Untersuchung zur histamin- und serotonininduzierten sowie durch passive Sensibilisierung induzierten Bronchokonstriktion an "Precision Cut Lung Slices" des Pferdes

Ziel der vorliegenden Studie war es, mit Hilfe der von VIETMEIER (2004) etablierten PCLS-Methodik den Effekt von Histamin und Serotonin sowie ihrer Inhibitoren und dem H4-Agonisten 4-Methylhistamin auf die Bronchokonstriktion vom Pferd zu untersuchen. Außerdem wurde getestet, ob sich das von WOHLSEN et al. (2001) bei Ratten etablierte Modell der passiven Sensibilisierung auf das Pferd übertragen lässt. Für die Studie wurden die Lungen von insgesamt 14 Probanden verwendet. Am Tag vor der Euthanasie wurde eine allgemeine und weiterführende klinische Untersuchung (mit Blutgasanalyse und Endoskopie incl. BAL und TBS-Analyse) durchgeführt. Anhand der vorhandenen Befunde wurden die Probanden hinsichtlich der Hinweise auf eine Lungenerkrankung eingeteilt. Unmittelbar nach dem Eintreten des Todes wurde der Lobus accessorius über einen Interkostalschnitt entnommen und mit 1,5 %iger Agarose befüllt. Die Herstellung der PCLS erfolgte mit Hilfe eines Mikrotoms. Eine Vitalitätsprüfung der PCLS erfolgte zu Beginn und am Ende jeder Versuchsreihe anhand einer durch Methacholin induzierten (10-5 mol/l) Bronchokonstriktion. Für Histamin und Serotonin erfolgte eine Kontraktionsreihe, bei der die Substanz akkumulierend zugegeben wurde (10-7 bis 10-4 mol/l bzw. 10-8 bis 10-5 mol/l). In einer zweiten Kontraktionsreihe wurde der Effekt eines Histaminrezeptorantagonisten (Cetirizin, Ranitidin, Thioperamid, JNJ7777120) bzw. eines Serotoninrezeptorantagonisten (Ketanserin) geprüft. Dafür wurden die PCLS für 30 Minuten mit dem jeweiligen Antagonisten (10-5 mol/l) inkubiert. Die Reaktion der Bronchioli wurde nach einem definierten Zeitschema fotografisch festgehalten und mit Hilfe von zwei Bildbearbeitungsprogrammen digital ausgewertet. Dies bot die Möglichkeit, das Ausmaß der Kontraktionsstärke im Vergleich zum Ausgangszustand zu berechnen. Für Histamin konnte eine konzentrationsabhängige Bronchokonstriktion dargestellt werden, die sich ab einer Konzentration von 10-5 mol/l als schwach signifikant (p=0,05) erwies. Diese Bronchokonstriktion wurde durch die vorherige Inkubation mit dem H1-Rezeptorantagonisten Cetirizin gehemmt, während durch die Inkubation mit Ranitidin, Thioperamid und JNJ7777120 kein signifikanter Unterschied zur ersten Konzentrationsreihe (ohne Antagonist) beobachtet werden konnte. Für Serotonin zeigte sich bei einem der sechs Probanden eine konzentrationsabhängige Bronchokonstriktion, die durch eine vorherige Inkubation mit Ketanserin gehemmt werden konnte. Durch die Zugabe von 4-Methylhistamin (10-5 mol/l) ließ sich an keinem der vitalen PCLS eine Bronchokonstriktion induzieren. Bei dem Versuch, die PCLS vom Pferd passiv zu sensibilisieren, wurden diese im Serum eines zuvor gegen Ovalbumin aktiv sensibilisierten Pferdes inkubiert. Für die Kontrollgruppe wurde Serum eines Pferdes verwendet, bei dem keine Antikörper gegen das verwendete Allergen nachgewiesen werden konnten. Die Reaktion der Bronchioli wurde zwei und zehn Minuten nach der Zugabe des Ovalbumins fotografisch festgehalten. Während bei zwei Probanden weder die passiv sensibilisierten noch die Kontrollschnitte eine Reaktion auf die Ovalbuminzugabe zeigten, reagierten bei sieben Probanden sowohl die passiv sensibilisierten als auch die Kontrollschnitte. Nur bei einem Pferd konnte die bei Ratten beobachtete Reaktion, bei der nur die passiv sensibilisierten Schnitte kontrahierten, nachgewiesen werden. Mit Hilfe der PCLS-Methodik kann durch die Vielzahl an Schnitten, die pro Präparat gewonnen werden können, die Anzahl der genutzten Tiere reduziert werden. Die vorliegende Studie bietet die Möglichkeit grundlegende Erkenntnisse zur Wirkung von Histamin und Serotonin sowie zur Antagonisierbarkeit durch den jeweiligen Rezeptorantagonisten zu erlangen. Für den Versuch die PCLS vom Pferd passiv zu sensibilisieren können keine eindeutigen Erkenntnisse erlangt werden. Für das Modell der passiven Sensibilisierung sollte für zukünftige Studien ein Allergen verwendet werden, zu dem die Pferde noch keinen Kontakt gehabt haben.