>ксенобиотики</kwd><kwd>реактивные метаболиты</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>indapamide</kwd><kwd>MALDI mass spectrometric analysis</kwd><kwd>adducts</kwd><kwd>electrochemical oxidation</kwd><kwd>glutathione</kwd><kwd>photocatalytic oxidation</kwd><kwd>xenobiotics</kwd><kwd>reactive metabolites</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">исследование выполнено в рамках государственного задания № 388-00072-23-00, НИР шифр «Мишень»</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">the work was carried out within the framework of the State task of the Federal Medical-Biological Agency № 388-00072-23-00, scientific research work code: “Mishen”</funding-statement></funding-group></article-meta></front><body><sec><title>ВВЕДЕНИЕ</title><p>Индапамид (ИПМ), представляющий собой сульфаниламидное производное индольного ряда, рассматривается как одно из наиболее эффективных диуретических средств, применяемых при артериальной гипертензии и застойной сердечной недостаточности1.</p><p>ИПМ, структура которого приведена на рисунке 1, является галогенсодержащим соединением с брутто-формулой C16H16ClN3O3S (m/z [М-Н]- 364,05).</p><fig id="fig-1"><caption><p>Рисунок подготовлен по данным [1]</p><p>Рис. 1. Структурная формула индапамида</p></caption><graphic xlink:href="mes-27-1-g001.jpeg"><uri content-type="original_file">https://cdn.elpub.ru/assets/journals/mes/2025/1/JcjT1NJDWOYrHBbWOpGsNRpUASox2eM62PalOeja.jpeg</uri></graphic></fig><p>Применение ИПМ может сопровождаться рядом побочных эффектов, среди которых отмечены реакции гиперчувствительности: сыпь и фоточувствительность [2–4].</p><p>Возникновение идиосинкразических реакций на чужеродные для организма химические соединения (ксенобиотики) во многом определяется их метаболической биотрансформацией2. В этом плане ИПМ, который активно метаболизирует в организме человека, представляется интересным объектом для углубленного изучения продуктов его биотрансформации, идентификация которых может быть весьма полезной для отслеживания механизмов возникновения кожных реакций и иных проявлений индивидуальной непереносимости лекарственных препаратов и ксенобиотиков.</p><p>Процессы превращений ксенобиотиков в организме подразделяются на три основные фазы. Первая — химическая трансформация под действием окислительно-восстановительных или гидролитических ферментов с образованием первичных метаболитов, как правило, обогащенных полярными функциональными группами. Это повышает гидрофильность молекул, благодаря чему они эффективнее выводятся из организма [<xref ref-type="bibr" rid="cit5">5</xref>]. В ходе второй фазы первичные метаболиты могут вступать в реакции конъюгации с эндогенными молекулами, образуя стабильные (ковалентные) аддукты [<xref ref-type="bibr" rid="cit6">6</xref>]. Во время третьей фазы продукты метаболизма выводятся из организма, что происходит обычно при участии транспортных белков [<xref ref-type="bibr" rid="cit7">7</xref>].</p><p>Следует отметить, что наибольшую опасность для организма представляют короткоживущие метаболиты ксенобиотиков, так как они за счет своей высокой реакционной способности вступают в реакции с белками, нарушая тем самым их функциональную активность. Непосредственно детектировать реактивные метаболиты в организме непросто, однако возможно их косвенное определение через аддукты с биомолекулами. По сравнению со свободными метаболитами такие аддукты (конъюгаты) являются более информативными биомаркерами воздействия на организм экзогенного соединения в связи с более длительным пребыванием в организме [<xref ref-type="bibr" rid="cit8">8</xref>]. Одним из важнейших конъюгирующих агентов в организме служит восстановленный глутатион (GSH) — трипептид, имеющий ключевое значение для защиты клеток от токсического повреждения ксенобиотиками [<xref ref-type="bibr" rid="cit9">9</xref>]. В процессе метаболизма ксенобиотиков GSH реагирует с такими субстратами, как эпоксиды, галогениды, активные непредельные соединения, после чего образующиеся аддукты выводятся из организма с желчью или мочой [<xref ref-type="bibr" rid="cit10">10</xref>]. В связи с этим GSH используют в модельных экспериментах в качестве низкомолекулярной ловушки для выявления реакционноспособных продуктов метаболизма ксенобиотиков. Такие исследования являются важным этапом фармацевтической разработки, поскольку позволяют предсказать токсичность и оценить безопасность потенциального лекарственного препарата [<xref ref-type="bibr" rid="cit11">11</xref>].</p><p>Традиционно для моделирования метаболизма ксенобиотиков применяют биохимические методы с использованием клеток или субклеточных фракций. К последним относятся микросомы печени, содержащие ферменты первой фазы метаболизма (цитохром Р450), цитозоль, обогащенную ферментами второй фазы (трансферазами), или фракцию S9, содержащую полный набор метаболических ферментов I и II фаз биотрансформации ксенобиотиков [<xref ref-type="bibr" rid="cit5">5</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="cit12">12</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="cit13">13</xref>]. Однако биохимические методы имеют ряд недостатков, среди которых можно отметить низкую производительность, высокую трудозатратность, сложность выделения индивидуальных метаболитов из биологических матриц и другие.</p><p>В связи с этим в последнее время активно развиваются альтернативные подходы к моделированию метаболизма на основе неферментативных инструментальных методов, не требующих использования биологических матриц, что позволяет существенно сократить время и затраты на исследование [<xref ref-type="bibr" rid="cit14">14</xref>]. Чаще всего для этого используют такие методы, как электрохимическое окисление (ЭХО) [<xref ref-type="bibr" rid="cit15">15</xref>] или фотокаталитическое окисление (ФКО) [<xref ref-type="bibr" rid="cit16">16</xref>].</p><p>В методе ЭХО окисление ксенобиотиков проводят в электрохимическом реакторе, где окислителем выступают активные формы кислорода [<xref ref-type="bibr" rid="cit17">17</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="cit18">18</xref>]. Сопряжение электрохимической ячейки с масс-спектрометром [<xref ref-type="bibr" rid="cit19">19</xref>] или хромато-масс-спектрометром [<xref ref-type="bibr" rid="cit20">20</xref>] позволяет регистрировать продукты ЭХО в режиме реального времени. Этот способ позволяет моделировать не только первую, но и вторую фазу метаболизма, если после ЭХО проводят обработку улавливающими агентами, такими как GSH или цистеин [<xref ref-type="bibr" rid="cit21">21</xref>]. Как показано на примере N-деалкилирования имипрамина и диазепама в исследовании Shono T. et al. [<xref ref-type="bibr" rid="cit22">22</xref>], применение ЭХО обеспечивает больший выход метаболитов по сравнению с микросомальной фракцией.</p><p>В другом методе моделирования метаболизма ФКО, реакции окисления ксенобиотиков инициируются под действием светового излучения в присутствии катализаторов [<xref ref-type="bibr" rid="cit23">23</xref>]. Диоксид титана (TiO2) является одним из наиболее активно используемых фотокатализаторов благодаря своим оптическим и фотохимическим свойствам, а также низкой стоимости [<xref ref-type="bibr" rid="cit24">24</xref>]. Кроме того, в работе Ruokolainen M. et al. [<xref ref-type="bibr" rid="cit25">25</xref>] было показано, что индуцированное ультрафиолетовым излучением фотокаталитическое окисление в суспензии диоксида титана (УФ/TiO2-ФКО) позволяет воспроизводить больше реакций первой фазы метаболизма, происходящих в микросомах печени человека, чем при использовании ЭХО или реакции Фентона.</p><p>Несмотря на развитие новых подходов к моделированию биотрансформации ксенобиотиков, исследование метаболизма в каждом новом случае, тем не менее представляет сложную и трудоемкую задачу. В связи с этим разработка более простой и эффективной методики получения и идентификации метаболитов ксенобиотиков является актуальной.</p><p>Цель исследования — разработка новой методики моделирования процессов биотрансформации ксенобиотиков in vitro для выявления потенциальных метаболитов индапамида.</p></sec><sec><title>МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ</title></sec><sec><title>Электрохимическое окисление индапамида и получение аддуктов с глутатионом</title><p>При разработке методики ЭХО ИПМ опирались на данные, полученные в работе [<xref ref-type="bibr" rid="cit26">26</xref>], с использованием аналогичной системы для ЭХО. В пробирку объемом 15 мл помещали 10 мг субстанции ИПМ (analytical standard; Merck, Германия) и добавляли 10 мл метанола (HPLC grade; Merck, Германия), после чего интенсивно перемешивали c помощью перемешивающего устройства типа «вортекс» BR-2000 Vortexer (Bio-Rad, США) до растворения субстанции. Для получения рабочего раствора ИПМ стоковый раствор (1 мг/мл в метаноле) разбавляли 75% (об./об.) водным ацетонитрилом (HPLC grade; Merck, Германия) с добавлением формиата аммония (10 мМ; рН 7,4; чистота 97%; Merck, Германия) до концентрации 50 мкг/мл.</p><p>Трехэлектродную электрохимическую ячейку μ-PrepCell™ (объем 0,7 мкл, слой электролита 50 мкм, рабочий электрод — Glassy carbon) в составе ROXY™ ЕС system (Antec, Нидерланды) предварительно промывали 5 мл дистиллированной воды с помощью автоматического шприцевого насоса Harvard (702212B, Harvard Apparatus, США) со скоростью потока 100 мкл/мин. После этого через ячейку пропускали 5 мл 50% (об./об.) водного раствора ацетонитрила со скоростью потока 100 мкл/мин.</p><p>Для проведения ЭХО через ячейку пропускали 100 мкл рабочего раствора ИПМ со скоростью 15 мкл/мин. Электролиз проводили при 37 °С и постоянном напряжении 2,4 В. Продукты окисления ИПМ собирали в микропробирку, раствор метаболитов разбавляли пятикратно деионизованной водой и помещали в виалы для последующего ВЭЖХ-МС/МС анализа.</p><p>При исследовании аддуктов с GSH (чистота &gt;98%; Merck, Германия) раствор, прошедший через электрохимическую ячейку, собирали в пробирку, содержащую 100 мкл водного раствора GSH (1 мг/мл), и инкубировали в течение часа при температуре 37 °С. Затем полученную смесь с GSH разбавляли в 25 раз деионизованной водой и переносили в виалы для последующего анализа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС/МС).</p></sec><sec><title>Индуцированное ультрафиолетовым излучением фотокаталитическое окисление индапамида в присутствии наночастиц диоксида титана в микропробирке и получение аддуктов с глутатионом</title><p>При разработке методики УФ/TiO2-ФКО ИПМ опирались на ранее предложенный подход, описанный в работе [<xref ref-type="bibr" rid="cit27">27</xref>]. В пробирку объемом 1,5 мл помещали 10 мг субстанции ИПМ и добавляли 1 мл метанола, после чего интенсивно перемешивали c помощью перемешивающего устройства типа «вортекс» BR-2000 Vortexer до растворения субстанции. Для получения рабочего раствора стоковый раствор ИПМ (10 мг/мл в метаноле) разбавляли деионизованной водой до концентрации 1 мг/мл.</p><p>В микропробирку объемом 2 мл добавляли 10 мг наночастиц диоксида титана TiO2 (соотношение полиморфных модификаций анатаз: рутил = 80/20; «Плазмотерм», Россия) и 2 мл деионизованной воды. После чего помещали суспензию в ультразвуковую ванну на 10 мин. Полученную суспензию (5 мг/мл) использовали сразу после приготовления.</p><p>В микропробирку объемом 0,2 мл добавляли 12,5 мкл раствора ИПМ (1 мг/мл в 10% (об./об.) водном метаноле), 12,5 мкл суспензии TiO2 (5 мг/мл), 150 мкл деионизованной воды. Затем открытую микропробирку помещали в пластиковый держатель и накрывали изготовленной в лаборатории панелью для ультрафиолетового облучения (светодиоды BL-L522VC (λmax = 405 нм; Betlux Electronics, Китай), закрепленные на непроводящей подложке), выдерживали в течение 30 мин. При поиске аддуктов с GSH после завершения облучения к суспензии добавляли 5 мкл водного раствора GSH (5 мг/мл) и инкубировали в течение часа при температуре 37 °С.</p><p>Для очистки от TiO2 использовали центрифужные фильтры Costar® Spin-X® (размер пор — 0,22 мкм, нейлоновая мембрана; Corning, США). В фильтр добавляли 150 мкл суспензии с продуктами окисления ИПМ и 150 мкл деионизованной воды, после чего центрифугировали в течение 5 мин при 10 000 g с использованием центрифуги MiniSpin (Eppendorf, Германия). Фильтрат переносили в другую микропробирку, а к использованному фильтру добавляли 300 мкл ацетонитрила с 0,1% (об./об.) муравьиной кислотой (чистота 98%; Merck, Германия) и снова центрифугировали в течение 5 мин при 10 000 g. Данный фильтрат объединяли с полученным ранее и упаривали с помощью центрифужного испарителя SpeedVac (Eppendorf, Германия). К осадку добавляли 5% (об./об.) водный ацетонитрил c 0,1% (об./об.) муравьиной кислотой до итоговой концентрации GSH 20 мкг/мл, полученный раствор затем помещали в виалу для последующего ВЭЖХ-МС/МС анализа.</p></sec><sec><title>Индуцированное ультрафиолетовым излучением фотокаталитическое окисление индапамида в присутствии наночастиц диоксида титана и получение аддуктов с глутатионом на поверхности МАЛДИ-мишени</title><p>В качестве подложки использовали полированную МАЛДИ-мишень из нержавеющей стали. На поверхность ячеек МАЛДИ-мишени наносили по 2 мкл суспензии TiO2 (2 мг/мл) и высушивали при комнатной температуре.</p><p>На ячейки мишени, функционализированные TiO2, наносили:</p><p>Мишень с нанесенными образцами накрывали ранее описанной панелью для ультрафиолетового облучения и облучали в течение 30 мин. После завершения облучения отбирали по 1 мкл из каждой капли и переносили на соседнюю ячейку, после чего добавляли 1 мкл раствора (20 мг/мл в 80% (об./об.) водном ацетонитриле с 0,1% (об./об.) трифторуксусной кислотой (чистота 99%; Merck, Германия)) матрицы 2,5-дигироксибензойной кислоты (DHB; Bruker Daltonik GmbH, Германия). Мишень высушивали при комнатной температуре перед анализом методом МАЛДИ масс-спектрометрии.</p></sec><sec><title>Анализ продуктов окисления индапамида и их аддуктов с глутатионом методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией</title><p>Для проведения ВЭЖХ-МС/МС анализа использовали аналитическую систему, состоящую из жидкостного хроматографа Agilent 1290 Infinity (Agilent Technologies, США) и масс-спектрометра типа «ионная ловушка» AmaZon ETD (Bruker Daltonik GmbH, Германия) с источником ионов с ионизацией электрораспылением. Экспериментальные данные регистрировали и обрабатывали с помощью программного пакета DataAnalysis 5.0 (Bruker Daltonik GmbH, Германия).</p><p>Хроматографическое разделение осуществляли при следующих условиях: колонка — ZORBRAX Eclipse Plus C18 Rapid Resolution High Definition (2,1×150 мм, 1,8 мкм; Agilent Technologies, США); температура колонки 40 °C; скорость потока подвижной фазы 200 мкл/мин; объем вводимой пробы 5 мкл; фаза А — 0,1% (об./об.) водный раствор муравьиной кислоты; фаза Б — 0,1% (об./об.) раствор муравьиной кислоты в 90% (об./об.) водном ацетонитриле; режим элюирования — градиентный: 5% Б (0–2 мин), 5–60% Б (2–30 мин), 60% Б (30–31 мин), 60–5% Б (31–32 мин), 5% Б (32–37 мин).</p><p>Масс-спектрометрический анализ осуществляли при следующих условиях работы масс-спектрометра: напряжение на капилляре 4,5 кВ; давление небулайзера 2,2 бар; осушающий газ — азот; скорость потока осушающего газа 9 л/мин; температура осушающего газа 280 °С; режим работы — Auto MS/MS; режим сканирования — Auto MS/MS; диапазон m/z 100–1000; скользящая средняя — отключена; частота спектров 4 Гц; тип фрагментации — диссоциация, активированная соударениями; газ для соударений — гелий; число ионов-предшественников — 3; окно изоляции иона-предшественника — 3,5 m/z. Метаболиты ИПМ анализировали в режиме регистрации отрицательных ионов, а аддукты с GSH — в режиме регистрации положительных ионов. Калибровку масс-спектрометра проводили с использованием 1 мМ раствора формиата натрия (чистота 97%; Merck, Германия) в 90% (об./об.) водном изопропаноле (HPLC grade; Merck, Германия).</p></sec><sec><title>МАЛДИ масс-спектрометрический анализ</title><p>Масс-спектрометрический анализ реактивных метаболитов ИПМ и их аддуктов с GSH проводили с помощью тандемного времяпролетного масс-спектрометра UltrafleXtreme (Bruker Daltonik GmbH, Германия), оснащенного Nd:YAG лазером (λ = 355 нм), на базе ресурсного центра «Развитие молекулярных и клеточных технологий» Научного парка СПбГУ.</p><p>Регистрацию масс-спектров осуществляли в режиме рефлектрон с детектированием положительных ионов при следующих параметрах работы масс-спектрометра: диапазон m/z — 300–1100; напряжение на первом источнике 19,0 кВ; напряжение на втором источнике 16,8 кВ; напряжение на линзах 7,0 кВ; напряжение на первом отражателе 20,5 кВ; напряжение на втором отражателе 10,5 кВ; задержка импульсной экстракции ионов 90 нс. Для получения одного спектра было использовано 10 000 актов облучения образца лазером при мощности лазера 60% и частоте облучения 2000 Гц. Для регистрации и интерпретации масс-спектров были использованы программные продукты Flex Control и Flex Analysis (Bruker Daltonik GmbH, Германия).</p><p>Тандемный масс-спектрометрический анализ проводили в режиме индуцированной лазером диссоциации при следующих параметрах работы масс-спектрометра: окно селектора иона-предшественника 2 m/z; напряжение на первом источнике 7,6 кВ; напряжение на втором источнике 6,9 кВ; напряжение на линзах 3,5 кВ; напряжение на первом отражателе 29,4 кВ; напряжение на втором отражателе 14,1 кВ; LIFT 1 (19,0 кВ); LIFT 2 (3,2 кВ); задержка импульсной экстракции ионов 90 нс.</p><p>Калибровку масс-спектрометра осуществляли с использованием калибровочной смеси Peptide calibration standard II (Bruker Daltonik GmbH, Германия).</p></sec><sec><title>РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ</title><p>На первом этапе изучения метаболизма ИПМ было проведено сравнение двух наиболее распространенных неферментативных подходов для получения продуктов окисления ксенобиотиков in vitro: электрохимическое окисление (ЭХО) и УФ-индуцированное фотокаталитическое окисление в присутствии наночастиц диоксида титана (УФ/TiO2-ФКО). Согласно литературным данным [<xref ref-type="bibr" rid="cit28">28</xref>] для ИПМ известно пять метаболитов (М1–М5), каждый из которых способен вступать в реакцию с GSH. Выбор GSH в качестве улавливающего агента обусловлен его важной ролью в метаболизме ксенобиотиков в организме человека (является одной из основных биомолекул, участвующих в связывании реактивных продуктов метаболизма ксенобиотиков), а также его способностью вступать в реакции конъюгации с молекулами, в составе которых есть группы хиноидного типа (присутствие таких групп характерно для ряда метаболитов ИПМ).</p><p>Схема проведения эксперимента с использованием ЭХО представлена на рисунке 2А.</p><fig id="fig-2"><caption><p>Рисунок подготовлен авторами по собственным данным</p><p>Рис. 2. Алгоритм получения продуктов окисления ксенобиотика методом ЭХО (А) или УФ/TiO2-ФКО (Б) с последующей конъюгацией с GSH и ВЭЖХ-МС/МС анализом (на примере ИПМ)</p></caption><graphic xlink:href="mes-27-1-g002.jpeg"><uri content-type="original_file">https://cdn.elpub.ru/assets/journals/mes/2025/1/eCffDqmDbmZtvctBGpcL6Ec2lnkv1Ys0ZsQi2CIV.jpeg</uri></graphic></fig><p>Окисление осуществляли с использованием электрохимической системы Roxy Exceed, оснащенной электрохимическим реактором μ-PrepCell. Часть реакционной смеси затем отбирали для последующего анализа, остальное смешивали с раствором GSH и инкубировали в течение часа при 37 °С.</p><p>По результатам ВЭЖХ-МС/МС анализа было выявлено наличие 3 известных метаболитов ИПМ (M1, M4, M5), а также 2 метаболитов с m/z 381,93 (ПМ2) и m/z 429,96 (ПМ6), которые в литературе ранее описаны не были; соответствующие данные представлены на рисунке 3А. Кроме того, ВЭЖХ-МС/МС анализ инкубационной смеси продуктов окисления ИПМ и GSH позволил обнаружить 3 сигнала, которые по наличию изотопного распределения, характерного для соединений, содержащих в своем составе атом хлора, и результатам тандемного масс-спектрометрического анализа были отнесены к аддуктам GSH с 2 известными (M2, M4) и 1 необнаруженным (ПМ7) метаболитами ИПМ; соответствующие данные представлены на рисунке 3Б. Сведения об обнаруженных продуктах ЭХО ИПМ, а также аддуктах с GSH представлены в таблице 1.</p><fig id="fig-3"><caption><p>Рисунок подготовлен авторами по собственным данным</p><p>Рис. 3. Масс-хроматограммы метаболитов ИПМ, полученных методом ЭХО (А), и их аддуктов с GSH (Б), а также полученных методом УФ/TiO2-ФКО (В) и их аддуктов с GSH (Г)</p><p>Примечание: на рисунке представлены фрагменты масс-спектров с указанием обнаруженных метаболитов ИПМ и их аддуктов с GSH.</p></caption><graphic xlink:href="mes-27-1-g003.jpeg"><uri content-type="original_file">https://cdn.elpub.ru/assets/journals/mes/2025/1/Wr3Ha8vCLBKjfbuFV4mGIC0kdSViV3xiIQYjhRqn.jpeg</uri></graphic></fig><table-wrap id="table-1"><caption><p>Таблица 1. Молекулярные массы и вероятные структуры метаболитов ИПМ и их m/z аддуктов с GSH, обнаруженных тремя способами</p><p>Таблица составлена авторами по собственным данным</p><p>Примечание: в скобках приведены значения m/z метаболитов, описанных в литературе, но не обнаруженных в рамках выполненных экспериментов; УФ/TiO2-ФКО/ММ — УФ/TiO2-ФКО на МАЛДИ-мишени.</p></caption><table><tbody><tr><td>Метаболит</td><td>Структурная формула</td><td>Методы моделирования биотрансформации</td></tr><tr><td>ЭХО</td><td>УФ/TiO2-ФКО</td><td>УФ/TiO2-ФКО/ММ</td></tr><tr><td>m/z метаболита [M-H]–</td><td>m/z аддукта с GSH[M+H]+</td><td>m/z метаболита[M-H]–</td><td>m/z аддукта с GSH[M+H]+</td><td>m/z аддукта с GSH[M+H]+</td></tr><tr><td>M1</td><td></td><td>361,98</td><td>-</td><td>361,93</td><td>-</td><td>669,10671,10</td></tr><tr><td>M2</td><td></td><td>(378)</td><td>685,12</td><td>377,95</td><td>-</td><td>685,09</td></tr><tr><td>M3</td><td></td><td>(380)</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>687,11</td></tr><tr><td>M4</td><td></td><td>393,99</td><td>701,12</td><td>393,98</td><td>-</td><td>701,09</td></tr><tr><td>M5</td><td></td><td>397,96</td><td>-</td><td>397,89</td><td>-</td><td>705,09</td></tr><tr><td>ПM1</td><td></td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>657,09</td></tr><tr><td>ПM2</td><td></td><td>381,93</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>ПM3</td><td></td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>703,10</td></tr><tr><td>ПM4</td><td></td><td>-</td><td>-</td><td>408,00</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>ПM5</td><td></td><td>-</td><td>-</td><td>409,93</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>ПM6</td><td></td><td>429,96</td><td>-</td><td>429,92</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>ПM7</td><td></td><td>-</td><td>753,07</td><td>-</td><td>753,19</td><td>-</td></tr></tbody></table></table-wrap><p>Таким образом, метод ЭХО позволяет получать метаболиты ИПМ, однако обладает рядом недостатков:</p><p>Учитывая вышеперечисленное, констатировали, что моделирование метаболизма ксенобиотиков методом ЭХО является длительным и затратным.</p><p>На следующем этапе исследования нами были смоделированы процессы метаболизма ИПМ методом УФ/TiO2-ФКО. Схема проведения УФ/TiO2-ФКО приведена на рисунке 2Б. На первом этапе осуществлялось облучение УФ-излучением пробирки с инкубационной смесью (водная суспензия наночастиц TiO2, содержащая ИПМ), после завершения облучения в пробирку добавляли GSH и осуществляли процедуру конъюгации улавливающего агента с продуктами УФ/TiO2-ФКО ИПМ. Этапы окисления и конъюгации длятся в сумме 90 мин, как и в случае ЭХО. Однако преимуществом УФ/TiO2-ФКО является возможность параллельного проведения нескольких экспериментов, что значительно экономит время при подборе условий окисления. В целом по сравнению с ЭХО метод УФ/TiO2-ФКО является более экономичным с точки зрения расходов как реактивов, так и исследуемых веществ. Однако при этом для дальнейшего проведения ВЭЖХ-МС/МС анализа возникает необходимость проведения пробоподготовки, включающей удаление частиц диоксида титана во избежание их попадания в хроматографическую систему.</p><p>По результатам ВЭЖХ-МС/МС анализа продуктов УФ/TiO2-ФКО ИПМ (рис. 3В) было установлено образование 4 известных метаболитов ИПМ (M1, M2, М4, М5), а также 3 ранее не описанных метаболитов с m/z 408,00 (ПМ4), m/z 409,93 (ПМ5) и m/z 429,92 (ПМ6). Следует отметить, что метаболит М2, как и предполагаемые метаболиты ПМ4 и ПМ5, не был обнаружен при использовании метода ЭХО.</p><p>При анализе продуктов взаимодействия GSH с метаболитами ИПМ был зафиксирован только один сигнал, который по наличию характерного изотопного распределения и результатам тандемного масс-спектрометрического анализа был отнесен к аддукту GSH с потенциальным метаболитом ПM7 (рис. 3Г). ПM7-GSH стал единственным обнаруженным аддуктом, в то время как методом ЭХО было идентифицировано 3 аддукта.</p><p>Результаты, полученные методами ЭХО и УФ/TiO2-ФКО для ИПМ, в целом сопоставимы, но оба метода имеют ряд недостатков, которые делают их весьма трудоемкими и времязатратными. Можно сформулировать ряд сложностей, которые должны быть решены при разработке более производительной методики скрининга реактивных метаболитов ксенобиотиков:</p><p>Дальнейшая работа была направлена на разработку методики моделирования метаболизма ИПМ, в которой перечисленные недостатки были бы устранены или значительно уменьшены.</p><p>Среди методов определения метаболитов ксенобиотиков и их аддуктов широкое применение получила масс-спектрометрия с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (МАЛДИ). Данный метод отличается экспрессностью и высокой производительностью, так как процедура анализа включает в себя стадию нанесения всех необходимых образцов на одну твердую подложку (мишень) с последующей регистрацией сигналов аналитов без дополнительной пробоподготовки.</p><p>Мы установили, что если на ячейку МАЛДИ-мишени, функционализированную TiO2, нанести ксенобиотик с добавкой улавливающего агента (GSH), то образующиеся в ходе проведения УФ/TiO2-ФКО реактивные метаболиты могут in situ связываться с тиольной группой пептида, и последующий МС анализ позволяет детектировать короткоживущие продукты окисления в форме аддуктов.</p><p>Исходя из этого был предложен алгоритм проведения УФ/TiO2-ФКО ИПМ на МАЛДИ-мишени (УФ/TiO2-ФКО/ММ), представленный на рисунке 4.</p><fig id="fig-4"><caption><p>Рисунок подготовлен авторами по собственным данным</p><p>Рис. 4. Алгоритм получения метаболитов ИПМ и их аддуктов с GSH методом УФ/TiO2-ФКО/ММ</p></caption><graphic xlink:href="mes-27-1-g004.jpeg"><uri content-type="original_file">https://cdn.elpub.ru/assets/journals/mes/2025/1/CAICeK7UqT6gUQBp0WAQM6LECvADL46sXetZ152d.jpeg</uri></graphic></fig><p>Для выбора оптимального времени окисления проводили поиск аддуктов после 1, 5, 10, 20 и 30 мин УФ-облучения. Полученные масс-спектры представлены на рисунке 5.</p><fig id="fig-5"><caption><p>Рисунок подготовлен авторами по собственным данным</p><p>Рис. 5. МАЛДИ масс-спектры аддуктов GSH с метаболитами ИПМ при проведении УФ/TiO2-ФКО/ММ при УФ-облучении инкубационной смеси в течение 0 мин (А), 5 мин (Б), 10 мин (В), 20 мин (Г), 30 мин (Д)</p></caption><graphic xlink:href="mes-27-1-g005.jpeg"><uri content-type="original_file">https://cdn.elpub.ru/assets/journals/mes/2025/1/ityc2gOtD0yOfKPcUI0iCuuiPmYmRrybA1naf5AF.jpeg</uri></graphic></fig><p>Из результатов масс-спектрометрического анализа следует, что после 5 мин облучения сигналы аддуктов GSH с метаболитами ИПМ еще не обнаруживаются. На 10 мин УФ/TiO2-ФКО были зафиксированы три сигнала, один из которых (m/z 687,12) принадлежит продукту конъюгации GSH с известным метаболитом ИПМ (M3), а другой (m/z 703,11) можно отнести к аддукту GSH с ранее не изученным продуктом метаболизма ИПМ (ПМ3). Для образцов, отобранных после 20 мин облучения, в масс-спектрах наблюдался рост интенсивности вышеуказанных сигналов.</p><p>Наиболее полную информацию об аддуктах GSH с метаболитами ИПМ предоставлял масс-спектр, соответствующий выдерживанию образцов под УФ- облучением в течение 30 мин. Помимо идентифицированных ранее продуктов конъюгации, были обнаружены сигналы со значениями m/z 669,10, 685,09, 701,09 и 705,10, соответствующие аддуктам с известными метаболитами ИПМ (M1, M2, M4, M5), а также сигнал с m/z 657,09, принадлежащий аддукту с потенциальным метаболитом ПМ1. Сведения о выявленных аддуктах представлены в таблице 1. Следует отметить, что наибольшее внимание с точки зрения опасности для организма заслуживают, с нашей точки зрения, метаболиты М3, ПМ1 и ПМ3, которые регистрируются только в виде аддуктов с GSH, причем только методом УФ/TiO2-ФКО/ММ в условиях конъюгации in situ, что свидетельствует об их высокой реакционной способности.</p><p>В отличие от методик ЭХО и УФ/TiO2-ФКО, в этом случае в масс-спектрах было обнаружено значительное количество сигналов, отнесенных к аддуктам GSH с продуктами окисления ИПМ, как показано на диаграмме (рис. 6), что позволяет сделать вывод о перспективности предложенного подхода.</p><fig id="fig-6"><caption><p>Рисунок подготовлен авторами по собственным данным</p><p>Рис. 6. Численное сопоставление обнаруженных аддуктов GSH c продуктами окисления ИПМ, полученных тремя различными методами</p></caption><graphic xlink:href="mes-27-1-g006.jpeg"><uri content-type="original_file">https://cdn.elpub.ru/assets/journals/mes/2025/1/oXTXah5donjLH9g7EJ6wHtLlCYW364x0O2XVsMai.jpeg</uri></graphic></fig><p>В совокупности тремя методами для ИПМ было идентифицировано по 4 ранее не изученных метаболита (m/z [M-H]- 381,93; 408,00; 409,93; 429,96) и аддукта с GSH (m/z [M+H]+ 657,09; 671,10; 703,10; 753,19).</p><p>Cледует отметить, что рассмотренные в работе неферментативные методы моделирования биотрансформации ксенобиотиков (ЭХО, УФ/TiO2-ФКО) не могут выступать в качестве полноценной альтернативы классическим биологическим системам (микросомальная или S9 фракции печени, первичные гепатоциты и др.), так как каждый из методов не может полностью воспроизвести полный набор ферментативных реакций, происходящих в ходе первой фазы метаболизма. В то же время данные инструментальные подходы позволяют быстро и относительно дешево получать продукты окисления в чистом растворе без необходимости трудоемкого процесса очистки от биологической матрицы, что особенно актуально при проведении скрининговых исследований потенциальной токсичности ксенобиотика</p></sec><sec><title>ЗАКЛЮЧЕНИЕ</title><p>В ходе выполнения работы было проведено исследование потенциальных метаболитов ИПМ, полученных с помощью таких неферментативных методов моделирования процессов первой фазы биотрансформации ксенобиотиков, как ЭХО и УФ/TiO2-ФКО в объеме. Моделирование второй фазы метаболизма осуществлялось путем инкубации продуктов окисления индапамида с улавливающим агентом (GSH).</p><p>По результатам ВЭЖХ-МС/МС анализа метаболитов и их конъюгатов с GSH в случае ЭХО было обнаружено 5 метаболитов и 3 аддукта с GSH, а при использовании УФ/TiO2-ФКО в объеме было обнаружено 7 метаболитов и 1 аддукт с GSH. Кроме того, была разработана новая методика in vitro выявления реактивных метаболитов ксенобиотиков, основанная на проведении УФ/TiO2-ФКО в присутствии улавливающего агента (GSH) на поверхности МАЛДИ-мишени, функционализированной диоксидом титана, с последующим МАЛДИ масс-спектрометрическим анализом продуктов окисления и их конъюгатов. Продемонстрировано, что разработанная методика выявления реактивных метаболитов ксенобиотиков в случае ИПМ превосходит общепринятые подходы как по производительности, так и по информативности, позволяя обнаруживать большее число потенциально опасных метаболитов (обнаружено 8 аддуктов с глутатионом).</p><p>1. Машковский МД. Лекарственные средства. М.: Новая Волна; 2024.2. Граник ВГ. Метаболизм экзогенных соединений. Лекарственные средства и другие ксенобиотики. М.: Вузовская книга; 2015.</p></sec></body><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wojnarowska Z, Grzybowska K, Hawelek L, Dulski M, Wrzalik R, Gruszka I et al. Molecular dynamics, physical stability and solubility advantage from amorphous indapamide drug. Mol Pharm. 2013;10(10):3612–27. https://doi.org/10.1021/mp400116q</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wojnarowska Z, Grzybowska K, Hawelek L, Dulski M, Wrzalik R, Gruszka I et al. Molecular dynamics, physical stability and solubility advantage from amorphous indapamide drug. Mol Pharm. 2013;10(10):3612–27. https://doi.org/10.1021/mp400116q</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sanz-Muñoz C, Martínez-Morán C, Torrero-Antón MV, Miranda-Romero A. Indapamide-Associated Stevens-Johnson Syndrome. Actas Dermosifiliogr. 2008;99(4):321–2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sanz-Muñoz C, Martínez-Morán C, Torrero-Antón MV, Miranda-Romero A. Indapamide-Associated Stevens-Johnson Syndrome. Actas Dermosifiliogr. 2008;99(4):321–2.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mourad SS, Barary MA, El-Yazbi AF. Sensitive “release-on-demand” fluorescent genosensors for probing DNA damage induced by commonly used cardiovascular drugs: Comparative study. Int J Biol Macromol. 2024;269(1):131821. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.131821</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mourad SS, Barary MA, El-Yazbi AF. Sensitive “release-on-demand” fluorescent genosensors for probing DNA damage induced by commonly used cardiovascular drugs: Comparative study. Int J Biol Macromol. 2024;269(1):131821. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.131821</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rutherford T, Sinclair R. Photo-onycholysis due to indapamide. Australas J Dermatol. 2007;48(1):35–6.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rutherford T, Sinclair R. Photo-onycholysis due to indapamide. Australas J Dermatol. 2007;48(1):35–6.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liu L, Cui H, Huang Y, Hao Y, Zhou Y, Wan Y. Molecular docking and in vitro evaluations reveal the role of human cytochrome P450 3A4 in the cross-coupling metabolism of phenolic xenobiotics. Environ Res. 2023;220:115256. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115256</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liu L, Cui H, Huang Y, Hao Y, Zhou Y, Wan Y. Molecular docking and in vitro evaluations reveal the role of human cytochrome P450 3A4 in the cross-coupling metabolism of phenolic xenobiotics. Environ Res. 2023;220:115256. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115256</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shang J, Coe KJ, Lim HK, Chen L, Khatri BB, Salter R et al. Application of Covalent Binding Body Burden in the HμREL Human Hepatocyte Coculture Model for Reactivity Risk Assessment of Metabolically Low Turnover Drugs. Chem Res Toxicol. 2024;37(4):540–4. https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.4c00046</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shang J, Coe KJ, Lim HK, Chen L, Khatri BB, Salter R et al. Application of Covalent Binding Body Burden in the HμREL Human Hepatocyte Coculture Model for Reactivity Risk Assessment of Metabolically Low Turnover Drugs. Chem Res Toxicol. 2024;37(4):540–4. https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.4c00046</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Norman BH. Drug Induced Liver Injury (DILI). Mechanisms and Medicinal Chemistry Avoidance/Mitigation Strategies. J Med Chem. 2020;63(20):11397–419. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.0c00524</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Norman BH. Drug Induced Liver Injury (DILI). Mechanisms and Medicinal Chemistry Avoidance/Mitigation Strategies. J Med Chem. 2020;63(20):11397–419. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.0c00524</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Савельева ЕИ, Корягина НЛ, Орлова ОИ. Определение аддуктов отравляющих веществ с биомолекулами как биомаркеров экспозиции/эффекта. Медицина экстремальных ситуаций. 2018;20(S3):451–63. EDN: YPHKSL</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Savelyeva EI, Koryagina NL, Orlova OI. Determination of toxic substances adducts with biomolecules as biomarkers of the exposure/effect. Medicine of Extreme Situations. 2018;20(S3):451–63 (In Russ). EDN: YPHKSL</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gasmi A, Nasreen A, Lenchyk L, Lysiuk R, Peana M, Shapovalova N et al. An Update on Glutathione’s Biosynthesis, Metabolism, Functions, and Medicinal Purposes. Curr Med Chem. 2024;31(29):4579–601. https://doi.org/10.2174/0109298673251025230919105818</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gasmi A, Nasreen A, Lenchyk L, Lysiuk R, Peana M, Shapovalova N et al. An Update on Glutathione’s Biosynthesis, Metabolism, Functions, and Medicinal Purposes. Curr Med Chem. 2024;31(29):4579–601. https://doi.org/10.2174/0109298673251025230919105818</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gupta PK. Fundamentals of Toxicology: Essential Concepts and Applications. New York: Academic Press; 2016.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gupta PK. Fundamentals of Toxicology: Essential Concepts and Applications. New York: Academic Press; 2016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pognan F, Beilmann M, Boonen HCM, Czich A, Dear G, Hewitt P et al. The evolving role of investigative toxicology in the pharmaceutical industry. Nat Rev Drug Discov. 2023;22(4):317–35. https://doi.org/10.1038/s41573-022-00633-x</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pognan F, Beilmann M, Boonen HCM, Czich A, Dear G, Hewitt P et al. The evolving role of investigative toxicology in the pharmaceutical industry. Nat Rev Drug Discov. 2023;22(4):317–35. https://doi.org/10.1038/s41573-022-00633-x</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Medina D, Omanakuttan B, Nguyen R, Alwarsh E, Walgama C. Electrochemical Probing of Human Liver Subcellular S9 Fractions for Drug Metabolite Synthesis. Metabolites. 2024;14(8):429. https://doi.org/10.3390/metabo14080429</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Medina D, Omanakuttan B, Nguyen R, Alwarsh E, Walgama C. Electrochemical Probing of Human Liver Subcellular S9 Fractions for Drug Metabolite Synthesis. Metabolites. 2024;14(8):429. https://doi.org/10.3390/metabo14080429</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Peeters L, Vervliet P, Foubert K, Hermans N, Pieters L, Covaci A. A comparative study on the in vitro biotransformation of medicagenic acid using human liver microsomes and S9 fractions. Chem Biol Interact. 2020;328:109192. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2020.109192</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Peeters L, Vervliet P, Foubert K, Hermans N, Pieters L, Covaci A. A comparative study on the in vitro biotransformation of medicagenic acid using human liver microsomes and S9 fractions. Chem Biol Interact. 2020;328:109192. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2020.109192</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sun H, Scott DO. Structure-based Drug Metabolism Predictions for Drug Design. Chem Biol Drug Des. 2010;7(5):3–17. https://doi.org/10.1111/j.1747-0285.2009.00899.x</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sun H, Scott DO. Structure-based Drug Metabolism Predictions for Drug Design. Chem Biol Drug Des. 2010;7(5):3–17. https://doi.org/10.1111/j.1747-0285.2009.00899.x</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Faber H, Vogel M, Karst U. Electrochemistry/mass spectrometry as a tool in metabolism studies. Anal Chim Acta. 2014;8(34):9–21. https://doi.org/10.1016/j.aca.2014.05.017</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Faber H, Vogel M, Karst U. Electrochemistry/mass spectrometry as a tool in metabolism studies. Anal Chim Acta. 2014;8(34):9–21. https://doi.org/10.1016/j.aca.2014.05.017</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gawlik M, Skibiński R, Trawiński J, Komsta Ł. Photocatalysis combined with chromatographic methods as a new promising tool in drug metabolism studies. Acta Chromatogr. 2018;30(1):1–8. https://doi.org/10.1556/1326.2016.00202</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gawlik M, Skibiński R, Trawiński J, Komsta Ł. Photocatalysis combined with chromatographic methods as a new promising tool in drug metabolism studies. Acta Chromatogr. 2018;30(1):1–8. https://doi.org/10.1556/1326.2016.00202</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Álvarez-Lueje A, Pérez M, Zapata C. Electrochemical Methods for the In Vitro Assessment of Drug Metabolism. Topics on Drug Metabolism. InTech. 2012; https://doi.org/10.5772/28647</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Álvarez-Lueje A, Pérez M, Zapata C. Electrochemical Methods for the In Vitro Assessment of Drug Metabolism. Topics on Drug Metabolism. InTech. 2012; https://doi.org/10.5772/28647</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nikzad N, Rafiee M. Electrochemical study of drug metabolism. Curr Opin Electrochem. 2024;44:101446. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2024.101446</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikzad N, Rafiee M. Electrochemical study of drug metabolism. Curr Opin Electrochem. 2024;44:101446. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2024.101446</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mielczarek P, Smoluch M, Kotlinska JH, Labuz K, Gotszalk T, Babij M et al. Electrochemical generation of selegiline metabolites coupled to mass spectrometry. J Chromatogr A. 2015;1389:96–103. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2015.02.049</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mielczarek P, Smoluch M, Kotlinska JH, Labuz K, Gotszalk T, Babij M et al. Electrochemical generation of selegiline metabolites coupled to mass spectrometry. J Chromatogr A. 2015;1389:96–103. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2015.02.049</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lohmann W, Hayen H, Karst U. Covalent protein modification by reactive drug metabolites using online electrochemistry/liquid chromatography/mass spectrometry. Anal Chem. 2008;80:9714–9. https://doi.org/10.1021/ac801699g</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lohmann W, Hayen H, Karst U. Covalent protein modification by reactive drug metabolites using online electrochemistry/liquid chromatography/mass spectrometry. Anal Chem. 2008;80:9714–9. https://doi.org/10.1021/ac801699g</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bussy U, Chung-Davidson YW, Li K, Li W. Phase I and phase II reductive metabolism simulation of nitro aromatic xenobiotics with electrochemistry coupled with high resolution mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2014;406(28):7253–60. https://doi.org/10.1007/s00216-014-8171-3</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bussy U, Chung-Davidson YW, Li K, Li W. Phase I and phase II reductive metabolism simulation of nitro aromatic xenobiotics with electrochemistry coupled with high resolution mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2014;406(28):7253–60. https://doi.org/10.1007/s00216-014-8171-3</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shono T, Toda T, Oshino N. Preparation of N-dealkylated drug metabolites by electrochemical simulation of biotransformation. Drug Metab Dispos. 1981;9:481–2. https://doi.org/10.1007/s00216-014-8171-3</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shono T, Toda T, Oshino N. Preparation of N-dealkylated drug metabolites by electrochemical simulation of biotransformation. Drug Metab Dispos. 1981;9:481–2. https://doi.org/10.1007/s00216-014-8171-3</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gawlik M, Trawiński J, Skibiński R. Photocatalysis as a tool for in vitro drug metabolism simulation: multivariate comparison of twelve metal oxides on a set of twenty model drugs. Catalysts. 2020;10:26. https://doi.org/10.3390/catal10010026</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gawlik M, Trawiński J, Skibiński R. Photocatalysis as a tool for in vitro drug metabolism simulation: multivariate comparison of twelve metal oxides on a set of twenty model drugs. Catalysts. 2020;10:26. https://doi.org/10.3390/catal10010026</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit24"><label>24</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ruokolainen M, Valkonen M, Sikanen TM, Kotiaho T, Kostiainen R. Imitation of phase I oxidative metabolism of anabolic steroids by titanium dioxide photocatalysis. Eur J Pharm Sci. 2014;65:45–55. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2014.08.009</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ruokolainen M, Valkonen M, Sikanen TM, Kotiaho T, Kostiainen R. Imitation of phase I oxidative metabolism of anabolic steroids by titanium dioxide photocatalysis. Eur J Pharm Sci. 2014;65:45–55. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2014.08.009</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit25"><label>25</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ruokolainen M, Gul T, Permentier H, Sikanen T, Kostiainen R, Kotiaho T. Comparison of TiO2 photocatalysis, electrochemically assisted Fenton reaction and direct electrochemistry for simulation of phase I metabolism reactions of drugs. Eur J Pharm Sci. 2016;83:36–44. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2015.12.012</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ruokolainen M, Gul T, Permentier H, Sikanen T, Kostiainen R, Kotiaho T. Comparison of TiO2 photocatalysis, electrochemically assisted Fenton reaction and direct electrochemistry for simulation of phase I metabolism reactions of drugs. Eur J Pharm Sci. 2016;83:36–44. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2015.12.012</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit26"><label>26</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Faber H, Melles D, Brauckmann C, Wehe CA, Wentker K, Karst U. Simulation of the oxidative metabolism of diclofenac by electrochemistry/(liquid chromatography/)mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2012,403:345–54. https://doi.org/10.1007/s00216-011-5665-0</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Faber H, Melles D, Brauckmann C, Wehe CA, Wentker K, Karst U. Simulation of the oxidative metabolism of diclofenac by electrochemistry/(liquid chromatography/)mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2012,403:345–54. https://doi.org/10.1007/s00216-011-5665-0</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit27"><label>27</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gladchuk AS, Gorbunov AY, Keltsieva OA, Ilyushonok SK, Babakov VN, Shilovskikh VV et al. Coating of a MALDI target with metal oxide nanoparticles by droplet-free electrospraying — a versatile tool for in situ enrichment of human globin adducts of halogen-containing drug metabolites. Microchem J. 2023;191:108708. https://doi.org/10.1016/j.microc.2023.108708</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gladchuk AS, Gorbunov AY, Keltsieva OA, Ilyushonok SK, Babakov VN, Shilovskikh VV et al. Coating of a MALDI target with metal oxide nanoparticles by droplet-free electrospraying — a versatile tool for in situ enrichment of human globin adducts of halogen-containing drug metabolites. Microchem J. 2023;191:108708. https://doi.org/10.1016/j.microc.2023.108708</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit28"><label>28</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sun H, Moore C, Dansette PM, Kumar S, Halpert JR, Yost GS. Dehydrogenation of the indoline-containing drug 4-chloro-N-(2-methyl-1-indolinyl)-3-sulfamoylbenzamide (indapamide) by CYP3A4: correlation with in silico predictions. Drug Metab Dispos. 2009;37(3):672–84. https://doi.org/10.1124/dmd.108.022707</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sun H, Moore C, Dansette PM, Kumar S, Halpert JR, Yost GS. Dehydrogenation of the indoline-containing drug 4-chloro-N-(2-methyl-1-indolinyl)-3-sulfamoylbenzamide (indapamide) by CYP3A4: correlation with in silico predictions. Drug Metab Dispos. 2009;37(3):672–84. https://doi.org/10.1124/dmd.108.022707</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
