Subscribe to RSS
DOI: 10.1055/s-0031-1300227
Effects of the Oral Antidiabetic Repaglinide on the Reproduction of Rats
Publication History
Publication Date:
27 December 2011 (online)
Summary
Repaglinide (CAS 135062-02-1), a biguanide, is an orally available insulin secretagogue (ß-cell stimulant) and has been developed for the treatment of Type II diabetes. The developmental toxicity of the compound was investigated in rats. The effects on fertility, on embryo- and fetogenesis and on peri- and postnatal development were investigated. In a ‘fertility study’ 24 males were treated with 0, 1, 30, 300 mg/kg for 10 weeks prior to mating and during mating, and 24 females with 0, 1, 30, 80 mg/kg for 4 weeks prior to mating until gestation day 22 (hysterectomy group) or through gestation day 22 until postnatal day, i.e. lactation day 21 (littering group). In a ‘teratogenicity study’ with a hysterectomy group and a littering group included, 36 females were treated with 0, 0.5, 5 and 80 mg/kg from gestation day 7-16. In a ‘peri-postnatal study’ with a cross-foster group included 23 females were treated in the core study with 0, 0.5, 5, 30 and 80 mg/kg from gestation day 16 to lactation day 21 and in the cross-foster group 18 females with 0 and 80 mg/kg from gestation day 16 to lactation day 21. In a ‘supplementary study’ with five treatment windows 13 females each were treated with 80/ 30 mg/kg from gestation day 1-5 (W 1), gestation day 6-16 (W 2), gestation day 17-22 (W 3), lactation day 1-14 (W 4) and lactation day 15-21 (W 5). Effects of repaglinide on fertility, implantation, early and late embryogenesis, fetogenesis, birth and postnatal development including fertility of the offspring were investigated. In the ‘fertility study’ the NOTEL (no toxic effect level) for males was estimated to be 1 mg/kg and for females 30 mg/kg. In the ‘teratogenicity study’ the maternal NOTEL was 0.5 mg/kg as it was in the ‘peri-postnatal study’ 5 mg/kg. Food consumption and body weight gain of females were significantly reduced at the beginning of the respective treatment periods of the ‘supplementary study’ indicating a strong reaction of the dams to the treatment underlined by the death of individual animals (W 3, W 4 and W 5). Offspring survival during the last trimester of pregnancy and during lactation was affected in the ‘fertility study’ and in the ‘peri-postnatal study’after 30 and 80 mg/kg and in the ‘supplementary study’ slightly in W 3 and more pronounced in W 4 and W 5. Changes of the skeleton in the extremities of the offspring were observed in all studies where the animals were exposed to repaglinide during late pregnancy (i.e. after completion of organogenesis) and/or lactation. At radiography the skeletal alterations comprised deformities of the coracoid process and acromion process, of the proximal humeral epiphysis, and of the epiphysis distalis and the condylus distalis of the femur. Deltoids of the humerus showed a slight increase of height and a length reduction. The radius and ulna were slightly bent. The most marked effects and the highest incidence were induced during the first half of lactation (W 4). As age of offspring increased the changes were more pronounced and occurred with a higher incidence. Correspondingly, ash weight, calcium, magnesium and phosphorus content of bones were reduced, but the proportions remained constant. Histopathological examination (supplementary study) showed that small fibrotic foci were formed in the area of dislocation of parts of the epiphyseal plate and that the remaining hyaline cartilage was thinner than normal (W 3, W 4 and W 5). Additionally, the longitudinal axis of the diaphysis juxtaposed to the growth zone was markedly bent, becoming convex to the lateral side.
The studies clearly demonstrated that long bone development was not impaired during embryogenesis and early fetogenesis but after completition of organogenesis exclusively, indicating that repaglinide was not teratogenic. Effects of repaglinide were clearly effects on growth. The effects seen in all studies only occurred at excessively high plasma concentrations which will not be reached at human therapeutic doses.
Zusammenfassung
Untersuchungen über die Einflüsse des oralen Antidiabetikums Repaglinid auf die Reproduktion bei Ratten
Repaglinid (CAS 135062-021) ist ein Biguanid, das zur Behandlung des Diabetes Typ II entwickelt wurde. Es regt die ß-Zellen zur Insulinsekretion an und bewirkt eine Hypoglykämie. In diesem Bericht werden die Einflüsse von Repaglinid auf die Fertilität, die Implantation, die frühe und späte Embryogenese, die Fetogenese, die Geburt und die nachgeburtliche Entwicklung einschließlich der Fertilität der Jungtiere bei Ratten beschrieben. In einer Fertilitätsprü-fung wurden 24 Männchen 10 Wochen vor Verpaarung und während der Verpaarung mit 0, 1, 30, 300 mg/kg und 24 Weibchen 2 Wochen vor Verpaarung bis zum Trächtigkeitstag 22 (Hysterektomiegruppe) oder bis zum Tag 21 nach der Geburt, dem Laktationstag 21 (Abwurfgruppe), mit 0, 1, 30, 80 mg/kg behandelt. Die Teratogenitätsprüfung erfolgte mit einer Hysterektomie- und einer Abwurfgruppe, bei der 36 Weibchen vom Trächtigkeitstag 7-16 mit 0, 0.5, 5, 80 mg/kg behandelt wurden. In einer peri-postnatal Prüfung wurden die Ratten der Hauptstudie (23 Weibchen) vom Trächtigkeitstag 16-Tag 21 der Laktation mit 0, 0.5, 5, 30, 80 mg/kg behandelt. In einer mitgeführten Ammengruppe wurden vom Trächtigkeitstag 16-Tag 21 der Laktation 18 Weibchen 0 and 80 mg/kg appliziert. Schließlich wurden in einer Abklärungsstudie mit fünf Behandlungsfenstern W 1: Trächtigkeitstag 1–5, W 2: 6–16, W 3: 17–22, W 4: Tage der Laktation 1–14 und W 5: Tage der Laktation 15–21 mit 80/30 mg/kg jeweils 13 Weibchen behandelt.
In der Fertilitätsprüfung wurde auf Grund der Symptomatik und des Körpergewichts ein NOTEL (No Toxic Effect Level) von 1 mg/kg für die Männchen und von 30 mg/kg für die Weibchen ermittelt. In der Teratogenitätsprüfung ergab sich ein maternaler NOTEL von 0,5 mg/kg und in der peri-postnatal Prüfung von 5 mg/kg. Das Überleben der Nachkommen war während des dritten Trimenons und der Laktation in der Fertilitätsprüfung und in der periund postnatalen Prüfung nach Gaben von 30 und 80 mg/kg und in der Abklärungsstudie in W 3 geringfügig und in W 4 und W 5 deutlich verringert. In der Abklärungsstudie waren Wachstum und Nahrungsaufnahme zu Beginn des entsprechenden Behandlungsfensters verringert und deuteten in Verbindung mit Todesfällen auf eine deutliche Reaktion der Muttertiere hin (W 3, W 4, W 5). In allen Prüfungen mit einer Behandlung während der späten Trächtigkeit (d. h. nach der Vollendung der Organogenese) und während der Laktation wurden Veränderungen der Extremitätenknochen beobachtet. Röntgenaufnahmen zeigten Deformationen des Processus coracoidalis und des Acromions, der proximalen und distalen Humerus-Epiphysen sowie des Condylus distalis des Femurs. Der Processus deltoideus des Humerus war erhöht und verkürzt, Radius und Ulna leicht gekrümmt. Die stärksten Effekte wurden bei einer Behandlung in der ersten Hälfte der Laktation induziert. Mit fortgeschrittenem Alter der Nachkommen nahmen diese Veränderungen qualitativ und quantitativ zu. Mit den morphologischen Befunden ging eine Abnahme des Veraschungsgehalts sowie der Kalzium-, Magnesium- und Phosphormengen einher, wobei die Anteile dieser Elemente jedoch gleich blieben. Die histopathologische Untersuchung der Extremitätenknochen aus der Abklärungsstudie zeigte kleinere Fibrosen in der Zone der verlagerten Epiphysenplatten und einen dünneren hyalinen Knorpel (W 3, W 4, W 5). Zusätzlich war die Diaphysenlängsachse im Bereich der Wachstumszone deutlich verbogen.
Die Prüfungen bewiesen deutlich, daß eine Behandlung während der Embryogenese und frühen Fetogenese (d. h. während der Organogenese) keine Effekte auf die Osteogenese hervorrief, Repaglinid also keine teratogene Wirkung hat. Jedoch beeinflußte Repaglinid das Wachstum. Alle morphologischen Veränderungen traten nur bei sehr hohen Plasmakonzentrationen auf, die bei humantherapeutischen Dosen nicht erreicht werden.