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Vorkommen von Antisperma-Antikörpern und Leukozyten im Sperma von Warmbluthengsten und ihr Einfluss auf die Samenqualität

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Sperma von 20 geschlechtsgesunden Hengsten auf das Vorkommen von Antisperma-Antikörpern (ASA) zu untersuchen, wobei mögliche jahreszeitliche Schwankungen durch eine Beprobung sowohl im Januar als auch im Mai sichtbar gemacht werden sollten. Weiterhin sollten deren Einfluss auf die Samenqualität und mögliche Zusammenhänge zum Vorkommen seminaler Leukozyten evaluiert werden. Jedes Ejakulat wurde einer standard-spermatologischen Untersuchung unterzogen und im Anschluss auf das Vor-handensein von ASA untersucht. Für die Untersuchung auf ASA wurde die in der Veterinärmedizin etablierte Messmethode der Durchflusszytometrie nach Anfärbung der Proben Antikörpern gegen equines IgG und IgA eingesetzt. Der zuvor in Studien etablierte Schwellenwert von 20% ASA-positiver Spermien konnte in keinem Fall nach Abzug der Isotypkontrolle erreicht werden, weshalb keiner der untersuchten Hengste als ASA-positiv gewertet werden konnte. Trotzdem konnten individuell positive Ergebnisse unterhalb des Schwellenwertes generiert werden, die signifikante (p<0,05), saisonbedingte Schwankungen aufwiesen. Die Ergebnisse der Standard-spermatologie zeigten physiologische, jahreszeitliche und saisonbedingte Schwankungen, konnten aber mit den Ergebnissen der Beprobung auf ASA nicht sinnvoll verglichen werden. Aus demselben Grund war es nicht sinnvoll, Zusammen-hänge zu möglichen seminalen Leukozyten zu suchen. Dennoch wurde die Möglichkeit der Identifizierung und Differenzierung von im Ejakulat enthaltenen Leukozyten durch Messung des Nativspermas von zwölf geschlechtsgesunden Hengsten als standardisierte Untersuchungsmethode validiert. Für diese Untersuchung wurde ebenfalls die Durchflusszytometrie genutzt, nachdem Leukozytensubpopulationen mit CD4-, CD8-, CD21- und CD172a- spezifischen monoklonalen Antikörpern markiert wurden. Durch die Mischung von isolierten Leukozyten zu Spermien konnten Kontrollansätze gemessen werden, in denen ein rasches Verschwinden von lymphoiden Zellen beobachtet wurde. Diese vermutlich ROS-bedingte Apoptose der lymphoiden Zellen konnte durch Zusatz der Antioxidationsmittel Ascorbinsäure und butyliertes Hydroxytoluol verhindert werden. Weiterhin wurde anhand von acht ebenfalls im Durchflusszytometer gemessener Hengste Proben mit unterschiedlicher Menge zugesetzter Leukozyten im Hämatologiesystem Advia 2120 untersucht und untereinander sowie mit den Ergebnissen der durchflusszytometrischen Messung verglichen. Die Ergebnisse des für jeden Hengst gemessenen Kontrollansatzes waren sowohl für die anhand der Morphologie und nach Anfärbung mit PI identifizierten vitalen Leukozyten- und Lymphozytenpopulationen als auch nach Anfärbung mit den spezifischen Oberflächenmarkern der Leukozytensubpopulationen signifikant höher (p<0,05) als die Ergebnisse des Nativspermas. Der Vergleich der Kontrollansätze mit unterschiedlichen Spermien-Leukozyten-Verhältnissen der verschiedenen Hengste gemessen im Advia 2120 zeigte pro Spermien-Leukozyten-Verhältnis vergleichbare Leukozytenwerte. Da das Hämatologiesystem Advia 2120 Leukozyten zwar anhand ihrer Peroxidase-Aktivität identifiziert, aber auch alle anderen großen Peroxidase-negativen Zellen als Leukozyten wertet, wurden im Advia 2120 deutlich höhere Gehalte an Leukozyten angegeben als nach durchflusszytometrischer Erfassung. Dementsprechend kann die Messung im Advia 2120 nur als ein schnelles Screening bei verdächtigen Ejakulaten empfohlen werden, welche ab einem Wert von 0,2 G/L Leukozyten nach Messung im Advia 2120 durchflusszytometrisch validiert werden sollten.

Zusammenfassend konnte in der untersuchten Population geschlechtsgesunder Hengste kein Vorkommen von ASA beschrieben werden, wodurch die Möglichkeit zur Aufstellung von Referenzwerten mit saisonbedingten Schwankungen nicht gegeben war. Es konnte ein standardisiert reproduzierbarer, durchflusszytometrischer Assay zur Identifizierung von Leukozytensubpopulationen etabliert werden. In einer Population gesunder Hengste konnten damit keine nennenswerten Mengen an Leukozyten im Sperma nachgewiesen werden.

The aim of the present study was to examine semen from twenty sexually healthy stallions for the presence of antisperm antibodies (ASA), with possible seasonal variations made visible by sampling in both January and May. Furthermore, their effect on semen quality and possible correlations with the presence of seminal leukocytes were to be evaluated. Each ejaculate was subjected to standard spermatological examination and subsequently analyzed for the presence of ASA. Establishment of a flow cytometric measurement method to identify individual leukocyte subpopulations was performed using twelve stallions and compared with measurements in the Advia 2120 hematology system. As established for other species, flow cytometry was chosen for the examination for ASA after staining the samples with antibodies specific for equine IgG and IgA. According to the tests performed, none of the stallions examined could be considered ASA-positive, since in no case could the threshold value of more than 20% ASA-positive sperm be reached, after deduction of the negative control. The threshold value had previously been established in studies from veterinary and human medicine. Nevertheless, individual positive results below the threshold could be generated and showed significant (p<0.05) seasonal variation. The standard spermatology results showed physiological seasonal and seasonal variations but could not be compared with the results of sampling for ASA. For the same reason, it was not useful to seek correlations to possible seminal leukocytes. Nevertheless, the possibility of identifying and differentiating leukocytes contained in the ejaculate was validated by measuring the native semen of twelve sexually healthy stallions as a standardized examination method. The flow cytometry was also used for this study after leukocyte subpopulaions have been labeled with CD4-, CD8-, CD21-, and CD172a-specific monoclonal antibodies. Mixing isolated leukocytes to sperm allowed the measurement of control approaches in which rapid disappearance of lymphoid cells was observed. This presumably ROS-induced apoptosis of lymphoid cells could be prevented by additions of the antioxidants ascorbic acid and butylated hydroxytoluene. Furthermore, a dilution series of added leukocytes was examined in Advia 2120 using eight stallions also measured in the flow cytometer and compared with each other and with the results of the flow cytometric measurement. The results of the control approaches measured for each stallion were significantly higher (p<0.05) than the results of the native semen both for the vital leukocyte and lymphocyte populations identified by morphology and after staining with PI, and after staining with the specific surface markers of the leukocyte subpopulations. Comparison of the control approaches with different sperm-leukocyte ratios of the different stallions measured in Advia 2120 showed comparable values per sperm-leukocyte ratio. However, compared to the values generated in the flow cytometer after staining the leukocyte subpopulations, the measurement in the Advia 2120 resulted in a significantly higher amount of leukocytes per sample. Since the Advia 2120 hematology system identifies leukocytes by their peroxidase activity, but also evaluates all other large peroxidase-negative cells as leukocytes, measurement in the Advia 2120 can only be recommended as a rapid screening method for suspicious ejaculates. These samples should then be specifically tested for leukocytes from a value of 0.2 G/L leukocytes after measurement in the Advia 2120 using the flow cytometry examination method.

In summary, no occurrence of ASA could be described in the investigated population of sexually healthy stallions, which precluded the possibility of establishing reference values with seasonal variations. A standard reproducible flow cytometric assay for the identification of leukocyte subpopulations could be established. However, significant amounts of leukocytes in semen cannot be expected in a population of healthy stallions either.

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