I metaboliti nascosti del Pexidartinib mappati nei topi, rivelando percorsi di tossicità

Il pexidartinib (PEX, TURALIO®) è un inibitore delle tirosin-chinasi che agisce su CSF1R e c-KIT, approvato per il trattamento del tumore a cellule giganti tenosinoviale. Nonostante la sua utilità clinica, il PEX è accompagnato da un'avvertenza FDA black box a causa di segnalazioni di gravi e fatali lesioni epatiche. Il meccanismo alla base di questa epatotossicità rimane sconosciuto, e precedenti studi di farmacocinetica umana condotti con PEX radiomarcato hanno lasciato circa il 28% della radioattività recuperata chimicamente non identificata, suggerendo lacune significative nella comprensione del suo destino metabolico.

Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno somministrato PEX per via orale a topi maschi C57BL/6NJ (80 mg/kg) e hanno raccolto campioni di feci, urina, plasma e fegato. Utilizzando una LC ultra-high-performance abbinata a uno spettrometro di massa Q Exactive Orbitrap ad alta risoluzione, integrata da metabolomica non mirata e chemiometria OPLS-DA, il gruppo ha eseguito una profilazione completa dei metaboliti in tutti e quattro i tipi di campione.

Trenta dei 31 metaboliti di fase I precedentemente caratterizzati in microsomi epatici umani e murini sono stati rilevati in vivo nei topi, confermando una forte concordanza interspecifica nel metabolismo di fase I del PEX. In modo significativo, lo studio ha identificato 28 metaboliti di fase II non precedentemente osservati in vivo: 12 glucuronidi, 6 solfati, 1 coniugato con glucosio, 2 addotti con glutatione (GSH), 1 addotto con cisteinil-glicina e 6 addotti con N-acetilcisteina (NAc), di cui 24 mai riportati in precedenza. Il rilevamento degli addotti GSH-PEX e dei loro prodotti di degradazione a valle (inclusi gli addotti NAc) fornisce la prima evidenza diretta in vivo che il PEX genera metaboliti reattivi capaci di legarsi alle macromolecole, in linea con precedenti risultati in vitro su epatociti umani.

Le feci sono risultate la via di escrezione predominante per il PEX immodificato, con un'abbondanza fecale di PEX 1.574 volte superiore per unità di volume rispetto all'urina, specchiando i dati farmacocinetici umani. Nel plasma, il metabolita idrossilato M2 (38,7%), il chetone M7 (12,5%) e il frammento aminopiridina M12 (19,5%) sono risultati le specie circolanti predominanti. Nel fegato predominavano M12 (aminopiridina, 37,1%), M7 (17,3%) e il PEX diossidata M8 (11,9%), suggerendo un accumulo epatico di specifici metaboliti ossidativi. Significativamente, i prodotti di insolite reazioni di rottura del legame carbonio-carbonio, precedentemente identificati nei microsomi, sono stati confermati in vivo e i loro coniugati di fase II caratterizzati per la prima volta.

Questi risultati hanno implicazioni rilevanti per la comprensione dell'epatotossicità del PEX. Gli intermedi reattivi catturati come addotti GSH e NAc possono modificare covalentemente proteine e DNA, innescando potenzialmente una lesione epatica immunomediata o di tipo citodiretto. L'approccio metabolomico utilizzato in questo studio ha rilevato metaboliti che sarebbero stati omessi dai metodi basati su radiomarcatori, in particolare quelli che perdono il carbonio marcato durante la rottura del legame C-C. Questo lavoro fornisce una mappa metabolica per futuri studi meccanicistici, tra cui l'uso di modelli murini knockout per CYP3A, volti a isolare quali metaboliti sono causalmente collegati al danno epatico.