Валидация биоаналитической методики определения и оценка фармакокинетики нового лекарственного средства на основе полисахарида аира болотного в эксперименте на лабораторных животных

Введение. α(1,2)-L-рамно-α(1,4)-D-галактопиранозилуронан – водорастворимый гетерополисахарид, выделенный из корневищ аира болотного (Acorus calamus L.) и обладающий противоопухолевым, антиметастатическим, иммуномодулирующим и гепатопротекторным действием, защитным действием на угнетенное в ходе цитостатического лечения кроветворение.

Цель. Валидация биоаналитической методики определения α(1,2)-L-рамно-α(1,4)-D-галактопиранозилуронана Acorus calamus L. и изучение фармакокинетических параметров нового лекарственного средства на его основе после однократного введения 120 мг/кг крысам и 24, 30, 42 мг/кг кроликам.

Материалы и методы. В исследовании использованы в качестве основных животных 8 крыс-самцов (средняя масса – 300 г). В качестве второго вида животных использовали 6 кроликов-самцов (средняя масса тела – 2,5 кг). Эксперимент по оценке доз проведен на 24 кроликах (масса тела – 2,3–2,5 кг) Количественное определение α(1,2)-L-рамно-α(1,4)-D-галактопиранозилуронана Acorus calamus L. в плазме крови животных проводили методом ВЭЖХ-МС/МС, аналитическая форма – галактуроновая кислота. Методика пробоподготовки биообразцов включала стадию ферментативного гидролиза α(1,2)-L-рамно-α(1,4)-D-галактопиранозилуронана Acorus calamus L. раствором пектиназы до образования галактуроновой кислоты.

Результаты и обсуждения. Изучена фармакокинетика нового лекарственного средства α(1,2)-L-рамно-α(1,4)-D-галактопиранозилуронана Acorus calamus L. после однократного введения доз 120 мг/кг крысам и 24, 30, 42 мг/кг кроликам. Среднее время пребывания лекарственного средства в организме кролика составило 1,0 ± 0,21 ч, время полувыведения – 0,7 ± 0,15 ч. Среднее время пребывания лекарственного средства в организме крысы составило 1,16 ч, время полувыведения T_1/2 – 0,80 ч. После однократного внутривенного введения кроликам 24, 30 и 42 мг/кг максимальная концентрация в системном кровотоке достигается через 5 мин после введения и составляет в среднем 133,95 ± 27,04, 145,86 ± 40,90 и 226,13 ± 41,27 мкг/мл соответственно, период полураспределения варьировался от 0,22 до 0,26 ч, период полувыведения – от 3,52 до 3,96 ч.

Заключение. Проведена оценка фармакокинетических параметров α(1,2)-L-рамно-α(1,4)-D-галактопиранозилуронана Acorus calamus L. на животных, основанная на использовании методики количественного определения галактуроновой кислоты методом ВЭЖХ-МС/МС.

1. Гурьев А. М., Белоусов М. В., Юсубов М. С., Ахмеджанов Р. Р., Зуева Е. П., Лопатина К. А. Исследование острой токсичности комплекса водорастворимых полисахаридов корневищ аира болотного (Acorus calamus L.). Бюллетень сибирской медицины. 2010;9(1):36–39. DOI: 10.20538/1682-0363-2010-1-36-39.

2. Лопатина К. А., Разина Т. Г., Зуева Е. П., Крылова С. Г., Гурьев А. М., Амосова Е. Н., Рыбалкина О. Ю., Сафонова Е. А., Ефимова Л. А., Белоусов М. В. Доклиническое исследование лекарственной формы α(1,2)-L-рамно-α(1,4)-D-галактопиранозилуронана из корневищ аира болотного Acorus calamus L. в онкологическом эксперименте. Сибирский онкологический журнал. 2015;1:59–63.

3. Лопатина К. А., Гурьев А. М., Разина Т. Г., Амосова Е. Н., Крылова С. Г., Шилова Н. В., Зуева Е. П. Действие водорастворимых полисахаридов корневищ аира болотного на функциональную активность клеток лимфоузлов в условиях цитостатической терапии перевиваемой опухоли. Сибирский онкологический журнал. 2006;3(19):59–63.

4. Сафонова Е. А,, Гурьев А. М., Разина Т. Г., Зуева Е. П., Ефимова Л. А., Лопатина К. А. Повышение эффективности химиотерапии с помощью фармакологически активных фракций, выделенных из полисахаридного комплекса аира болотного (Acorus calamus L.). Российский биотерапевтический журнал. 2012;11(4):55–58.

5. Mugale M. N., Dev K., More B. S., Mishra V. S., Washimkar K. R., Singh K., Maurya R., Kumar Rath S., Chattopadhyay D., Chattopadhyay N. A Comprehensive Review on Preclinical Safety and Toxicity of Medicinal Plants. Clinical Complementary Medicine and Pharmacology. 2024;4(1):100129. DOI: 10.1016/j.ccmp.2024.100129.

6. Namdari R., Jones K., Chuang S. S., Van Cruchten S., Dincer Z., Downes N., Mikkelsen L. F., Harding J., Jäckel S., Jacobsen B., Kinyamu-Akunda J., Lortie A., Mhedhbi S., Mohr S., Schmitt M. W., Prior H. Species selection for nonclinical safety assessment of drug candidates: Examples of current industry practice. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2021;126:105029. DOI: 10.1016/j.yrtph.2021.105029.

7. Гурьев А. М., Белоусов М. В., Ахмеджанов Р. Р., Юсубов М. С., Чурин А. А., Карпова Г. В. Исследование влияния длительного введения водорастворимых полисахаридов аира болотного (Acorus calamus L.) на функциональные показатели лабораторных животных. Бюллетень сибирской медицины. 2010;9(6):18–23. DOI: 10.20538/1682-0363-2010-6-18-23.

8. Nesterkina M., Bilokon S., Alieksieieva T., Kravchenko I., Hirsch A. K. H. Genotoxic and mutational potential of monocyclic terpenoids (carvacrol, carvone and thymol) in Drosophila melanogaster. Toxicology Reports. 2023;10:327–333. DOI: 10.1016/j.toxrep.2023.02.009.

9. De Oliveira Dos Santos A. M., Duarte A. E., Costa A. R., da Silva A. A., Rohde C., Silva D. G., de Amorim É. M., da Cruz Santos M. H., Pereira M. G., Deprá M, de Santana S. L., da Silva Valente V. L., Teixeira C. S. Canavalia ensiformis lectin induced oxidative stress mediate both toxicity and genotoxicity in Drosophila melanogaster. International Journal of Biological Macromolecules. 2022;222(B):2823–2832. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2022.10.061.

10. Неупокоева О. В., Лопатина К. А., Воронова О. Л., Сафонова Е. А., Зуева Е. П., Чурин А. А. Изучение мутагенных свойств α(1,2)-1-рамно-α(1,4)-d-галактопиранозилуронана Acorus calamus L. Тихоокеанский медицинский журнал. 2015;(2):22–23.

11. Миронов А. Н., ред. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. М.: Гриф и К; 2013. 944 с.

12. Мирошниченко И. И., Кравцова О. Ю. Организация фармакокинетических исследований. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2021;3:12–19. DOI: 10.37489/2587-7836-2021-3-12-19.

13. Wu W., Li K., Zhao C., Ran X., Zhang Y., Zhang T. A rapid HPLC-MS/MS method for the simultaneous determination of luteolin, resveratrol and their metabolites in rat plasma and its application to pharmacokinetic interaction studies. Journal of Chromatography B. 2022;1191:123118. DOI: 10.1016/j.jchromb.2022.123118.

14. Zhang R., Li P., Zhou J., Guo P., Liu Y., Shi S. A novel, simple and reliable method for the determination of hydronidone and its metabolites M3 and M4 in human plasma and urine by HPLC-MS/MS and its application to a pharmacokinetic study in health Chinese subjects. Analytical Biochemistry. 2022;655:114842. DOI: 10.1016/j.ab.2022.114842.

15. Ligacheva A. A., Danilets M. G., Trofimova E. S. T., Sherstoboev E. Yu., Zhdanov V. V., Guriev A. M., Belousov M. V., Yusubov M. S., Korzh A. P., Krivoshchekov S. V., Dygai A. M. Effects of Water-Soluble Polysaccharides with Different Chemical Structure, Isolated from Acorus calamus L. and Trifolium pratense L., on Nitric Oxide Production: A Screening Study. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016;160(3):330–335. DOI: 10.1007/s10517-016-3163-2.

16. Bartella L., Bouza M., Rocío-Bautista P., Di Donna L., García-Reyes J. F., Molina-Díaz A. Direct wine profiling by mass spectrometry (MS): A comparison of different ambient MS approaches. Microchemical Journal. 2022;179:107479. DOI: 10.1016/j.microc.2022.107479.

17. Moreira M., Guido L., Cruz J., Barros A. Determination of galacturonic acid content in pectin from fruit juices by liquid chromatographydiode array detection-electrospray ionization tandem mass spectrometry. Open Chemistry. 2010;8(6):1236–1243. DOI: 10.2478/s11532-010-0101-4.

18. Fan B., Wei G., Gan X., Li T., Qu Z., Xu S., Liu C., Qian C. Study on the varied content of Polygonatum cyrtonema polysaccharides in the processing of steaming and shining for nine times based on HPLC-MS/MS and chemometrics. Microchemical Journal. 2020;159:105352. DOI: 10.1016/j.microc.2020.105352.

19. Гугля Е. Б. Применение жидкостной хроматомасс-спектрометрии в доклинических исследованиях лекарственных веществ. Вестник Российского государственного медицинского университета. 2014;1:65–71.

20. Fan B., Li T., Song X., Wu C., Qian C. A rapid, accurate and sensitive method for determination of monosaccharides in different varieties of Osmanthus fragrans Lour by pre-column derivatization with HPLC-MS/MS. International Journal of Biological Macromolecules. 2019;125:221–231. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.033.

21. Fan B., Wei G., Gan X., Li T., Qu Z., Xu S., Liu C., Qian C. Study on the varied content of Polygonatum cyrtonema polysaccharides in the processing of steaming and shining for nine times based on HPLC-MS/MS and chemometrics. Microchemical Journal. 2020;159:105352. DOI: 10.1016/j.microc.2020.105352.

22. Ковалёв Г. И., Золотарёв Ю. А., Дадаян А. К., Шрам С. И., Абдуллина А. А., Васильева Е. В., Колыванов Г. Б., Жердев В. П. Изучение фармакокинетики [³H]-циклопролилглицина в крови крыс. Фармакокинетика и Фармакодинамика. 2018;3:48–56. DOI: 10.24411/2587-7836-2018-10024.

23. Мирошниченко И. И. Основы фармакокинетики. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2002. 192 с.

24. Zhang Y., Huo M., Zhou J., Xie S. PKSolver: An add-in program for pharmacokinetic and pharmacodynamic data analysis in Microsoft Excel. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 2010;99(3):306–314. DOI: 10.1016/j.cmpb.2010.01.007.

25. Лакин Г. Ф. Биометрия. 4-е издание. М.: Высшая школа; 1990. 352 с.