Concentrazioni urinarie di GHB e dei suoi nuovi coniugati di aminoacidi e carnitina in seguito alla somministrazione controllata di GHB all'uomo

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8983 (2023) Citare questo articolo

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Il gamma-idrossibutirrato (GHB) rimane un farmaco tossicologico clinico/forense impegnativo. Ciò è principalmente causato dalla sua rapida eliminazione a livelli endogeni. Soprattutto nelle aggressioni sessuali facilitate dalla droga, la raccolta dei campioni spesso avviene più tardi rispetto alla finestra di rilevamento del GHB. Abbiamo mirato a studiare nuovi coniugati di GHB con aminoacidi (AA), acidi grassi e relativi metaboliti di acidi organici per verificarne l'idoneità come marcatori di ingestione/applicazione nelle urine in seguito alla somministrazione controllata di GHB all'uomo. Abbiamo utilizzato LC-MS/MS per la quantificazione convalidata di campioni di urina umana raccolti nell'ambito di due studi crossover randomizzati, in doppio cieco, controllati con placebo (GHB 50 mg/kg, 79 partecipanti) a circa 4,5, 8, 11 e 28 ore dopo assunzione. Abbiamo riscontrato differenze significative (placebo vs. GHB) per tutti gli analiti tranne due a 4,5 ore. Undici ore dopo la somministrazione di GHB, GHB, GHB-AA, acido 3,4-diidrossibutirrico e acido glicolico mostravano ancora concentrazioni significativamente più elevate; a 28 h solo GHB-glicina. Sono state valutate tre diverse strategie di discriminazione: (a) concentrazione cut-off di GHB-glicina (1 µg/mL), (b) rapporti metaboliti di GHB-glicina/GHB (2,5) e (c) soglia di aumento tra due campioni di urina ( > 5). La sensibilità era rispettivamente 0,1, 0,3 o 0,5. Solo la GHB-glicina ha mostrato un rilevamento prolungato rispetto al GHB, soprattutto se confrontato con un secondo campione di urina abbinato al tempo e al soggetto (strategia c).

Il gamma-idrossibutirrato (GHB), un acido grasso a catena corta, rappresenta un importante analita nella tossicologia clinica e forense non solo per il suo consumo ricreativo come droga d'abuso (DOA), ma anche per il suo utilizzo in crimini facilitati dalla droga o aggressioni sessuali facilitate dalla droga (DFSA)1,2,3. Matrici come sangue o urina consentono solo finestre di rilevamento brevi per il GHB, rispettivamente fino a 6 ore e 12 ore4. A peggiorare le cose, il GHB è anche un composto endogeno5,6, il che rende particolarmente difficile discriminare i bassi livelli di GHB esogeno in seguito al consumo/somministrazione di GHB dai livelli endogeni. Sono comunemente raccomandati valori limite compresi tra 6 e 10 µg/mL nelle urine per distinguere tra i livelli di GHB endogeno e l'assunzione di GHB1,5,7. Tuttavia, sono necessari biomarcatori aggiuntivi per migliorare il rilevamento e l’interpretazione del GHB su intervalli più lunghi. Il GHB-glucuronide e il GHB-solfato sono stati ampiamente studiati. Nonostante la discussione controversa, la maggior parte degli studi non ha riscontrato vantaggi nel rilevamento del GHB-glucuronide8,9,10,11. Più recentemente, gli acidi organici formati attraverso la degradazione del GHB o la beta-ossidazione hanno attirato l’attenzione come biomarcatori aggiuntivi. Le concentrazioni endogene di acido 2,4-diidrossibutirrico (2,4-DHB), 3,4-DHB, acido glicolico (GA), acido succinico (SA) e succinilcarnitina sono state determinate sistematicamente in coorti più ampie12,13 e la loro utilità generale è stato dimostrato un miglioramento delle finestre di rilevamento e interpretazione del GHB14,15,16. Anche i nuovi coniugati del GHB (Fig. 1) con carnitina, aminoacidi (glicina, glutammato, taurina, fenilalanina), pentoso, acidi grassi, fosfolipidi e alcune caratteristiche ancora sconosciute (U3, U4, U16) hanno indicato promettenti marcatori aggiuntivi di GHB . Sono stati scoperti attraverso la profilazione metabolica non mirata17,18 o approcci basati su ipotesi19,20,21. Tuttavia, gli studi sistematici sulle loro concentrazioni urinarie sono ancora in sospeso. Pertanto, abbiamo mirato a caratterizzare quantitativamente l'escrezione urinaria di GHB, GHB-carnitina, GHB-glicina, GHB-glutammato, GHB-taurina, GHB-fenilalanina, GHB-esteri di acidi grassi (C8–C18, C18:1) e acidi organici 2 ,4-DHB, 3,4-DHB, GA, SA, succinilcarnitina dopo somministrazione controllata di GHB agli esseri umani e valutare la loro utilità per il rilevamento prolungato dell'assunzione/applicazione di GHB applicando tre diverse strategie di discriminazione.

Strutture chimiche dei coniugati GHB appena identificati con gli aminoacidi glicina, glutammato e taurina (a sinistra), carnitina, acidi grassi o pentoso (a destra).

0.8). Only DHB isomers and GHB-glucuronide (r 0.4–0.6), SA, and succinylcarnitine (r 0.6–0.7) showed poor(er) correlation (Supplementary Fig. S3). Comparison between 4.5 h samples from cohorts I and II revealed no relevant differences, except for GHB-carnitine, where significantly higher concentrations were measured in study cohort I. Amino acid conjugate concentrations were slightly higher in cohort II. Concentrations were independent of age, sex, and underlying depressive disorder. Only SA concentrations were significantly higher in females at any timepoint and 2,4-DHB in depressive patients at 4.5 h (Supplementary Fig. S4). We found endogenous concentrations of GHB and GHB-metabolites (placebo) to be independent of daytime, except for GHB-glucuronide and succinylcarnitine, which showed significantly lower concentrations in the afternoon (Fig. 3, Supplementary Fig. S5). Spearman correlation of metabolite concentrations to those of GHB in study cohort II was high at 4.5 h and 11 h and moderate at 28 h, as shown in representative examples in Fig. 2A. In contrast, initial concentration did not influence concentrations at later time points, as indicated by a lack of correlation between early urine concentrations (4.5 h) and those at 11 h or 28 h, respectively (Fig. 2B)./p> 5) between two (subject- and time-matched) urine samples. Overall, better sensitivities were observed compared to a general cut-off application (strategy a; Table 2). After 28 h, about 50% or even 90% of the GHB-positive cases would be classified correctly by GHB-glycine or GHB-pentose, respectively. However, slightly lower specificity was detected for GHB-glycine because, in some urine pairs, one sample was negative for the corresponding biomarker./p>