Dissertation
Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Szilvia Eiterer

 

Charakterisierung und Optimierung eines Tiermodells der Endometriose in Ratten

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-93684

title (engl.)

Characterization and validation of a rat endometriosis model

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2007

text

/dissertations/eiterers_ss07.pdf

abstract (deutsch)

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte ein in der Literatur beschriebenes In-vivo-Modell für Endometriose in Ratten genauer charakterisiert und im Hinblick auf die Testung neuer Substanzen für die Endometriosetherapie verbessert werden.

Erstmalig wurden Ratteninzuchtstämme eingesetzt, deren genetische Konformität innerhalb des Stammes einerseits und individuelle Charakteristika jedes Stammes andererseits die Möglichkeit bieten, einen für Endometriose besonders empfindlichen Stamm zu finden. Wei­terhin kann bei Inzuchttieren zur Induktion der Endometriose statt der üblichen Autotrans­plantation von Uterusfragmenten eine als Operation weniger belastende, isogene Transplanta­tion durchgeführt werden. Als Testmedikament wurde der GnRH-Antagonist Cetrorelix ein­gesetzt. GnRH-Analoge (Agonisten) gehören derzeit zu den effektivsten Therapeutika bei En­dometriose. Antagonisten haben den Vorteil der dosisabhängigen Wirkung.

In den Studien 1A und 1B wurden 5 verschiedene Ratteninzuchtstämme verglichen. Die In­duktion erfolgte durch Autotransplantation. Die Tiere der Versuchsgruppe wurden mit 50µg/Tier/d Cetrorelixacetat behandelt, die Kontrolltiere erhielten 0,2ml der Vehikelsubstanz Mannitol (5%) über 3 Wochen. Vor allem die BN Ratten, aber auch die BUF Tiere zeigten eine besonders hohe Empfindlichkeit gegenüber der induzierten Endometriose. Sie zeichneten sich durch eine hohe Wiederfindungsrate und starkes Wachstum der Transplantate aus. Die Tiere de BN Stammes spachen auch auf die Behandlung mit Cetrorelixacetat in hohen Dosen am stärksten an. Ein Rückgang der Transplantatgröße und des Transplantatgewichtes, sowie die Abnahme des Uterus- und Ovargewichtes und eine vermehrte Körpergewichtszunahme waren die offensichtlichen Reaktionen auf die Cetrorelixbehandlung. Die Serumestra­diolwerte sanken unter die Nachweisgrenze.

Der immunhistochemische Nachweis von Estrogen- und Progesteronrezeptoren zeigte phy­siologische Verhältnisse. Die proliferative Aktivität der Drüsenzellen in den Transplantaten war im Vergleich mit den Uteri stark herabgesetzt.

In der Studie 2 wurden die Inzuchtstämme mit der geringsten (F344) und mit der höchsten Empfindlichkeit (BN) und der Auszuchtstamm SPRD verglichen. Die Behandlungsgruppe bekam einmalig 156µg/250g KGW Cetrorelixpamoat (Depotformulierung) intramuscular ap­pliziert, die Kontrollgruppe erhielt nur Vehikel. Die Behandlung mit Cetrorelixpamoat führte zu ähnlichen Effekten wie Cetrorelixacetat, die sich aber nur als Tendenzen zeigten und sta­tistisch nicht signifikant waren.

In der letzten Studie wurde eine isogene Transplantation an BN und F344 Ratten durchge­führt. Diese hat zum Vorteil, daß der Uterus des Empfängertieres intakt bleibt und somit eine weitere Annäherung an das humane Krankheitsbild erreicht wird. Zusätzlich wird die Belas­tung der Tiere gemindert, was sich durch eine verkürzte Erholungszeit nach dem Eingriff zeigte. Hier erfolgte keine pharmakologische Behandlung.

Mit Hilfe einer mRNA-Expressionsanalyse einer Auswahl möglicher für Endometriose rele­vanter Gene konnte festgestellt werden, daß einige Transkripte auch im Rattenmodell ähnliche Expressionsveränderungen zeigen, wie bei der humanen Endometriose. Andere scheinen rattenspezifische Marker bei der induzierten Endometriose zu sein. Die Behandlung mit Cetrorelix hatte einen signifikanten Einfluß auf die mRNA-Expression und verstärkte bei den meisten Genen den Unterschied zwischen Transplantat und Uterus.

Mit BN und BUF wurden zwei Inzuchtstämme mit besonderer genetischer Prädiposition für Endometriose identifiziert. Eine bessere Übertragbarkeit zum Menschen wird durch die isogene Transplantation gewährleistet. Dies wird unterstützt durch Übereinstimmungen bei der pathologischen Genexpression von endometriosespezifischen Markergenen bei Mensch und Ratte. Zusätzlich wurde erstmals die Wirksamkeit von Cetrorelix in einem Endo­metriosemodell gezeigt. Dieses verbesserte Modell könnte in der Zukunft neue Möglichkeiten der Aufdeckung von Prädispositionsfaktoren und diagnostischen Markern eröffnen, aber auch die Testung neuer Medikamente gegen Endometriose effektiver machen.

 

abstract (englisch)

In the present work an in-vivo-model for endometriosis in rats was characterized and opti­mized with regards to the screening of new drugs for the therapy of endometriosis.

For the first time, rat inbred strains were used for this purpose providing genetic conformity and unique characteristics within each strain and offering the possibility to identify a very sensitive strain for the endometriosis. Furthermore, an isogenic transplantation can be used to induce endometriosis in inbred animals and this should less harmful than the classical auto­transplantation of uterus fragments. The antagonistic GnRH-Analog Cetrorelix was used as test medication. Today GnRH-analogs are among the most effective therapeutic agents to treat endometriosis. The added-value of antagonists is their dose-dependent effect.

In study 1A and 1B, 5 different rat strains were compared. Induction was performed by auto­transplantation and the animals were treated with 50µg/animal/d of the Cetrorelix acetate, control animals received 0,2ml of the vehicle mannitol (5%) for 3 weeks. Especially the BN rats but as well the BUF animals showed a high susceptibility towards induced endometriosis. They were characterized by a high transplant survival rate and a strong growth of the trans­plants. The animals of the BN strain also responded most strongly to the treatment with Cetrorelix acetate in high dosage. Obvious effects were reduction of the size and weight of the transplants, reduction of the weights of the uterus and ovary and increase in body weight. Serum estradiol concentratins decreased below detection limit.

Immunhistochemichal detection of estrogen- and progesterone receptors reflected a physio­logical situation. The proliferative activity of glandular epithelial cells in the transplants was strongly reduced compared to the uterus.

In study 2 the inbred strains with the lowest (F344) and with the highest (BN) susceptibility and the outbred strain SPRD were compared. The treatment group received once 156µg/250g body weight Cetrorelix pamoate (depot formulation), the control group received only vehicle. The treatment with Cetrorelix pamoate had similar effects as the treatment with Cetrorelix acetate, but only tendencies could be shown and there was no statistical significance.

In the last study isogenic transplantation was performed in BN and F344 rats. The advantage of this method is, that the uterus of the recipient animal stays intact and more similarity to the human disease is achieved. In addition, the stress of the animals is reduced which is reflected by a shorter recovery rate after surgery. In this study, there was no pharmacological treatment.

The mRNA expression analysis of a selection of potential endometriosis-related genes re­vealed that expression of some genes changes in the rat model in a comparable way as in hu­man endometriosis. Other genes appeared to be rat-specific. The treatment with Cetrorelix had significant effects on the mRNA expression in transplant and uterus and, in geneal the difference between the tissues was increased.

With BN and BUF two inbred strains with specific genetic predisposition for endometriosis have been identified. An even better predictivity of the model is given by isogenic transplan­tation. This conclusion is supported by matches between pathological gene xpressions of endometriosis-related marker genes in humans and rats. Moreover, the efficacy of Cetrorelix was shown for the first time in an in vivo endometriosis model. This optimized model might open new possibilities to reveal predisposition factors and diagnostic markers and the testing of new endometriosis therapies in the future.

 

keywords

Endometriose, Ratte, Cetrorelix, Endometriosis, rat, Cetrorelix

kb

829