Identificação, Síntese e Avaliação da Citotoxicidade de Catinonas e dos seus Principais Metabolitos

Abstract

As part of the collaboration protocol between the Policia Judiciária's Scientific Police Laboratory (LPC-PJ), the Faculty of Sciences of the University of Lisbon (CiênciasULisboa) and the Instituto Superior Técnico (IST), the aim of this study was to identify, synthesize and evaluate the cytotoxicity of cathinones and their main metabolites. In order to obtain standards of cathinones and their metabolites, eight bromocetones, eight azides, four N-demethylated metabolites, 4-chlorobutylcathinone (4-CBC) and its reduced metabolite (4-CBC-OH) were synthesized. All the compounds obtained were identified and characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. In addition, the NMR analysis of a sample provided by the LPC-PJ allowed the identification of a new psychoactive substance (NPS), N,N dimethyl pentylone, in a product from material seized in Portugal.In order to determine, for the first time, the metabolic profile of 4-CBC, this cathinone was incubated in vitro in the S9 fraction of human liver, containing microsomal and cytosolic enzymes, and in the presence of the Phase I cofactor NADPH. The metabolites generated were subsequently identified by liquid chromatography coupled to high-resolution tandem mass spectrometry (LC-HRMS/MS), and the metabolite resulting from the reduction of the ketone group (M1-4-CBC) was identified. The cytotoxic activity of cathinones, 4-CBC, 4-methylmethcathinone (4-MMC, usually known as mephedrone) and 3-methylmethcathinone (3-MMC), as well as their reduced metabolites (4-CBC-OH, 4-MMC-OH and 3-MMC-OH) and the learned cathinone (N,N dimethyl-pentylone), was evaluated on the SH-SY5Y human neuroblastoma cell line using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltrazolium bromide (MTT) method. The results obtained revealed that all the reduced metabolites were more toxic (LD50 0.28-1.99 mM) than the cathinones that gave rise to them (LD50 0.53-3.55 mM), thus suggesting that the reduction of the ketone group plays a crucial role in the cytotoxicity associated with the consumption of the psychoactive substances studied.

No âmbito do protocolo de colaboração entre o Laboratório de Polícia Científica da Polícia Judiciária (LPC-PJ), a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (CiênciasULisboa) e o Instituto Superior Técnico (IST), o presente trabalho teve como objetivo, a identificação, síntese e avaliação da citotoxicidade de catinonas e dos seus principais metabolitos. Neste contexto, para se proceder à obtenção de padrões de catinonas e respetivos metabolitos, foi realizada a síntese de oito bromocetonas, oito azidas, quatro metabolitos N desmetilados, a 4-clorobutilcatinona (4-CBC) e o seu metabolito reduzido (4-CBC-OH). Todos os compostos obtidos foram identificados e caracterizados por espetroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN). Adicionalmente, a análise por RMN de uma amostra fornecida pelo LPC-PJ, permitiu a identificação de uma nova substância psicoativa (NSP), a N,N dimetil-pentilona, num produto proveniente de material apreendido em Portugal.Com o intuito de determinar, pela primeira vez, o perfil metabólico da 4-CBC, esta catinona foi incubada in vitro na fração S9 de fígado humano, contendo enzimas microssomais e citosólicas, e na presença do cofator de Fase I NADPH. Os metabolitos gerados foram posteriormente identificados por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa de alta resolução em tandem (LC-HRMS/MS), tendo-se identificado o metabolito resultante da redução do grupo cetónico (M1-4-CBC). A atividade citotóxicológica das catinonas, 4-CBC, 4-metilmetcatinona (4-MMC, usualmente conhecida como mefedrona) e da 3-metilmetcatinona (3-MMC), bem como dos respetivos metabolitos reduzidos (4-CBC-OH, 4-MMC-OH e 3-MMC-OH) e da catinona aprendida (N,N dimetil-pentilona), foi avaliada na linha celular do neuroblastoma humano SH-SY5Y pelo método colométrico do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT). Os resultados obtidos revelaram que todos os metabolitos reduzidos são mais tóxicos (CL50 0,28-1.99 mM) do que as catinonas que lhes dão origem (CL50 0.53-3.55 mM), sugerindo assim que a redução do grupo cetónico tem um papel crucial na citotoxicidade associada ao consumo das substâncias psicoativas estudadas.