Hepatic cytochrome P450 inhibition by designer drugs and their metabolites

Abstract

In the presented studies, a CYP inhibition cocktail assay was developed and validated. The LC-HR-MS/MS method was able to quantify low concentrations of the metabolites using a one-point calibration model. During development, the cocktail assay showed interferences between the substrates and metabolites. It was spilt into cocktail A consisting of phenacetin, coumarin, diclofenac, dextromethorphan, and testosterone and cocktail B of bupropion, amodiaquine, omeprazole, and chlorzoxazone. Using these sets, the IC50 values of specific test inhibitors were comparable with the values determined with a single approach and with those given in the literature. Altogether, the new assay provided valid, reproducible, and applicable results. All the tested drugs of abuse showed inhibition against at least one isoenzyme. The methylenedioxy-derived designer drugs inhibited CYP2D6 activity with values comparable to paroxetine or fluoxetine. The methylendioxy-ethylphenethylamines showed the highest potential against CYP2D6. The cathinones showed also inhibition on the CYP2B6 activity comparable to efavirenz. Overall, CYP1A2, CYP2A6, 2B6, 2D6, and CYP3A4 were inhibited similar to known inhibitors. The tested DALTs showed the strongest inhibition against CYP1A2, CYP2D6, and CYP3A activity similar to known inhibitors. For 5-MeO-DALT, CYP1A2 inhibition could also be shown during an in vivo experiment with rats as expected from the in vitro results.

Diese Dissertation beschreibt die Entwicklung und Validierung eines CYP Inhibitions-Cocktail-Assay. Die LC-HR-MS/MS Methode erlaubte niedrige Konzentrationen an Metaboliten mittels Ein-Punkt-Kalibration zu bestimmen. Während der Entwicklung zeigte der Cocktail-Assay Interferenzen zwischen den Substraten und den Metaboliten. Daher wurde der Assay in Cocktail A und B aufgetrennt. Cocktail A beinhaltete Phenacetin, Coumarin, Diclofenac, Dextromethorphan und Testosterone und Cocktail B Bupropion, Amodiaquine, Omeprazole und Chlorzoxazone. Unter Verwendung dieser beiden Sets waren die bestimmten IC50 Werte vergleichbar mit den Werten aus einem Single-Assay und mit denen der Literatur. Zusammenfassend war der neuen Assay in der Lage valide, reproduzierbare und verwendbare Ergebnisse zu liefern. Die getesteten Missbrauchsdrogen zeigten alle eine Hemmung gegen mindestens ein Isoenzym. Die Methylendioxy Designer-Drogen hemmten CYP2D6 mit Werten vergleichbar mit Paroxetin oder Fluoxetin. Die Methylenedioxy-Ethylphenethylamine zeigten das höchste Potenzial gegen CYP2D6. Die Cathinone zeigten ebenfalls eine Inhibition gegen CYP2B6 vergleichbar zu Efavirenz. Insgesamt wurden CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2D6 und CYP3A vergleichbar zu bekannten Hemmstoffen gehemmt. Die getesteten DALTs zeigten die stärkste Hemmung gegen CYP1A2, CYP2D6 und CYP3A wie bekannte Hemmstoffe. Die CYP1A2 Hemmung von 5-MeO-DALT konnte auch in vivo mit Ratten gezeigt werden.