Determining the structures of metabolites of histamine H3 receptor antagonist with using in silico, in vitro and in vivo methods. Chemical synthesis of metabolites.

Histamina odgrywa ważną rolę jako neuroprzekaźnik w ośrodkowym układzienerwowym i wykazuje plejotropowe działanie za pośrednictwem czterech receptorówhistaminowych (H1, H2, H3 i H4). Ligandy receptora H3 są obecnie w zaawansowanychstadiach badań klinicznych w szerokim spektrum chorób neurodegeneracyjnych. Jednąz nich jest narkolepsja, będąca zaburzeniem snu.Celem niniejszej pracy było określenie metodami in silico, in vitro i invivo struktur metabolitów zw. DL-76, antagonisty receptora H3 histaminowego.W tym celu zsyntetyzowano związki, będące wzorcami potencjalnychmetabolitów związku DL-76. Struktury zsyntetyzowanych metabolitów DL-76 wybranona podstawie wcześniejszych badań in silico, in vitro i in vivo nad metabolizmem DL-76 prowadzonych w Katedrze Technologii i Biotechnologii Środków Leczniczych orazw Zakładzie Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej UJ CM. Związki te otrzymanometodami opisanymi w literaturze z własnymi modyfikacjami, a czystość i tożsamośćpotwierdzano wynikami chromatografii cienkowarstwowej, pomiarem temperaturytopnienia i wynikami analizy spektralnej (1H NMR, 13C NMR, IR LC-MS).Do badania metabolizmu in silico użyto oprogramowania MetaSite4.Metabolizm związku DL-76 był następnie badany metodami in vitro z wykorzystaniemmikrosomów szczurzych i ludzkich, oraz in vivo poprzez analizę osocza i moczuszczura po podaniu DL-76 dożołądkowo i dożylnie. Do identyfikacji otrzymanych invitro oraz in vivo metabolitów oraz porównania ich do zsyntetyzowanych wzorcówposłużyła technika LC/MS/MS.Histamine plays an important role as the neurotransmitter in central nervoussystem and acts by four histamine receptors (H1-H4). Ligands for H3R are currently inadvanced stages of clinical development for a broad spectrum of neurodegenerativediseases. One of them is narcolepsy, which is a sleep disorder.The main goal of this thesis was to determine the structures of metabolites ofcomp DL-76, the histamine H3 receptor antagonist with using in silico, in vitro and invivo methods.For this purpose, compounds, which are patterns of potential metabolites of DL-76, were synthesized. The structures of synthetized metabolites were chosen based onthe previous DL-76 metabolism studies conducted at the Department of Technology andBiotechnology of Drugs and Department of Pharmacokinetics and Physical Pharmacy.The compounds were prepared according to the methods described previouslyincluding own modifications in some cases. Their purity and identity were confirmed byTLC method, melting point measurement and spectral analyses (1HNMR, 13C NMR, IR,LC-MS).The study on metabolism in silico was performed by MetaSite4 software. Then,the metabolic stability of the compound was evaluated in vitro using human or rat livermicrosomes (HLMs) and in vivo by analyzing the rat’s plasma and urine after DL-76oral or intravenous administration. The LC / MS / MS technique was used to identifythe structures of obtained in vitro and in vivo metabolites and to compare them to thepattern synthesized compounds