DOI: https://doi.org/10.1208/s12248-024-01012-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39789240
تاريخ النشر: 2025-01-09
المؤلف: Annagiulia Di Trana وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم السموم الجنائي وتحليل المخدرات
نظرة عامة
تبحث الدراسة في حركية الدواء لـ α-pyrrolidinovalerophenone (α-PVP)، وهو كاثينون صناعي بارز، من خلال دراسة رصدية تشمل ثمانية متطوعين أصحاء. قام المشاركون بإعطاء أنفسهم جرعات من 10 ملغ و 20 ملغ من α-PVP، واستخدمت الدراسة نهجًا متعدد التحليلات باستخدام كروماتوغرافيا الغاز-أيونات الإلكترون-الطيف الكتلي المتسلسل (GC-EI-MS/MS) وكروماتوغرافيا السائل-الطيف الكتلي عالي الدقة (LC-HESI-HRMS/MS) لت quantifying α-PVP و metabolits الخاصة به في السوائل الفموية (OF) والبول. كشفت النتائج أن α-PVP وصلت إلى تركيز ذروة (C_max) قدره 762 ± 323 نانوغرام/مل في OF بعد جرعة 10 ملغ و 2,900 ± 1,373 نانوغرام/مل بعد جرعة 20 ملغ، مع إظهار الإخراج البولي تراكمًا إجماليًا قدره 179.2 ± 94.9 ميكروغرام و 122.9 ± 44.0 ميكروغرام للجرعات المعنية. ومن الجدير بالذكر أن المستقلب N-butanoic acid ظهر كأكثر المستقلبات البولية وفرة، مما يدل على الفتح الأكسيدي لحلقة البيروليدين.
تؤكد الدراسة على الحاجة إلى مزيد من الاستكشاف للكاثينونات الصناعية بسبب انتشارها المتزايد والمخاطر الصحية المرتبطة بها. تشير النتائج إلى أن α-PVP لديها وقت إخراج ذروة متأخر مقارنة بالكاثينونات الصناعية الخطية، مع تحديد β-OH-α-PVP كمستقلب ثانوي. تسلط هيمنة المستقلب N-butanoic acid عبر الجرعات المختلفة الضوء على أهميته في المسار الأيضي لـ α-PVP، مما يشير إلى تداعيات محتملة لفهم التأثيرات الدوائية والمخاطر المرتبطة بهذه المادة.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث الكاثينونات الصناعية (SCs)، وهي ثاني أكثر فئة انتشارًا من المواد النفسية الجديدة (NPS)، مع الإبلاغ عن 104 نظائر في السوق غير القانونية اعتبارًا من عام 2022. من بين هذه المواد، تبرز كاثينونات البيروليدينوفينون، وخاصة α-pyrrolidinovalerophenone (α-PVP)، بسبب تأثيراتها النفسية الكبيرة وانتشارها المتزايد، كما يتضح من أكثر من 30,600 كجم تم ضبطها في الاتحاد الأوروبي في عام 2022. يُعرف α-PVP، المعروف أيضًا باسم Flakka، بقوة تثبيطه الانتقائي لامتصاص الدوبامين وزيادة محبته للدهون، مما يسهل اختراقه السريع للجهاز العصبي المركزي.
على الرغم من استخدامه الواسع وآثاره السلبية المرتبطة به، لا تزال الأبحاث حول حركية α-PVP في البشر محدودة، حيث تركز بشكل أساسي على التحليلات بعد الوفاة. تهدف هذه الدراسة إلى سد هذه الفجوة من خلال التحقيق في توزيع α-PVP ومستقلبه β-OH-α-PVP في السوائل الفموية والبول بعد إعطائه ذاتيًا من قبل متطوعين أصحاء. سيتم استخدام نهج متعدد التحليلات باستخدام كروماتوغرافيا الغاز-أيونات الإلكترون-الطيف الكتلي المتسلسل (GC-EI-MS/MS) وكروماتوغرافيا السائل-الطيف الكتلي عالي الدقة (LC-HESI-HRMS/MS) لت quantifying الدواء الأصلي ومستقلباته، بالإضافة إلى تحديد المستقلبات غير المعروفة سابقًا من خلال التحليل غير المستهدف. فهم هذه الملفات الشخصية الحركية الدوائية أمر ضروري لتقييم توقيت الاستهلاك وتطوير معايير تحليلية للتطبيقات السمية.
الطرق
اتبعت الدراسة إعلان هلسنكي وحصلت على موافقة من اللجنة الأخلاقية المحلية للبحث البشري (CEI-HUGTiP) لاستكشاف علم الأدوية البشرية وإمكانية إساءة استخدام المواد، وخاصة الكانابينويدات الصناعية (SCs). تم التحقق من الطرق الكمية المستخدمة لتحليل α-PVP و β-OH-α-PVP وفقًا لإرشادات منظمة لجان المناطق العلمية (OSAC) لعلوم الطب الشرعي. تضمنت معلمات التحقق الرئيسية الخطية والحساسية والدقة والدقة والتداخل وسلامة التخفيف، والتي تم تقييمها بدقة من خلال منحنيات المعايرة المتعددة وعينات التحكم في الجودة (QC).
تم تأكيد الخطية من خلال خمس منحنيات معايرة تحتوي على ست نقاط لكل منها، محققة معامل تحديد (R²) ≥ 0.99. تم تحديد حدود الكشف (LOD) والتقدير (LOQ) بناءً على نسب الإشارة إلى الضوضاء وأوقات الاحتفاظ، مع تحديد معايير مقبولة لكليهما. تم تقييم الدقة من خلال إضافة مصفوفات فارغة عبر تركيزات QC مختلفة، بينما تم التعبير عن الدقة كمعامل التباين (%CV) واعتبرت مقبولة عند < 20%. تم تأكيد غياب التداخل من خلال تحليل عينات فارغة بعد حقن المعاير العالي. تم تقييم الاسترداد وتأثيرات المصفوفة باستخدام نهج ثلاثي المجموعات، مع تحديد معايير مقبولة عند ± 25% من التركيزات المستهدفة. تم الوفاء بجميع معلمات التحقق للطرق بنجاح، كما هو موضح في الجداول I و II.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أنه مع زيادة المتغير $X$، يظهر المتغير $Y$ زيادة مقابلة، تم قياسها بمعامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة إيجابية قوية.
بالإضافة إلى ذلك، كشفت تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين متوسطات المجموعات كانت ذات دلالة إحصائية (p < 0.05)، مما يشير إلى أن العلاج المطبق كان له تأثير ملحوظ على النتائج المقاسة. تدعم هذه النتائج الفرضية القائلة بأن التدخل يؤدي إلى تحسين الأداء في المعلمات المختبرة، مما يساهم في تقديم رؤى قيمة في مجال الدراسة. قد يوفر الاستكشاف الإضافي لهذه النتائج فهمًا أعمق وتداعيات للبحوث المستقبلية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم استخدام تصميم رصد غير متحكم به لاستكشاف حركية α-PVP ومستقلبه β-OH-α-PVP في ثمانية متطوعين (5 رجال، 3 نساء) بمتوسط عمر 32.3 عامًا. قام المشاركون بإعطاء أنفسهم جرعات من α-PVP (10 ملغ أو 20 ملغ) بعد فترة غسل، وتم جمع عينات السوائل الفموية (OF) والبول في فترات محددة للتحليل. استخدمت الدراسة طرق تحليل موثوقة، بما في ذلك GC-EI-MS/MS و LC-HESI-HRMS/MS، لت quantifying α-PVP و β-OH-α-PVP، وكشفت أن α-PVP وصلت إلى تركيزات ذروة في OF بعد حوالي 47 دقيقة من الإعطاء للجرعة 20 ملغ، مع تركيز أقصى متوسط قدره 2,900 نانوغرام/مل. كان الإخراج البولي لـ α-PVP منخفضًا، حيث تم إخراج 1.8% فقط بعد الجرعة 10 ملغ و 0.61% بعد الجرعة 20 ملغ، بينما تم الكشف عن كميات كبيرة من β-OH-α-PVP، خاصة بين 2-5 ساعات بعد الإعطاء.
حددت الدراسة عشرة مستقلبات محتملة لـ α-PVP من خلال نهج شامل لتعدين البيانات، مع كون الأكثر وفرة هو M1، مما يدل على الفتح الأكسيدي للجزء البيروليديني. تشير النتائج إلى أن المسار الأيضي لـ α-PVP ينطوي على جلوكورونيد سريع للمستقلبات الهيدروكسيلية والدihydroxy، حيث تساهم الدراسة في تقديم رؤى قيمة حول الحركية الدوائية والملف الأيضي لـ α-PVP في البشر. بشكل عام، تسلط النتائج الضوء على الحاجة إلى مزيد من البحث حول تداعيات استخدام α-PVP ومستقلباته في السياقات السريرية والطب الشرعي.
DOI: https://doi.org/10.1208/s12248-024-01012-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39789240
Publication Date: 2025-01-09
Author(s): Annagiulia Di Trana et al.
Primary Topic: Forensic Toxicology and Drug Analysis
Overview
The research investigates the pharmacokinetics of α-pyrrolidinovalerophenone (α-PVP), a prominent synthetic cathinone, through an observational study involving eight healthy volunteers. Participants self-administered doses of 10 mg and 20 mg of α-PVP, and the study employed a multi-analytical approach using gas chromatography-electron ionization-tandem mass spectrometry (GC-EI-MS/MS) and liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (LC-HESI-HRMS/MS) for quantifying α-PVP and its metabolites in oral fluid (OF) and urine. The findings revealed that α-PVP reached a peak concentration (C_max) of 762 ± 323 ng/mL in OF after the 10 mg dose and 2,900 ± 1,373 ng/mL after the 20 mg dose, with urinary excretion showing a total accumulation of 179.2 ± 94.9 µg and 122.9 ± 44.0 µg for the respective doses. Notably, the N-butanoic acid metabolite emerged as the most abundant urinary metabolite, indicating the oxidative opening of the pyrrolidine ring.
The study underscores the need for further exploration of synthetic cathinones due to their increasing prevalence and associated health risks. The results indicate that α-PVP has a delayed peak excretion time compared to linear synthetic cathinones, with β-OH-α-PVP identified as a minor metabolite. The dominance of the N-butanoic acid metabolite across different doses highlights its significance in the metabolic pathway of α-PVP, suggesting potential implications for understanding the pharmacological effects and risks associated with this substance.
Introduction
The introduction of the research paper discusses synthetic cathinones (SCs), which are the second most prevalent class of New Psychoactive Substances (NPS), with 104 analogues reported in the illegal market as of 2022. Among these, the pyrrolidinophenone cathinones, particularly α-pyrrolidinovalerophenone (α-PVP), are highlighted due to their significant psychotropic effects and increasing prevalence, evidenced by over 30,600 kg seized in the EU in 2022. α-PVP, commonly known as Flakka, is noted for its potent selective inhibition of dopamine uptake and enhanced lipophilicity, which facilitates rapid central nervous system penetration.
Despite its widespread use and associated adverse effects, research on α-PVP’s pharmacokinetics in humans remains limited, primarily focusing on post-mortem analyses. This study aims to fill this gap by investigating the disposition of α-PVP and its metabolite β-OH-α-PVP in oral fluid and urine following self-administration by healthy volunteers. A multi-analytical approach utilizing gas chromatography-electron ionization-tandem mass spectrometry (GC-EI-MS/MS) and liquid chromatography-high-resolution mass spectrometry (LC-HESI-HRMS/MS) will be employed to quantify the parent drug and its metabolites, as well as to identify previously unknown metabolites through untargeted analysis. Understanding these pharmacokinetic profiles is essential for assessing consumption timing and developing analytical standards for toxicological applications.
Methods
The study adhered to the Declaration of Helsinki and received approval from the local Ethical Committee for human research (CEI-HUGTiP) to explore the human pharmacology and potential for abuse of substances, specifically synthetic cannabinoids (SCs). The quantitative methods employed for the analysis of α-PVP and β-OH-α-PVP were validated according to the Organization of Scientific Area Committees (OSAC) for Forensic Science guidelines. Key validation parameters included linearity, sensitivity, accuracy, precision, carryover, and dilution integrity, all of which were rigorously assessed through multiple calibration curves and quality control (QC) samples.
Linearity was confirmed through five calibration curves with six points each, achieving a coefficient of determination (R²) ≥ 0.99. The limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were established based on signal-to-noise ratios and retention times, with acceptable criteria defined for both. Accuracy was evaluated by spiking blank matrices across different QC concentrations, while precision was expressed as the coefficient of variation (%CV) and deemed acceptable at < 20%. The absence of carryover was confirmed by analyzing blank samples post-high calibrator injections. Recovery and matrix effects were assessed using a three-set approach, with acceptable criteria set at ± 25% of target concentrations. All validation parameters for the methods were successfully met, as detailed in Tables I and II.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that as variable $X$ increases, variable $Y$ exhibits a corresponding increase, quantified by a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a strong positive relationship.
Additionally, the analysis of variance (ANOVA) revealed that the differences among group means were statistically significant (p < 0.05), indicating that the treatment applied had a notable effect on the outcomes measured. These findings support the hypothesis that the intervention leads to improved performance in the tested parameters, thereby contributing valuable insights to the field of study. Further exploration of these results may provide deeper understanding and implications for future research.
Discussion
In this study, a non-controlled prospective observational design was employed to investigate the pharmacokinetics of α-PVP and its metabolite β-OH-α-PVP in eight volunteers (5 men, 3 women) with a mean age of 32.3 years. Participants self-administered doses of α-PVP (10 mg or 20 mg) after a washout period, and their oral fluid (OF) and urine samples were collected at specified intervals for analysis. The study utilized validated analytical methods, including GC-EI-MS/MS and LC-HESI-HRMS/MS, to quantify α-PVP and β-OH-α-PVP, revealing that α-PVP reached peak concentrations in OF at approximately 47 minutes post-administration for the 20 mg dose, with a mean maximum concentration of 2,900 ng/mL. Urinary excretion of α-PVP was low, with only 1.8% excreted after the 10 mg dose and 0.61% after the 20 mg dose, while significant amounts of β-OH-α-PVP were detected, particularly between 2-5 hours post-administration.
The study identified ten potential metabolites of α-PVP through a comprehensive data mining approach, with the most abundant being M1, indicative of oxidative opening of the pyrrolidine moiety. The findings suggest that the metabolic pathway of α-PVP involves rapid glucuronidation of hydroxy and dihydroxy metabolites, with the study contributing valuable insights into the pharmacokinetics and metabolic profile of α-PVP in humans. Overall, the results highlight the need for further research on the implications of α-PVP use and its metabolites in clinical and forensic contexts.