Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Durchflußzytometrische Untersuchungen von Leukozyten in Blut und Liquor cerebrospinalis bei Hunden mit steril-eitriger Meningitis-Arteriitis

Schwartz, Malte

Steroid-responsiveMeningitis-Arteritis (SRMA) is an inflammatory disorder of the central nervoussystem with a recurrent course of disease. Until today there is little knownabout its etiology and pathogenesis. SRMA is thought to result from adysregulation of the immune system, however, the cause for this remainsunknown. Affected individuals show an increase in IgA levels in serum and incerebrospinal fluid (CSF). The aim of the study was to characterize lymphocyte populations inperipheral blood (PB) and CSF to explain the excessive IgA production. Thecharacterization was done through immunophenotyping of cells followed by theirflow cytometric measurement. Immunostaining of PB lymphocytes was performed forthe markers CD3, CD4, CD8a, T cell receptor a/b and g/d,CD21 and CD45RA in dogs suffering from SRMA in periods with clinical signs (n =12) and in periods without signs during glucocorticosteroid treatment (n = 10).For comparison these parameters were investigated in healthy beagles (n = 7)and in dogs with idiopathic epilepsy (n = 9), spinal cord traumata (n = 7),other inflammatory (n = 15) and neoplastic (n = 14) neurologic diseases as wellas in dogs with miscellaneous disorders of the nervous system (n = 18). Inaddition, lymphocytes of the CSF of diseased dogs were investigated for theirexpression of CD3 and CD21 and in cases of a marked pleocytosis also for theirCD4 and CD8aexpression. Furthermore the integrin (CD11a, b and c) expression onpolymorphonuclear cells of the PB was quantified. In case of a neutrophilicpleocytosis the same measurements were performed for CSF neutrophils. In all groups of diseased animals results showed considerable variations.In comparison to the other groups, in dogs with SRMA B cells were increased inCSF. In PB CD4+ lymphocytes predominated. The T : B cell ratio in CSFcorrelated negatively with intrathecal IgA levels in symptomatic phases andunder glucocorticosteroid treatment (p < 0.05; Spearman´s rank correlationcoefficient - 0.662 and - 0.815). This shift in lymphocyte populations can wellexplain the strong humoral immune response in SRMA. During the course of SRMAunder glucocorticosteroid treatment ratios of lymphocyte subpopulations becamesimilar to those of the other groups. Nevertheless, ratios were still shiftedin favour of B and CD4+ lymphocytes. Additionally the percentage of CD45RA+lymphocytes in PB was highest in the group of dogs in symptomatic phases ofSRMA. A further differentiation of these cells with double staining was notperformed. This phenomenon could be related to the age of the dogs or tounspecific recruitment of cells during excessive immune response. Measurementsof integrin expression on neutrophils did not show significant differencesbetween the groups of diseased dogs, however a trend towards higher CD11aexpressions was present in dogs with symptoms of SRMA. This finding couldexplain the increased migration of neutrophils into the subarachnoidal space.Alternatively, the CD11a expression may reflect the degree of inflammation. Regardingthe other parameters there were no differences between dogs with SRMA and theother disease entities. Further functional studies will help to gain moreknowledge about the mechanisms leading to the observed shift in leukocytepopulations.

Die steril-eitrigeMeningitis-Arteriitis (SRMA) ist eine rezidivierend verlaufende Entzündung deszentralen Nervensystems mit einer bisher weitgehend ungeklärten Ätiologie undPathogenese. Es wird vermutet, daß eine Fehlregulation des Immunsystems für dieEntstehung und Unterhaltung verantwortlich ist, wobei deren Auslöser unbekanntist. Im Zuge dieser Fehlregulation kommt es zu erhöhten IgA-Gehalten sowohl imSerum als auch im Liquor cerebrospinalis (CSF). Ziel dieser Arbeit war es daherzu klären, ob spezifische Lymphozytenpopulationen im peripheren Blut (PB) bzw.CSF überwiegen und diese IgA-Produktion erklären können. Die Messungenerfolgten durchflußzytometrisch mittels Membranimmunfluoreszenz. Lymphozytendes PB von an SRMA erkrankten Hunden (sowohl in Phasen mit Symptomen (n = 12)als auch in subklinischen Perioden unter Kortikosteroidtherapie (n = 10))wurden anhand ihrer Expression der Oberflächenmarker CD3, CD4, CD8a,T-Zell-Rezeptor a/b und -g/d, CD21 und CD45RAcharakterisiert. Als Vergleichsgruppen dienten, neben gesunden Beaglen (n = 7),Hunde mit idiopathischer Epilepsie (n = 9), Rückenmarkstraumata (n = 7),weiteren Entzündungen (n = 15) und Neoplasien (n = 14) des Nervensystems sowiemit anderen neurologischen Erkrankungen (n = 18). Zudem wurden die Lymphozytendes CSF von kranken Tieren auf ihre Expression von CD3 und CD21, bei Vorliegeneiner deutlichen Pleozytose zusätzlich auf die von CD4 und CD8a,untersucht. Darüber hinaus wurde das Ausmaß der Integrinexpression (CD11a, bund c) auf den polymorphkernigen Zellen des PB bestimmt. Im Falle einerdeutlichen neutrophilen Pleozytose erfolgten die Messungen auch für Neutrophiledes CSF. Insgesamt wiesen die Ergebnissebei allen Krankheitsgruppen eine große Streuung auf. Im Vergleich zu denanderen Gruppen fiel bei Hunden mit SRMA ein erhöhter B-Zellgehalt im CSF auf.Im PB waren die CD4+-Zellen im Verhältnis zu den CD8a+-Zellenvermehrt vertreten. Das Verhältnis von T- zu B-Zellen im CSF korreliert negativmit der Höhe des intrathekalen IgA-Gehaltes, sowohl in symptomatischen Phasenals auch unter Therapie (p < 0,05; Spearmans Rang-Korrelationskoeffizient -0,662 bzw. - 0,815). Die Verschiebung der Zellpopulationen kann gut die starkehumorale Immunantwort bei SRMA erklären. Im Verlauf nachGlukokortikosteroidtherapie näherten sich diese Werte denen der anderenKrankheitsgruppen. Die Verhältnisse waren jedoch weiterhin in Richtung der B-bzw. CD4+-Lymphozyten verschoben. Zusätzlich konnten bei an SRMA erkranktenHunden in der symptomatischen Phase die höchsten Werte von CD45RA+ Lymphozytengesehen werden. Eine weitere Differenzierung mithilfe von Doppelfärbungen fandnicht statt. Dieses Phänomen kann als altersspezifisch oder als unspezifischeRekrutierung von Zellen bei einer gesteigerten Immunantwort angesehen werden.Die Messung der Integrine an neutrophilen Granulozyten ergab keinesignifikanten Unterschiede zwischen den Krankheitsgruppen, jedoch konnte einTrend zu einer erhöhten CD11a-Expression bei Hunden mit Symptomen der SRMAfestgestellt werden. Diese erhöhte Expression könnte die verstärkteEinwanderung neutrophiler Granulozyten in den Liquorraum erklären bzw. Ausdruckder Schwere der Entzündungsreaktion sein. Bezüglich der anderen Parameter konntenkeine Unterschiede zwischen den an SRMA erkrankten Hunde und den übrigenGruppen gefunden werden. Weiterführende funktionelle Untersuchungen sollendiese Verschiebung von Leukozytenpopulationen bei SRMA näher erklären.

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Schwartz, Malte: Durchflußzytometrische Untersuchungen von Leukozyten in Blut und Liquor cerebrospinalis bei Hunden mit steril-eitriger Meningitis-Arteriitis. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

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