Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Histopathologische, morphometrische und immunhistochemische Untersuchungen zur Phänotypisierung von Immunzellen in Biopsien aus dem Intestinaltrakt von Katzen mit chronischen idiopathischen Darmentzündungen

Marsilio, Sina

The term “inflammatory bowel disease” (IBD) describes a group of chronic intestinal disorders, which are characterised by persistent or refractory clinical symptoms of gastrointestinal disease of undetermined cause together with histological signs of intestinal inflammation. Inflammatory bowel disease is the most common cause of chronic vomiting and diarrhoea in cats. Although the aetiology of IBD is unknown and its pathogenesis is not completely understood, certain findings indicate that dysregulation of the intestinal immune system may be caused by luminal antigens. This could lead to a breakdown of oral tolerance and ongoing intestinal inflammation. The diagnosis can only be made by ruling out other causes of intestinal inflammation, and has to be confirmed by histopathological examination of endoscopic or full-thickness biopsy specimens. The characteristic histological lesion in IBD is an increased infiltration of the lamina propria with inflammatory cells. So far, the analysis of immune cell populations in the intestinal mucosa of cats with IBD is incompletely characterised. The aim of this study was to characterise and to quantify CD3+ T-cells, macrophages and plasma cells (IgA, IgG and IgM producing plasma cells) by using immunohistochemical methods and computer-aided morphometry in full thickness biopsy specimens from the intestinal tract of cats with lymphocytic-plasmacytic enterocolitis (LPEC) in comparison with clinically and histologically healthy cats. In this study, full-thickness biopsies from the small intestine and colon of 9 cats with LPEC and from 12 cats without clinical or histological signs of gastrointestinal diseases were used. The samples were collected intra operationem at laparotomy. Samples were examined histopathologically on HE stained sections by using a histological grading scheme modified according to the literature. The cats of the control group showed no histopathological lesions. Histopathological examination of cats with IBD revealed an increased lymphoplasmacytic infiltration within the mucosal and/or different lesions of the mucosa architecture including changes of the epithelium, disruption of villi or crypts and structural changes of the lamina propria. In addition to intestinal inflammation, pancreatitis and hepatitis was found in three cats. Results obtained by immunohistochemical staining and computer-aided morphometry in cats with IBD were compared with results from control cats. The results showed a significant increase in CD3+ T-cells, IgA plasma cells and IgG plasma cells in cats with IBD. The number of IgM plasma cells did not significantly differ between the two groups. The results for L1+ cells showed significantly lower numbers in cats with IBD in some intestinal segments. The results of this study strongly suggest that a shift in the immune response from a mainly TH2 reaction to a TH1 dominated response might play an important role in the immunopathogenesis of lymphocytic-plasmacytic enterocolitis in cats.

Der Begriff „chronische idiopathische Enteropathie“ oder englisch “Inflammatory Bowel Disease“ (IBD) beschreibt einen Krankheitskomplex, welcher durch eine chronische, persistierende oder rezidivierende, klinische gastrointestinale Symptomatik unbekannter Ursache in Zusammenhang mit histologischen Merkmalen einer Darmentzündung gekennzeichnet ist. Die Inflammatory Bowel Disease ist die häufigste Ursache für chronischen Vomitus und Diarrhoe bei der Katze. Obwohl die Ätiologie der IBD bis heute ungeklärt und die Pathogenese nur ansatzweise verstanden ist, gibt es Hinweise dafür, dass möglicherweise luminale Antigene zu einer Dysregulation des intestinalen Schleimhautimmunsystems führen. Dies könnte den Zusammenbruch der intestinalen Toleranz und perpetuierende Entzündungsreaktionen zu Folge haben. Die Diagnose „IBD“ kann nur im Rahmen einer Ausschlussdiagnostik gestellt werden und bedarf stets der Diagnosesicherung durch die histopathologische Untersuchung endoskopischer oder transmuraler Bioptate des Gastrointestinaltraktes. Charakteristisches Merkmal für IBD ist ein erhöhtes Entzündungszellinfiltrat in der Mukosa des Intestinaltraktes. Bislang ist die Charakterisierung der Immunzellpopulationen in der Darmmukosa von an IBD erkrankten Katzen nur ansatzweise erfolgt. Ziel der vorliegenden Studie war die Charakterisierung und Quantifizierung von CD3+ T-Zellen, Makrophagen sowie Plasmazellen (IgA-, IgG-, IgM- produzierende Plasmazellen) mittels immunhistochemischer Methoden und computergestützter Morphometrie an transmuralen Bioptaten des Intestinaltraktes von Katzen mit lymphoplasmazellulärer Enterokolitis im Vergleich zu klinisch und histologisch darmgesunden Hauskatzen. In der vorliegenden Arbeit wurden intra operationem entnommene transmurale Bioptate aus verschiedenen Dünndarmsegmenten sowie dem Kolon von 9 Tieren mit lymphoplasmazellulärer Enteritis bzw. Enterokolitis sowie von 12 darmgesunden Kontrolltieren verwendet. Die histopathologische Untersuchung der Bioptate erfolgte an Hämalaun und Eosin (HE) gefärbten Paraffinschnitten. Als Schema für die histologische Beurteilung diente ein, in Anlehnung an Angaben aus dem Schrifttum, im Rahmen dieser Arbeit modifiziertes Beurteilungs- und Graduierungsschema. Die Bioptate der Kontrolltiere wiesen histologisch keinerlei pathomorphologische Befunde auf. Die histopathologische Untersuchung der Katzen mit IBD zeigte, mit Ausnahme einer Lokalisation, in allen Gewebeproben erhöhte lymphoplasmazelluläre Infiltrate und/oder verschiedene Veränderungen der Mukosaarchitektur wie Epithelschädigungen, Abweichungen der Zotten- und/oder Kryptmorphologie sowie Veränderungen der Gewebetextur der Lamina propria. Neben einer Darmentzündung wurden in drei Fällen extraintestinale Entzündungserscheinungen des Pankreas und der Leber festgestellt. Mittels immunhistochemischer Färbungen und computergestützter Morphometrie wurde das Infiltrat in Bioptaten von Katzen mit lymphoplasmazellulärer Enterokolitis untersucht und mit den Ergebnissen bei darmgesunden Kontrolltieren verglichen. Die Ergebnisse zeigten für verschiedene Darmlokalisationen einen signifikanten Anstieg von CD3+ T-Lymphozyten sowie IgA- und IgG-Plasmazellen in der Lamina propria von Katzen mit lymphoplasmazellulärer Enterokolitis. Die Zahl der IgM-Plasmazellen unterschied sich zwischen beiden Gruppen kaum. Die Untersuchung von L1+ Zellen ergab in einigen Darmsegmenten bei den IBD-Tieren signifikant weniger Zellen als bei den Kontrolltieren. Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung weisen darauf hin, dass in der Immunpathogenese der lymphoplasmazellulären Enteritis der Katze möglicherweise ein Shift von einer T-Helfer-Zellen Typ 2 (TH2-Zellen) dominierten Immunantwort hin zu einer vermehrt T-Helfer-Zellen Typ 1 (TH1) dominierten Immunantwort eine Rolle spielen könnte.

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Marsilio, Sina: Histopathologische, morphometrische und immunhistochemische Untersuchungen zur Phänotypisierung von Immunzellen in Biopsien aus dem Intestinaltrakt von Katzen mit chronischen idiopathischen Darmentzündungen. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

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