Adrenocorticotropic hormone, but not trilostane, causes severe adrenal hemorrhage, vacuolization and apoptosis in rats

Abstract

Nebennierennekrosen sind beim Hund mit Hyperadrenokortizismus als Komplikation der Trilostantherapie beschrieben. Ein möglicher Auslöser scheint der unter Trilostan erhöhte Spiegel an adrenokortikotropem Hormon (ACTH) zu sein. Ziel dieser Studie war es, an einem Tiermodel, den Effekt von ACTH und Trilostan auf Nebennieren zu untersuchen. Die Studie bestand aus 2 Teilen (Experiment 1 und Experiment 2). Im Experiment 1 wurden 36 Ratten in 6 Gruppen geteilt. Vier Gruppen erhielten verschiedene ACTH-Konzentrationen (60, 40, 20, 10 µg/d), eine NaCl und eine keine Therapie. Im Experiment 2 wurden 24 Ratten in 3 Gruppen geteilt. Zwei Gruppen erhielten Trilostan mit Pudding vermischt (5, 50 mg/kg/d) und eine Pudding alleine. Am Ende wurden alle Nebennieren histologisch und immunohistochemisch untersucht; im Blut wurden die Konzentrationen des endogenen ACTH und der Nukleosomen bestimmt. Die mit 60 µg ACTH/d behandelten Ratten zeigten signifikant mehr Blutungen, Vakuolisierungen und Apoptosen in den Nebennieren als die mit 20 und 10 µg ACTH/d, Trilostan oder NaCl behandelten Ratten oder die Tiere ohne Therapie. Weiter zeigten die mit 60 µg ACTH/d behandelten Ratten eine signifikant höhere Menge an Nukleosomen im Blut, verglichen mit den mit 10 µg ACTH/d, Trilostan oder NaCL behandelten Ratten. In gesunden Ratten verursacht ACTH, aber nicht Trilostan, eine dosisabhängige Nebennierendegeneration. Diese Resultate unterstützen die Hypothese, dass die Nebennierennekrosen bei Hunden unter Trilostantherapie durch ACTH verursacht werden.


Summary
Adrenal necrosis has been reported as a complication of trilostane application in dogs with hyperadrenocorticism. It was hypothesized that necrosis results from the increase of adrenocorticotropic hormone (ACTH) during trilostane therapy. Aim of this study was to assess the effects of ACTH and trilostane on adrenal glands in an experimental animal model. The study consisted of 2 parts (experiment 1 and experiment 2). For experiment 1, 36 rats were divided into six groups. 4 groups received ACTH in different doses (60, 40, 20, 10 µg/d), 1 group received saline and 1 no therapy. For experiment 2, 24 rats were divided into 3 groups. Two groups received trilostane mixed into chocolate pudding (5, 50 mg/kg/d) and one group received pudding alone. At the end of the experiments, adrenal glands were assessed by histology and immunohistochemistry; levels of endogenous ACTH and nucleosomes were measured in the blood. Rats treated with 60 µg ACTH/d showed significantly more hemorrhage, vacuolization and apoptotic cells in their adrenal glands than rats treated with 20 or 10 µg ACTH/d, trilostane or saline or animals receiving no therapy. Rats treated with 60 µg ACTH/d had a significant higher amount of nucleosomes in blood compared to rats treated with 10 µg ACTH/d, trilostane or saline. We conclude that in healthy rats ACTH, but not trilostane, causes adrenal degeneration in a dose-dependent manner. Results of this study support the hypothesis that adrenal gland lesions seen in trilostane-treated dogs are caused by ACTH.