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Erschienen in: Acta Neuropathologica 1/2024

01.06.2024 | Original Paper

A muscarinic receptor antagonist reverses multiple indices of diabetic peripheral neuropathy: preclinical and clinical studies using oxybutynin

verfasst von: Carolina M. Casselini, Henri K. Parson, Katie E. Frizzi, Alex Marquez, Darrell R. Smith, Lucie Guernsey, Rakesh Nemmani, Alireza Tayarani, Corinne G. Jolivalt, Jessica Weaver, Paul Fernyhough, Aaron I. Vinik, Nigel A. Calcutt

Erschienen in: Acta Neuropathologica | Ausgabe 1/2024

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Abstract

Preclinical studies indicate that diverse muscarinic receptor antagonists, acting via the M1 sub-type, promote neuritogenesis from sensory neurons in vitro and prevent and/or reverse both structural and functional indices of neuropathy in rodent models of diabetes. We sought to translate this as a potential therapeutic approach against structural and functional indices of diabetic neuropathy using oxybutynin, a muscarinic antagonist approved for clinical use against overactive bladder. Studies were performed using sensory neurons maintained in vitro, rodent models of type 1 or type 2 diabetes and human subjects with type 2 diabetes and confirmed neuropathy. Oxybutynin promoted significant neurite outgrowth in sensory neuron cultures derived from adult normal rats and STZ-diabetic mice, with maximal efficacy in the 1–100 nmol/l range. This was accompanied by a significantly enhanced mitochondrial energetic profile as reflected by increased basal and maximal respiration and spare respiratory capacity. Systemic (3–10 mg/kg/day s.c.) and topical (3% gel daily) oxybutynin reversed paw heat hypoalgesia in the STZ and db/db mouse models of diabetes and reversed paw tactile allodynia in STZ-diabetic rats. Loss of nerve profiles in the skin and cornea of db/db mice was also prevented by daily topical delivery of 3% oxybutynin for 8 weeks. A randomized, double-blind, placebo-controlled interventional trial was performed in subjects with type 2 diabetes and established peripheral neuropathy. Subjects received daily topical treatment with 3% oxybutynin gel or placebo for 6 months. The a priori designated primary endpoint, significant change in intra-epidermal nerve fibre density (IENFD) in skin biopsies taken before and after 20 weeks of treatments, was met by oxybutynin but not placebo. Secondary endpoints showing significant improvement with oxybutynin treatment included scores on clinical neuropathy, pain and quality of life scales. This proof-of-concept study indicates that muscarinic antagonists suitable for long-term use may offer a novel therapeutic opportunity for treatment of diabetic neuropathy. Trial registry number: NCT03050827.
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Literatur
9.
Zurück zum Zitat Casellini CM, Barlow PM, Rice AL, Casey M, Simmons K, Pittenger G et al (2007) A 6-month, randomized, double-masked, placebo-controlled study evaluating the effects of the protein kinase C-beta inhibitor ruboxistaurin on skin microvascular blood flow and other measures of diabetic peripheral neuropathy. Diabetes Care 30:896–902. https://doi.org/10.2337/dc06-1699CrossRefPubMed Casellini CM, Barlow PM, Rice AL, Casey M, Simmons K, Pittenger G et al (2007) A 6-month, randomized, double-masked, placebo-controlled study evaluating the effects of the protein kinase C-beta inhibitor ruboxistaurin on skin microvascular blood flow and other measures of diabetic peripheral neuropathy. Diabetes Care 30:896–902. https://​doi.​org/​10.​2337/​dc06-1699CrossRefPubMed
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Metadaten
Titel
A muscarinic receptor antagonist reverses multiple indices of diabetic peripheral neuropathy: preclinical and clinical studies using oxybutynin
verfasst von
Carolina M. Casselini
Henri K. Parson
Katie E. Frizzi
Alex Marquez
Darrell R. Smith
Lucie Guernsey
Rakesh Nemmani
Alireza Tayarani
Corinne G. Jolivalt
Jessica Weaver
Paul Fernyhough
Aaron I. Vinik
Nigel A. Calcutt
Publikationsdatum
01.06.2024
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Acta Neuropathologica / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 0001-6322
Elektronische ISSN: 1432-0533
DOI
https://doi.org/10.1007/s00401-024-02710-4

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