Um auf Enzymaktivitäten beruhende Unterschiede in der Pharmakokinetik zu erkennen, wurde zunächst eine Phänotypisierungsmethode für die fünf CYP-Isoenzyme 1A2, 2C9, 2C19, 2D6 und 3A4 entwickelt.
Neben der Auswahl der Testsubstanzen, die als Cocktail verabreicht wurden, der Phänotypisierungsindices und eines Probennahmeschemas umfasste dieser Schritt auch die Entwicklung und Validierung einer effektiven Aufbereitungsmethode und einer empfindlichen Analysenmethode für die Testsubstanzen bzw. deren Metabolite. Die für die Humanstudie benötigte THCA wurde mittels Flash-Chromatographie aus Cannabisrohmaterial isoliert.
Mit zwei voneinander unabhängigen Systemen konnte schließlich hochreine THCA (Reinheit > 98,5%) gewonnen werden, die zur Herstellung der Prüfpräparate diente. Als Grundlage für die intravenöse Applikation der lipophilen und thermoinstabilen THCA erwies sich eine parenterale Fettemulsion als geeignet. Letzter Schritt war die Entwicklung einer ESI-LC-MS/MS-Methode zum selektiven und empfindlichen Nachweis von THCA und ihren Metaboliten sowie die Validierung der Quantifizierungsmethode für THCA.
Im Fokus standen die Optimierung der Probenaufbereitung mittels Proteinfällung und eine kurze Analysendauer. Im Rahmen der klinischen Studie erhielten sechzehn Probanden die Testsubstanz THCA zuerst oral in Form einer Kapsel (10 mg) und zwei Wochen später intravenös als Emulsion (5 mg). Blutproben wurden in festgelegten Intervallen bis zu 96 Stunden und Urinproben adlibitum abgegeben.
Zwischen beiden Studienabschnitten wurden die Probanden phänotypisiert und in der DNA-Abteilung des Instituts zusätzlich genotypisiert. Um herauszufinden, welche
Isoenzyme in erster Linie für den THCA-Metabolismus verantwortlich sind, wurden in Kooperation mit dem Institut für Experimentelle und Klinische Toxikologie in Homburg in vitro Versuche mit einzelnen Isoenzymen bzw. humanen Lebermikrosomen durchgeführt.
Im Anschluss daran erfolgte eine pharmakokinetische Analyse der THCA-Serumbefunde gemäß den Prinzipien der Kompartiment- und Nicht-Kompartimentanalyse, mit der erstmals grundlegende pharmakokinetische Parameter der THCA (AUC, Clearance, Verteilungsvolumina, Halbwertzeiten sowie Makro- und Mikrokonstanten des Kompartimentmodells) bestimmt werden konnten.
Außerdem wurden die am Metabolismus beteiligten Enzyme sowie Haupt- und Nebenmetabolite in Serum und Urin identifiziert. Zum Schluss wurden die aus der
Phänotypisierungsstudie ermittelten Phänotypisierungsindices mit einigen der berechneten pharmakokinetischen Parameter korreliert und statistisch untersucht.