Dissertation

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

Katharina Elisabeth Wahle

Imiquimod-induziertes Entzündungsmodell der Haut

- ein Modell für hyperproliferative Hauterkrankungen?

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-111701

title (eng.)

Imiquimod-induced skin inflammation model - a model for hyperproliferative skin diseases?

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2018

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/wahlek_ss18.pdf

abstract (deutsch)

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, dass IMQ-induzierte Entzündungsmodell der Maus (IMQ-Modell) für hyperproliferative Hauterkrankungen, wie der Psoriasis, in Hinblick auf die Untersuchung pharmakologisch wirksamer Stoffe zu optimieren und eine geeignete Positivkontrolle zu etablieren. Des Weiteren wurden Histaminrezeptoragonisten und -antagonisten in diesem Modell untersucht. Zunächst wurden die in der Humanmedizin bereits klinisch gegen die Psoriasis genutzten antipsoriatiatischen Medikamente Ciclosporin und Apremilast im IMQ-Modell auf ihre Wirksamkeit untersucht. Anschließend folgte die Untersuchung des Effekts des Histamin-2-Rezeptor-Agonisten (H2R-Agonist) Amthamin oder der Kombination aus Amthamin und dem Histamin-4-Rezeptor-Antagonisten (H4R-Antagonisten) JNJ-39758979 auf die IMQ-induzierte Entzündungsreaktion der Haut. Für das IMQ-Modell nach VAN DER FITS et al. (2009) modifiziert, wurden weibliche BALB/c Mäuse an zehn aufeinanderfolgenden Tagen einmal täglich topisch mit Aldara®-Creme (enthält 5 % IMQ) behandelt. Die Creme wurde auf den enthaarten Rücken (30 mg), das linke Ohr (3 mg) und den Schwanz (10 mg) appliziert. Die Tiere wurden über 17 Tage systemisch mit den Testsubstanzen behandelt. Die systemische Behandlung mit den Testsubstanzen begann sieben Tage vor Beginn der topischen IMQ-Behandlung. Alle Tiere die mit IMQ behandelt wurden, wiesen psoriasisähnliche klinische Symptome, wie Schuppung, Rötung und Verdickung der Haut und histologische Symptome, wie epidermale Hyperplasie und Entzündungszellinfiltration auf. Die Medikamente Ciclosporin (30 mg/kg) und Apremilast (20 mg/kg) wurden einmal täglich oral verabreicht. Ciclosporin zeigte einen antiinflammatorischen Effekt und konnte die Proliferation der Keratinozyten hemmen. Apremilast wies vor allem eine antiproliferative Wirkung auf. So konnte in dieser Arbeit belegt werden, dass das IMQ-Modell ein nützliches Modell für hyperproliferative Hauterkrankungen ist und für das Testen antipsoriatisch wirksamer Stoffe Anwendung finden kann. Jedoch ist zu berücksichtigen, dass grundlegende physiologische und histologische Unterschiede zwischen Mensch und Maus vorherrschen, die eine direkte Übertragung von einem Tiermodell auf den humanen Organismus erschweren. Die Histaminrezeptorliganden wurden zweimal täglich in einer Dosis von 20 mg/kg i.p. verabreicht. Amthamin konnte die klinischen Symptome moderat lindern. Die Schuppung der Haut wurde vermindert und die Epidermisdicke reduziert. Die Menge an proinflammatorischen Zytokinen (IL-17, IL-23 und IL-33) konnte durch die Behandlung mit Amthamin signifikant reduziert werden. Die Kombination aus Amthamin und JNJ-39758979 zeigte eine signifikante Linderung der klinischen Symptome. Die Stimulation des H2R und die gleichzeitige Blockade des H4R hemmte die IMQ-induzierte Kratzreaktion über den gesamten Behandlungszeitraum. Somit könnte die Kombination aus diesen beiden Substanzen ein neuer Ansatz zur Behandlung der Psoriasis sein, da diese zu einer deutlichen Reduktion der klinischen Symptome führte. Die Etablierung eines In-vitro-Modells für das Testen antiproliferativer Substanzen hat nicht den erwarteten Erfolg gebracht, da die Proliferation der primären Keratinozyten durch Stimulation mit Aldara®-Creme nicht gesteigert werden konnte. Es bedarf weiterer Untersuchungen, ob dieses Modell ein In-vitro-Modell für hyperproliferative Hauterkrankungen darstellen könnte.

abstract (englisch)

The aim of the present study was to optimize the Imiquimod-induced skin inflammation model (IMQ model) in mice for hyperproliferative skin diseases, such as psoriasis, by investigating pharmacologically active substances and establishing a suitable positive control. Furthermore, histamine receptor agonists and antagonists were investigated in this model. First, the antipsoriatic drugs cyclosporine A and apremilast (both are used clinically for psoriasis in human medicine) were tested in the IMQ model for their effectiveness. This was followed by examinng the effect of the histamine 2 receptor agonist (H2R agonist) amthamine or the combination of amthamine and the histamine 4 receptor antagonist (H4R antagonist) JNJ-39758979 on the IMQ-induced inflammatory response of the skin. For the IMQ model according to VAN DER FITS et al. (2009), female balb/c mice were treated topically once a day for ten consecutive days with Aldara® cream (containing 5 % IMQ). The cream was applied to the depilated back (30 mg), the left ear (3 mg) and the tail (10 mg). The mice were systemically treated with the test substances for 17 days. Systemic treatment with the test substances began seven days prior to the start of topical IMQ treatment. All mice treated with IMQ showed psoriasis-like clinical symptoms such as scaling, reddening and thickening of the skin and histological symptoms such as epidermal hyperplasia and inflammatory cell infiltration. The drugs cyclosporine A (30 mg/kg) and apremilast (20 mg/kg) were orally administered once a day. Cyclosporine A showed an antiinflammatory effect and was able to inhibit the proliferation of keratinocytes. Apremilast mainly showed an antiproliferative effect. In this study it was demonstrated that the IMQ model is a useful model for hyperproliferative skin diseases and can be used for the testing of antipsoriatic substances. However, fundamental physiological and histological differences between human and mouse make it difficult to directly relate from an animal model to the human organism. The histamine receptor ligands were administered i.p. twice a day at a dose of 20 mg/kg. Amthamine alleviated the clinical symptoms moderately. The scaling of the skin and the epidermis thickness were reduced. The amount of proinflammatory cytokines (IL-17, IL-23 and IL-33) was significantly reduced by treatment with amthamine. The combination of amthamine and JNJ-39758979 showed significant relief in clinical symptoms. Stimulation of H2R and simultaneous blockade of H4R inhibited the IMQ-induced scratching response throughout the treatment period. Thus, the combination of these two substances could be a new approach to the treatment of psoriasis, since they led to a significant reduction in clinical symptoms. The establishment of an in vitro model for the testing of antiproliferative agents has not been successful, because the proliferation of primary keratinocytes could not be increased by stimulation with Aldara® cream. Further investigation is needed on whether this model could be an in vitro model for hyperproliferative skin diseases.

keywords

Imiquimod, Keratinozyten, Histamin, Keratinocytes, Histamine

kb

4.352