Diabetes confers an increased risk of adverse cardiovascular and renal events. In the EMPA-REG OUTCOME trial, empagliflozin, a sodium–glucose cotransporter 2 inhibitor, reduced the risk of major adverse cardiovascular events in patients with type 2 diabetes at high risk for cardiovascular events. We wanted to determine the long-term renal effects of empagliflozin, an analysis that was a prespecified component of the secondary microvascular outcome of that trial.

Background— The primary objective of this mechanistic open-label, stratified clinical trial was to determine the effect of 8 weeks’ sodium glucose cotransporter 2 inhibition with empagliflozin 25 mg QD on renal hyperfiltration in subjects with type 1 diabetes mellitus (T1D). Methods and Results— Inulin (glomerular filtration rate; GFR) and paraaminohippurate (effective renal plasma flow) clearances were measured in individuals stratified based on having hyperfiltration (T1D-H, GFR ≥ 135 mL/min/1.73m 2 , n=27) or normal GFR (T1D-N, GFR 90–134 mL/min/1.73m 2 , n=13) at baseline. Renal function and circulating levels of renin-angiotensin-aldosterone system mediators and NO were measured under clamped euglycemic (4–6 mmol/L) and hyperglycemic (9–11 mmol/L) conditions at baseline and end of treatment. During clamped euglycemia, hyperfiltration was attenuated by −33 mL/min/1.73m 2 with empagliflozin in T1D-H, (GFR 172±23–139±25 mL/min/1.73 m 2 , P <0.01). This effect was accompanied by declines in plasma NO and effective renal plasma flow and an increase in renal vascular resistance (all P <0.01). Similar significant effects on GFR and renal function parameters were observed during clamped hyperglycemia. In T1D-N, GFR, other renal function parameters, and plasma NO were not altered by empagliflozin. Empagliflozin reduced hemoglobin A1c significantly in both groups, despite lower insulin doses in each group ( P ≤0.04). Conclusions— In conclusion, short-term treatment with the sodium glucose cotransporter 2 inhibitor empagliflozin attenuated renal hyperfiltration in subjects with T1D, likely by affecting tubular-glomerular feedback mechanisms. Clinical Trial Registration— URL: http://www.clinicaltrials.gov . Unique identifier: NCT01392560.

Importance

 Type 2 diabetes is associated with increased cardiovascular (CV) risk. Prior trials have demonstrated CV safety of 3 dipeptidyl peptidase 4 (DPP-4) inhibitors but have included limited numbers of patients with high CV risk and chronic kidney disease. 

Objective

 To evaluate the effect of linagliptin, a selective DPP-4 inhibitor, on CV outcomes and kidney outcomes in patients with type 2 diabetes at high risk of CV and kidney events. 

Design, Setting, and Participants

 Randomized, placebo-controlled, multicenter noninferiority trial conducted from August 2013 to August 2016 at 605 clinic sites in 27 countries among adults with type 2 diabetes, hemoglobin A_1cof 6.5% to 10.0%, high CV risk (history of vascular disease and urine-albumin creatinine ratio [UACR] >200 mg/g), and high renal risk (reduced eGFR and micro- or macroalbuminuria). Participants with end-stage renal disease (ESRD) were excluded. Final follow-up occurred on January 18, 2018. 

Interventions

 Patients were randomized to receive linagliptin, 5 mg once daily (n = 3494), or placebo once daily (n = 3485) added to usual care. Other glucose-lowering medications or insulin could be added based on clinical need and local clinical guidelines. 

Main Outcomes and Measures

 Primary outcome was time to first occurrence of the composite of CV death, nonfatal myocardial infarction, or nonfatal stroke. Criteria for noninferiority of linagliptin vs placebo was defined by the upper limit of the 2-sided 95% CI for the hazard ratio (HR) of linagliptin relative to placebo being less than 1.3. Secondary outcome was time to first occurrence of adjudicated death due to renal failure, ESRD, or sustained 40% or higher decrease in eGFR from baseline. 

Results

 Of 6991 enrollees, 6979 (mean age, 65.9 years; eGFR, 54.6 mL/min/1.73 m²; 80.1% with UACR >30 mg/g) received at least 1 dose of study medication and 98.7% completed the study. During a median follow-up of 2.2 years, the primary outcome occurred in 434 of 3494 (12.4%) and 420 of 3485 (12.1%) in the linagliptin and placebo groups, respectively, (absolute incidence rate difference, 0.13 [95% CI, −0.63 to 0.90] per 100 person-years) (HR, 1.02; 95% CI, 0.89-1.17;P < .001 for noninferiority). The kidney outcome occurred in 327 of 3494 (9.4%) and 306 of 3485 (8.8%), respectively (absolute incidence rate difference, 0.22 [95% CI, −0.52 to 0.97] per 100 person-years) (HR, 1.04; 95% CI, 0.89-1.22;P = .62). Adverse events occurred in 2697 (77.2%) and 2723 (78.1%) patients in the linagliptin and placebo groups; 1036 (29.7%) and 1024 (29.4%) had 1 or more episodes of hypoglycemia; and there were 9 (0.3%) vs 5 (0.1%) events of adjudication-confirmed acute pancreatitis. 

Conclusions and Relevance

 Among adults with type 2 diabetes and high CV and renal risk, linagliptin added to usual care compared with placebo added to usual care resulted in a noninferior risk of a composite CV outcome over a median 2.2 years. 

Trial Registration

 ClinicalTrials.gov Identifier:NCT01897532

Little is known about the mechanisms converting psychosocial stress into cellular dysfunction. Various genes, up-regulated in atherosclerosis but also by psychosocial stress, are controlled by the transcription factor nuclear factor kappaB (NF-kappaB). Therefore, NF-kappaB is a good candidate to convert psychosocial stress into cellular activation. Volunteers were subjected to a brief laboratory stress test and NF-kappaB activity was determined in peripheral blood mononuclear cells (PBMC), as a window into the body and because PBMC play a role in diseases such as atherosclerosis. In 17 of 19 volunteers, NF-kappaB was rapidly induced during stress exposure, in parallel with elevated levels of catecholamines and cortisol, and returned to basal levels within 60 min. To model this response, mice transgenic for a strictly NF-kappaB-controlled beta-globin transgene were stressed by immobilization. Immobilization resulted in increased beta-globin expression, which could be reduced in the presence of the alpha1-adrenergic inhibitor prazosin. To define the role of adrenergic stimulation in the up-regulation of NF-kappaB, THP-1 cells were induced with physiological amounts of catecholamines for 10 min. Only noradrenaline resulted in a dose- and time-dependent induction of NF-kappaB and NF-kappaB-dependent gene expression, which depended on pertussis-toxin-sensitive G protein-mediated phosphophatidylinositol 3-kinase, Ras/Raf, and mitogen-activated protein kinase activation. Induction was reduced by alpha(1)- and beta-adrenergic inhibitors. Thus, noradrenaline-dependent adrenergic stimulation results in activation of NF-kappaB in vitro and in vivo. Activation of NF-kappaB represents a downstream effector for the neuroendocrine response to stressful psychosocial events and links changes in the activity of the neuroendocrine axis to the cellular response.

Type 2 diabetes is associated with increased cardiovascular risk. In placebo-controlled cardiovascular safety trials, the dipeptidyl peptidase-4 inhibitor linagliptin demonstrated noninferiority, but it has not been tested against an active comparator.This trial assessed cardiovascular outcomes of linagliptin vs glimepiride (sulfonylurea) in patients with relatively early type 2 diabetes and risk factors for or established atherosclerotic cardiovascular disease.Randomized, double-blind, active-controlled, noninferiority trial, with participant screening from November 2010 to December 2012, conducted at 607 hospital and primary care sites in 43 countries involving 6042 participants. Adults with type 2 diabetes, glycated hemoglobin of 6.5% to 8.5%, and elevated cardiovascular risk were eligible for inclusion. Elevated cardiovascular risk was defined as documented atherosclerotic cardiovascular disease, multiple cardiovascular risk factors, aged at least 70 years, and evidence of microvascular complications. Follow-up ended in August 2018.Patients were randomized to receive 5 mg of linagliptin once daily (n = 3023) or 1 to 4 mg of glimepiride once daily (n = 3010) in addition to usual care. Investigators were encouraged to intensify glycemic treatment, primarily by adding or adjusting metformin, α-glucosidase inhibitors, thiazolidinediones, or insulin, according to clinical need.The primary outcome was time to first occurrence of cardiovascular death, nonfatal myocardial infarction, or nonfatal stroke with the aim to establish noninferiority of linagliptin vs glimepiride, defined by the upper limit of the 2-sided 95.47% CI for the hazard ratio (HR) of linagliptin relative to glimepiride of less than 1.3.Of 6042 participants randomized, 6033 (mean age, 64.0 years; 2414 [39.9%] women; mean glycated hemoglobin, 7.2%; median duration of diabetes, 6.3 years; 42% with macrovascular disease; 59% had undergone metformin monotherapy) were treated and analyzed. The median duration of follow-up was 6.3 years. The primary outcome occurred in 356 of 3023 participants (11.8%) in the linagliptin group and 362 of 3010 (12.0%) in the glimepiride group (HR, 0.98 [95.47% CI, 0.84-1.14]; P < .001 for noninferiority), meeting the noninferiority criterion but not superiority (P = .76). Adverse events occurred in 2822 participants (93.4%) in the linagliptin group and 2856 (94.9%) in the glimepiride group, with 15 participants (0.5%) in the linagliptin group vs 16 (0.5%) in the glimepiride group with adjudicated-confirmed acute pancreatitis. At least 1 episode of hypoglycemic adverse events occurred in 320 (10.6%) participants in the linagliptin group and 1132 (37.7%) in the glimepiride group (HR, 0.23 [95% CI, 0.21-0.26]).Among adults with relatively early type 2 diabetes and elevated cardiovascular risk, the use of linagliptin compared with glimepiride over a median 6.3 years resulted in a noninferior risk of a composite cardiovascular outcome.ClinicalTrials.gov Identifier: NCT01243424.

Individuals with type 1 diabetes mellitus are at high risk for the development of hypertension, contributing to cardiovascular complications. Hyperglycaemia-mediated neurohormonal activation increases arterial stiffness, and is an important contributing factor for hypertension. Since the sodium glucose cotransport-2 (SGLT2) inhibitor empagliflozin lowers blood pressure and HbA1c in type 1 diabetes mellitus, we hypothesized that this agent would also reduce arterial stiffness and markers of sympathetic nervous system activity. Blood pressure, arterial stiffness, heart rate variability (HRV) and circulating adrenergic mediators were measured during clamped euglycaemia (blood glucose 4–6 mmol/L) and hyperglycaemia (blood glucose 9–11 mmol/L) in 40 normotensive type 1 diabetes mellitus patients. Studies were repeated after 8 weeks of empagliflozin (25 mg once daily). In response to empagliflozin during clamped euglycaemia, systolic blood pressure (111 ± 9 to 109 ± 9 mmHg, p = 0.02) and augmentation indices at the radial (-52% ± 16 to -57% ± 17, p = 0.0001), carotid (+1.3 ± 1 7.0 to -5.7 ± 17.0%, p < 0.0001) and aortic positions (+0.1 ± 13.4 to -6.2 ± 14.3%, p < 0.0001) declined. Similar effects on arterial stiffness were observed during clamped hyperglycaemia without changing blood pressure under this condition. Carotid-radial pulse wave velocity decreased significantly under both glycemic conditions (p ≤ 0.0001), while declines in carotid-femoral pulse wave velocity were only significant during clamped hyperglycaemia (5.7 ± 1.1 to 5.2 ± 0.9 m/s, p = 0.0017). HRV, plasma noradrenalin and adrenaline remained unchanged under both clamped euglycemic and hyperglycemic conditions. Empagliflozin is associated with a decline in arterial stiffness in young type 1 diabetes mellitus subjects. The underlying mechanisms may relate to pleiotropic actions of SGLT2 inhibition, including glucose lowering, antihypertensive and weight reduction effects. Clinical trial registration: NCT01392560

Background: Empagliflozin, a sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor, reduced cardiovascular morbidity and mortality in patients with type 2 diabetes mellitus and established cardiovascular disease in the EMPA-REG OUTCOME trial (Empagliflozin Cardiovascular Outcome Event Trial in Type 2 Diabetes Mellitus Patients). Urinary glucose excretion with empagliflozin decreases with declining renal function, resulting in less potency for glucose lowering in patients with kidney disease. We investigated the effects of empagliflozin on clinical outcomes in patients with type 2 diabetes mellitus, established cardiovascular disease, and chronic kidney disease. Methods: Patients with type 2 diabetes mellitus, established cardiovascular disease, and estimated glomerular filtration rate (eGFR) ≥30 mL·min −1 ·1.73 m −2 at screening were randomized to receive empagliflozin 10 mg, empagliflozin 25 mg, or placebo once daily in addition to standard of care. We analyzed cardiovascular death, hospitalization for heart failure, all-cause hospitalization, and all-cause mortality in patients with prevalent kidney disease (defined as eGFR <60 mL·min −1 ·1.73 m −2 and/or urine albumin-creatinine ratio >300 mg/g) at baseline. Additional analyses were performed in subgroups by baseline eGFR (<45, 45–<60, 60–<90, ≥90 mL·min −1 ·1.73 m −2 ) and baseline urine albumin-creatinine ratio (>300, 30–≤300, <30 mg/g). Results: Of 7020 patients treated, 2250 patients had prevalent kidney disease at baseline, of whom 67% had a diagnosis of type 2 diabetes mellitus for >10 years, 58% were receiving insulin, and 84% were taking angiotensin-converting enzyme inhibitors or angiotensin receptor blockers. In patients with prevalent kidney disease at baseline, empagliflozin reduced the risk of cardiovascular death by 29% compared with placebo (hazard ratio [HR], 0.71; 95% confidence interval [CI], 0.52–0.98), the risk of all-cause mortality by 24% (HR, 0.76; 95% CI, 0.59–0.99), the risk of hospitalization for heart failure by 39% (HR, 0.61; 95% CI, 0.42–0.87), and the risk of all-cause hospitalization by 19% (HR, 0.81; 95% CI, 0.72–0.92). Effects of empagliflozin on these outcomes were consistent across categories of eGFR and urine albumin-creatinine ratio at baseline and across the 2 doses studied. The adverse event profile of empagliflozin in patients with eGFR <60 mL·min −1 ·1.73 m −2 was consistent with the overall trial population. Conclusions: Empagliflozin improved clinical outcomes and reduced mortality in vulnerable patients with type 2 diabetes mellitus, established cardiovascular disease, and chronic kidney disease. Clinical Trial Registration: URL: https://www.clinicaltrials.gov . Unique identifier: NCT01131676.

Addition of a sulphonylurea to metformin improves glycaemic control in type 2 diabetes, but is associated with hypoglycaemia and weight gain. We aimed to compare a dipeptidyl peptidase-4 inhibitor (linagliptin) against a commonly used sulphonylurea (glimepiride).In this 2-year, parallel-group, non-inferiority double-blind trial, outpatients with type 2 diabetes and glycated haemoglobin A(1c) (HbA(1c)) 6·5-10·0% on stable metformin alone or with one additional oral antidiabetic drug (washed out during screening) were randomly assigned (1:1) by computer-generated random sequence via a voice or web response system to linagliptin (5 mg) or glimepiride (1-4 mg) orally once daily. Study investigators and participants were masked to treatment assignment. The primary endpoint was change in HbA(1c) from baseline to week 104. Analyses included all patients randomly assigned to treatment groups who received at least one dose of treatment, had a baseline HbA(1c) measurement, and had at least one on-treatment HbA(1c) measurement. This trial is registered at ClinicalTrials.gov, number NCT00622284.777 patients were randomly assigned to linagliptin and 775 to glimepiride; 764 and 755 were included in analysis of the primary endpoint. Reductions in adjusted mean HbA(1c) (baseline 7·69% [SE 0·03] in both groups) were similar in the linagliptin (-0·16% [SE 0·03]) and glimepiride groups (-0·36% [0·03]; difference 0·20%, 97·5% CI 0·09-0·30), meeting the predefined non-inferiority criterion of 0·35%. Fewer participants had hypoglycaemia (58 [7%] of 776 vs 280 [36%] of 775 patients, p<0·0001) or severe hypoglycaemia (1 [<1%] vs 12 [2%]) with linagliptin compared with glimepiride. Linagliptin was associated with significantly fewer cardiovascular events (12 vs 26 patients; relative risk 0·46, 95% CI 0·23-0·91, p=0·0213).The results of this long-term randomised active-controlled trial advance the clinical evidence and comparative effectiveness bases for treatment options available to patients with type 2 diabetes mellitus. The findings could improve decision making for clinical treatment when metformin alone is insufficient.Boehringer Ingelheim.

In a pooled analysis of short-term trials, short-term treatment with the sodium-glucose co-transporter-2 (SGLT2) inhibitor empagliflozin reduced albuminuria in patients with type 2 diabetes and prevalent albuminuria. In this exploratory analysis of the EMPA-REG OUTCOME trial, we report the short-term and long-term effects of empagliflozin on albuminuria in patients with type 2 diabetes and established cardiovascular disease, according to patients' baseline albuminuria status.In this randomised, double-blind, placebo-controlled trial at 590 sites in 42 countries, we randomly assigned patients aged 18 years and older with type 2 diabetes and established cardiovascular disease (1:1:1) to empagliflozin 10 mg, empagliflozin 25 mg, or placebo in addition to standard of care until at least 691 patients experienced an adjudicated event included in the primary outcome. We did the randomisation with a computer-generated random-sequence and interactive voice-response and web-response system, stratified by HbA1c, BMI, region, and estimated glomerular filtration rate. Patients, investigators, and individuals involved in analysis of trial data were masked to treatment assignment. The primary and secondary efficacy and safety endpoints of this trial have been reported previously. Here, we report urinary albumin-to-creatinine ratio (UACR) data for the pooled empagliflozin group versus placebo according to albuminuria status at baseline (normoalbuminuria: UACR <30 mg/g; microalbuminuria: UACR ≥30 to ≤300 mg/g; and macroalbuminuria: UACR >300 mg/g). We did the analysis with mixed-model repeated measures including prespecified and post-hoc tests. This study is completed and registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01131676.Between Sept 1, 2010, and April 22, 2013, we randomly assigned 7028 patients to treatment groups and 7020 patients received treatment. At baseline, we had UACR data for 6953 patients: 4171 (59% of treated patients; 1382 assigned to placebo and 2789 assigned to empagliflozin) had normoalbuminuria, 2013 (29%; 675 assigned to placebo and 1338 assigned to empagliflozin) had microalbuminuria, and 769 (11%; 260 assigned to placebo and 509 assigned to empagliflozin) had macroalbuminuria. Median treatment duration was 2·6 years (IQR 2·0-3·4; 136 weeks) and median observation time was 3·1 years (2·2-3·6; 164 weeks). After short-term treatment at week 12, the placebo-adjusted geometric mean ratio of UACR change from baseline with empagliflozin was -7% (95% CI -12 to -2; p=0·013) in patients with normoalbuminuria, -25% (-31 to -19; p<0·0001) in patients with microalbuminuria, and -32% (-41 to -23; p<0·0001) in patients with macroalbuminuria. The reductions in UACR were maintained with empagliflozin in all three groups compared with placebo during long-term treatment when measured at 164 weeks. At follow-up, after cessation of treatment for a median of 34 or 35 days, UACR was lower in the empagliflozin versus placebo group in those with baseline microalbuminuria (placebo-corrected adjusted geometric mean ratio of relative change from baseline with empagliflozin: -22%, 95% CI -32 to -11; p=0·0003) or macroalbuminuria (-29%, -44 to -10; p=0·0048), but not for patients with baseline normoalbuminuria (1%, -8 to 10; p=0·8911). Patients treated with empagliflozin were more likely to experience a sustained improvement from microalbuminuria to normoalbuminuria (hazard ratio [HR] 1·43, 95% CI 1·22 to 1·67; p<0·0001) or from macroalbuminuria to microalbuminuria or normoalbuminuria (HR 1·82, 1·40 to 2·37; p<0·0001), and less likely to experience a sustained deterioration from normoalbuminuria to microalbuminuria or macroalbuminuria (HR 0·84, 0·74 to 0·95; p=0·0077). The proportions of patients with any adverse events, serious adverse events, and adverse events leading to discontinuation increased with worsening UACR status at baseline, but were similar between treatment groups. The proportion of patients with genital infections was greater with empagliflozin than placebo in all subgroups by UACR status.These results support short-term and long-term benefits of empagliflozin on urinary albumin excretion, irrespective of patients' albuminuria status at baseline.Boehringer Ingelheim & Eli Lilly and Company Diabetes Alliance.

OBJECTIVE Preclinical data suggest that linagliptin, a dipeptidyl peptidase-4 inhibitor, may lower urinary albumin excretion. The ability of linagliptin to lower albuminuria on top of renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) inhibition in humans was analyzed by pooling data from four similarly designed, 24-week, randomized, double-blind, placebo-controlled, phase III trials. RESEARCH DESIGN AND METHODS A pooled analysis of four completed studies identified 217 subjects with type 2 diabetes and prevalent albuminuria (defined as a urinary albumin-to-creatinine ratio [UACR] of 30−3,000 mg/g creatinine) while receiving stable doses of RAAS inhibitors. Participants were randomized to either linagliptin 5 mg/day (n = 162) or placebo (n= 55). The primary end point was the percentage change in geometric mean UACR from baseline to week 24. RESULTS UACR at week 24 was reduced by 32% (95% CI −42 to −21; P &lt; 0.05) with linagliptin compared with 6% (95% CI −27 to +23) with placebo, with a between-group difference of 28% (95% CI −47 to −2; P = 0.0357). The between-group difference in the change in HbA1c from baseline to week 24 was −0.61% (−6.7 mmol/mol) in favor of linagliptin (95% CI −0.88 to −0.34% [−9.6 to −3.7 mmol/mol]; P &lt; 0.0001). The albuminuria-lowering effect of linagliptin, however, was not influenced by race or HbA1c and systolic blood pressure (SBP) values at baseline or after treatment. CONCLUSIONS Linagliptin administered in addition to stable RAAS inhibitors led to a significant reduction in albuminuria in patients with type 2 diabetes and renal dysfunction. This observation was independent of changes in glucose level or SBP. Further research to prospectively investigate the renal effects of linagliptin is underway.