Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Histopathologische und immunhistochemische Untersuchungen zur Beteiligung von Mastzellen und Immunglobulin E bei Hunden mit chronischen idiopathischen Darmentzündungen

Zielschot, Nicole Claudine

The aim of this study was to investigate the presence of c-kit positive mast cells and immunoglobuline E positive cells in the gastrointestinal tract of dogs suffering from the eosinophilic form of IBD in comparison with control dogs. For this purpose, formalin-fixed and paraffin-embedded full-thickness biopsies from the gastrointestinal tract of 11 dogs with eosinophilic gastroenterocolitis (EGEC) and 14 control dogs were immunohistochemically labelled with antibodies for c-kit and immunoglobuline E. The horizontal and vertical distribution of the c-kit and IgE positive cells in the tunica mucosa of the gastrointestinal samples was quantified. For control dogs, no statistical sigificance was observed for the horizontal or vertical distribution of c-kit or IgE positive cells with exception of a higher amount of c-kit positive mast cells in the jejunum compared to the stomach. Similar to the control group, there were no significances in the horizontal or vertical distribution of c-kit or IgE positive cells in the gastrointestinal tract of dogs suffering from EGEC. However, regarding the vertical axis, the c-kit and IgE positive cells tended to be more numerous in the apical tunica mucosa of both diseased an healthy dogs. Dogs suffering from eosinophilic gastroenterocolitis showed significantly higher amounts of c-kit positive mast cells as well as IgE positive cells in the tunica mucosa of each gastrointestinal segment. These findings indicate a possible role of mast cells and immunoglobuline E in EGEC. Mast cells and IgE are the main effectors in hypersensitivity reactions of type I, which implies the presence of this hypersensitivity type in the eosinophilic form of canine IBD. However, it remains unclear if hypersensitivity reaction type I is cause, consequence or epiphenomenon of EGEC in dogs. Loss of oral tolerance might be another important immunlogic element in IBD: A loss of oral tolerance towards harmless intestinal antigens is able to cause a persistent, inflammatory overreaction of the GALT in the form of a Th2 controlled hypersensitivity reaction of type I. Another aim of this study was to investigate the age-dependent expression of c-kit and immunoglobuline E in the gastrointestinal tract of healthy dogs. For this purpose, 14 control dogs were divided into 3 different age-groups (group 1 = 1 month-1 year; group 2 = 3-7 years; group 3 = 8-17 years). Altough not statistically significant, there was a a clear decline of c-kit positive mast cells from group 1 to group 3. This could be caused by a diminution of precusor cells in elderly individuals or could be due to a general decrease of the proliferation rate in the intestinal mucosa at advanced age. Considering the IgE expression, the data showed a significant increase of immunoglobulin E from group 1 to group 2 and a decrease from group 2 to group 3. These findings could be explained by the fact that the GALT of middle-aged dogs (group 2) has been exposed to a much larger diversity and a greater amount of antigens than the GALT of dogs of younger age (group 1). A decline of IgE positive cells at advanced age (group 3) might be caused by an age-related diminution of B and T cell homing. As a consequence, the amount of immunglobuline-secreting B-cells in the lamina propria of the gastrointestinal wall would be decreased as well.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden formalinfixierte und in Parrafin eingebettete Bioptate aus dem Magendarmtrakt von 11 Hunden mit histologisch festgestellter eosinophiler Gastroenterokolitis (EGEK) sowie von 14 Kontrollhunden mittels immunhistochemischer Färbemethode quantitativ auf das horizontale und vertikale Verteilungsmuster von c-kit positiven Mastzellen und Immunglobulin E (IgE) untersucht. Bei den Kontrollhunden wurden keine Differenzen in der Verteilung der c-kit-positiven Mastzellen und der IgE-positiven Zellen zwischen den einzelnen Magendarmabschnitten (horizontalen Verteilung) beobachtet. Eine Ausnahme stellt die signifikante höhere Anzahl c-kit positiven Zellen des Jejunums im Vergleich zum Magen dar. Auch die Betrachtung des vertikalen Verteilungsmusters von c-kit und Immnunglobulin E positiven Zellen ergab keine Unterschiede zwischen apikaler oder tiefe Tunica mucosa. Tendenziell fanden sich jedoch für beide Parameter mehr positive Zellen in der apikalen Tunica mucosa. Innerhalb der Gruppe der an EGEK erkrankten Tiere ergaben sich keine signifikanten Unterschiede im horizontalen und vertikalen Verteilungsmuster der c-kit und Immunglobulin E positiven Zellen. Sowohl bei den EGEK erkrankten Hunden als auch bei den Kontrollhunden wurden mehr c-kit positiven Zellen als IgE positiven Zellen gezählt. Bei an EGEK erkrankten Hunden wurden im Vergleich zu den Kontrollhunden in allen Magendarmabschnitten signifikant mehr c-kit positiven Mastzellen und IgE positiven Zellen festgestellt. Diese Ergebnisse weisen auf eine mögliche Rolle von Mastzellen und Immunglobulin E bei der eosinophilen Form der kaninen IBD. Da Mastzellen und Immunglobulin E die Haupteffektorzellen einer Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I sind, ist das Vorliegen einer derartigen Überempfindlichkeitsreaktion bei der EGEK des Hundes nahe liegend. Inwiefern die Hypersensitivitätsreaktion vom Typ I Ursache oder Folge bzw. Begleiterscheinung der eosinophilen Form der kaninen IBD ist, bleibt weiterhin unklar. Ein weiterer wichtiger immunologischer Faktor der zusammen mit der o.g. Überempfindlichkeitreaktion eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese der EGEK spielen könnte, ist ein Verlust der oralen Toleranz. Möglicherweise kommt es durch den Verlust der oralen Toleranz gegenüber harmlose intestinale Antigene zu einer persistierenden, entzündlichen Überreaktion des Darmimmunsystems in Form einer Th2-gesteuerten Hypersensitivitätsreaktion. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden eventuelle altersassoziierte Unterschiede in der Expression von c-kit und Immunglobulin E im Gastrointestinaltrakt von darmgesunden Hunden untersucht. Hierzu wurden die Kontrollhunde in verschiedene Altersgruppen unterteilt (Gruppe 1= 1 Monat bis 1 Jahr; Gruppe 2= 3 bis 7 Jahre, Gruppe 3= 8 bis17 Jahre). Obwohl sich aus den statistischen Berechnungen keine signifikanten Unterschiede ergaben, wurde eine Abnahme an c-kit positiven Mastzellen mit zunehmendem Alter der Hunde beobachtet. Die Ursache für eine altersassoziierte Abnahme von Mastzellen könnte auf eine reduzierte Anzahl von Vorläuferzellen im Alter zurück zu führen sein oder durch eine generell geminderte Proliferationsrate von Zellen innerhalb der Darmmukosa bei älteren Tieren bedingt sein. Bei der Betrachtung der IgE Expression wurde ein signifikanter Anstieg der Immunglobuline E positiven Zellen zwischen Gruppe 1 und 2 und einem Abfall der IgE positven Zellen im Magendarmtrakt der Hunde der Gruppe 3. Diese altersassoziierte Glockenkurve könnte auf einer breiteren Diversität und einer generellen Zunahme der Exposition des Darmimmunsystems gegenüber bakteriellen, Futtermittel- und/oder umweltbedingten Antigenen im mittleren Alter zurück zu führen sein. Die Ursache für die Abnahme der IgE positiven Zellen in Gruppe 3 könnte darin bestehen, dass im fortgeschrittenen Alter das Homing-Potential von B-und T-Zellen abnimmt, wodurch weniger B-Zellen in der Lamina propria des Darms für die Antikörpersekretion zur Verfügung stehen.

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Zielschot, Nicole Claudine: Histopathologische und immunhistochemische Untersuchungen zur Beteiligung von Mastzellen und Immunglobulin E bei Hunden mit chronischen idiopathischen Darmentzündungen. Hannover 2012. Tierärztliche Hochschule.

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