A NEW THIOPHENE METABOLITE: NADPH, O 2 AND THIOL DEPENDENT FORMATION OF A THIOPHENE HYDRATE FROM (S)-MTPPA BY CYP2C9

Patrick M. Dansette (1) , Shigeyuki Kitamura , Gildas Bertho (1) , Daniel Mansuy (1)

1 LCBPT - UMR 8601 - Laboratoire de Chimie et de Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques

Thiophenes are metabolized in rat or human liver microsomes to hydroxy-thiophenes1 and thiophenes sulfoxides which may dimerize or be trapped as nucleophile-adducts2. The major metabolites of thiophene are in vivo the N-2-acetylcysteine substituted 2,5-dihydrothiophene-1- oxide3 but in vitro the S-oxide dimer4. A number of 2-aroyl-thiophenes are however metabolized to the 5-hydroxy derivatives1. We have also shown that 2-phenyl and 3-phenyl thiophenes are metabolized by rat liver microsomes to thiolenones (5-hydroxy-thiophene isomers) and thiophenesulfoxide dimers, and in presence of glutathione to two type of adducts corresponding to addition ofglutathione to both the intermediate thiophene epoxide(s) and thiophene S-oxide. The aim of this study was to investigate if a potential epoxide intermediate could be trapped as a glutathione adduct as 2-phenylthiophene. Adding progressive amount (0.1 – 10 mM) GSH to the incubation decreased the formation of the 5-hydroxythiophene metabolite and a new more polar metabolite appeared.To our surprise it did not contain GSH, Use of 5-Tritium labeled (S)-MTPPA showed that contrary to the thiolenone, the new metabolite was radioactive and retained the tritium. Establishment of it structure by multidimensional NMR (see table 1 and spectrum 1 and 2) and MS shows that it is a 5-hydroxy-4,5-dihydro-thiophene derivative, formally a “thiophene hydrate”. A neutral pH this new metabolite is relatively stable (T1/2 # 3 days). It is acid labile (20 mM TFA,T1/2 < 15 min) and dehydrates to the parent thiophene.GSH can be replaced by other thiols (N-Acetylcysteine or mercaptoethanol). Other 2- and 3-aryl-thiophenes also gave such hydrates during P450 mediated oxidation in presence of GSH.

Le thiophenes sont métabolisés par des microsomes de foie humain ou de rat en hydroxy-thiophenes et en sulfoxyde de thiophènes qui dimérisent ou peuvent être piégés par des nucléophiles. Le métabolite urinaire majeur du thiophène est un 2,3-dihydrothiophène sulfoxide S-substitué en 2 par la N-acétylcystéine. Un certain nombre de 2-aroyl-thiophènes sont hydroxylés en 5 via un époxide de thiophène réactif. Les 2 et 3-phenylthiophène incubés en présence de microsomes et de glutathion (GSH) conduisent à des adduits GSH stables sur le sulfoxyde de thiophène et sur l'époxyde réactif. Le but de ce travail était d'étudier si le potentiel époxyde de thiophène dérivé du (S)-MTPPA, un candidat médicament antiinflammatoire, qui était métabollsé en 5-hydroxy-thiophene ou son tautomère la 5-thiolénone. L'incubation de cette molécule en présence de NADPH et des doses croissantes de GSH conduisit à la disparition progressive de la thiolénone et à l'apparition d'un nouveau produit. Celui-ci isolé ne contenait pas de GSH. A notre surprise il s'agit formellement d'un hydrate de thiophène ou 2-hydroxy-2,3-dithydrothiophène. Ce métabolite est relativement stable à pH neutre avec un T1/2 de 3 jours . Il se déhydrate rapidement en présence de TFA (T1/2 < 15 min). D'autres 2- et 3-arylthiophènes produisent aussi de tels hydrates lors de la métabolisation en présence de GSH

Domaines: Chimie organique; Sciences du Vivant [q-bio]

Patrick M. Dansette, Shigeyuki Kitamura, Gildas Bertho, Daniel Mansuy. A NEW THIOPHENE METABOLITE: NADPH, O 2 AND THIOL DEPENDENT FORMATION OF A THIOPHENE HYDRATE FROM (S)-MTPPA BY CYP2C9. ISSX-JSSX joint symposium, Maui (Hawai) USA, novembre 2005, Nov 2005, Wailea, Maui, United States. ⟨hal-03515695⟩