Ralitoline: A Reevaluation of Anticonvulsant Profile and Determination of “Active” Plasma Concentrations in Comparison with Prototype Antiepileptic Drugs in Mice

Summary: Ralitoline (RLT) is a new thiazolidinone derivative with potent anticonvulsant activity in different seizure models. During Phase I studies, RLT was well tolerated in human volunteers and showed linear pharmacokinetics in the dose range tested (up to 150 mg). Since RLT will soon be entering clinical Phase II studies, we were interested in obtaining predictive data for effective plasma concentrations in patients. For this purpose, the anticonvulsant potency of RLT was determined in four seizure models in mice, and plasma levels were measured at time of peak drug effect. The four models were the threshold for maximal (tonic extension) electroshock seizures (MES), the threshold for clonic seizures determined by i.v. infusion of pentylenetetrazol (PTZ), the traditional MES test with supramaximal (50 mA) stimulation, and generalized clonic seizures induced by s.c. administration of PTZ. Furthermore, median minimal “neurotoxic” doses (TD 50 s) were determined by the rotorod and chimney test for calculation of protective indices. All data obtained for RLT were compared with data obtained with standard antiepileptic drugs: phenobarbital, phenytoin, valproate, and diazepam. The onset of anticonvulsant action after i.p. injection of RLT was very rapid, and the peak drug effect was already obtained after 2 min. In the MES models, RLT was the most potent compound. “Active” plasma levels ranged from ˜300 ng/ml in the MES threshold test to ˜ 1,300 ng/ml in the MES test. RLT was also capable of increasing the PTZ threshold, whereas, possibly because of its short duration of action in mice, it was not very active in the s.c. PTZ seizure test. The protective index calculated by the dose that increased the MES threshold by 50% was about 6, whereas the respective index calculated by the median effective dose determined in the traditional MES test with 50 mA stimulation was only 1.7. The data demonstrate that RLT very potently increases thresholds for tonic and clonic seizures at doses below those that produce adverse effects. Based on comparison with marketed antiepileptic drugs, the effective human plasma concentration of RLT extrapolated from the mouse data should be ˜1 μg/ml. RÉSUMÉ La Ralitoline (RLT) est un nouveau dérivé thiazolidinone pos‐sédant des activités anticonvulsivantes importantes sur difté‐rents modèles de crises. Pendant les études de phase I, la RLT a été bien tolérée chez les volontaires humains et a présenté une pharmacocinétique linéaire pour les doses testées (jusqu'à 150 mg). La RLT devant prochainement être introduite dans des études cliniques de phase II, les auteurs ont churchéà obtenir des données prédictives concernant les concentrations plasma‐tiques efficaces chez les patients. Dans ce but, la puissance an‐ticonvulsivante de la RLT a été mesurée sur 4 modèles de crises chez la souris, et les taux plasmatiques ont eté mesurés au moment de ľeffet maximal du médicament. Les 4 modèles utilisés ont été les suivants: seuil de crises maximales après électrochoc (MES), seuil de crises cloniques après infusion IV de penthyl‐ènetélrazole (PTZ), test MES traditionnel avec stimulation su‐pramaximale (50 mA) et crises généralisées cloniques induites par administration sous‐cutanée de PTZ. De plus, les doses neu‐rotoxiques médianes minimales (TD 50) ont été déterminées par les tests de la roue et de la cheminée pour le calcul des indices de protection. Toutes les donnees obtenues pour la RLT ont été comparées à celles obtenues pour les antiépileptiques standards: phénobarbital, phénytoïne, valproate, diazépam. Le début de ľactivité anticonvulsivante après injection i.p. de RLT a été très rapide, et ľeffet maximal du médicament etait déjà observé après deux minutes. Sur les modèles utilisant les MES, la RLT a été la plus puissante des drogues étudiées. Les taux plasmatiques efficaces allaient ďenviron 300 ng/ml dans le test du seuil MES à environ 1,300 ng/ml (EC 50) dans le test MES classique. La RLT a egalement été capable ďaugmenter le seuil au PTZ, alors qu'elle n'a pas été efficace dans le test des crises induites par PTZ s.c, vraisemblablement en raison ďune faible durée ďaction chez la souris. ľindice de protection calculéà partir de la dose qui a augmenté le seuil au MES de 50% (TID 50) était ďenviron 6, alors que les index respectifs calculés par ľED 50 dans le test MES tradionnel avec stimulation à 50 mA n'était que de 1.7. Ces données démontrent que la RLT augmente de façon très importante les seuils pour les crises toniques et cloniques à des doses inférieures à celles qui provoquent des effets collatéraux. La comparaison avec les antiépileptiques commercialisés de référence, montre que la concentration plasmatique efficace de RLT extrapolée à partir des données obtenues chez la souris devraient être ďenviron 1 μ./ml. RESUMEN La Ralitolina (RLT) es un derivado nuevo de la tiazolidinona con potente accion anticonvulsiva en diferentes modelos de ataques. Durante los estudios Fase I la RLT fue bien tolerada en voluntarios humanos y mostró una farmacocinética linear en el rango de dosis examinadas (hasta 150 mg). Puesto que la RLT pronto será sometida a estudios clínicos Fase II nos interesatnoi en la obtención de información predictiva en relación con las concentraciones plasmáticas eficaces en enfermos. Para este fin se determinó la potencia anticonvulsiva de la RLT en 4 modelos de ataques en ratones y se midieron los niveles plasmáticos end momenta del máximo efecto de la droga. Los 4 modelos consis‐tieron en determinar: el umbral para ataques (extensión tónica) producidos por electroshock máximo (MES), el umbral pan ataques clónicos producidos por infusión i.v. de pentilentetrazol (PTZ), el test tradicional MES con estimulación supramaximal (50 mA) y los ataques clónicos generalizados inducidos pork administratión s.c. de PTZ. Además para determinar las dosis medias mínimas “neurotóxicas” (TD50s) se utilizó el test de rotarod y “chimenea” para calcular los índices de protección. Toda la información conseguida con repecto a la RLT se comparó con la información existente de medicaciones antiepilépticas standard: fenobarbital, fenitoina, valproato y diacepam. El comienzo de la acción anticonvulsiva después de la inyección i.p. de ralitolina fue muy rápida y el efecto pico de la droga se alcanzó antes de Jos 2 min. En los modelos de MES la RLT fue el compuesto más potente. Los niveles plasmáticos “activos” oscilaron de alrededor de 300 ng/ml en el test de umbral del MES a 1.300 ng/ml (EC50) en el test MES. La RLT fue también capaz de incrementar el umbral PTZ mientras no fue muy activa en el test de ataques por inyección s.c. de PTZ, posiblemente debido a la breve duratión de su acción en ratones. Los índices de protection calculados para la dosis que incrmentaba el umbral MES en un 50% (TID50), fue de alrededor de 6 mientras que el índice respectivo calculado con la ED50 y determinado en el testo tradicional de MES tras estimulación con 50 mA, fue solo de 1.7. La información demuestra que la RLT incrmenta de modo muy potente los ataques tónicos y clónicos con dosis por debajo de las que producen efectos adversos. Comparándolas con las medicaciones antiepilépticas que existen en el mercado, las concentraciones plasmáticas eficaces en humanos de la RLT, extrapoladas de la información obtenida en los ratones, deben aproximarse a 1 μg/ml.