Immunhistochemische Untersuchungen zur Phänotypisierung und zur Quantifizierung von Entzündungszellen in Nasenschleimhautbioptaten von Hunden mit idiopathischer Rhinitis und anderen chronischen Rhinitiden

Franke, Sandra

Dissertation 2024 CC BY-NC 4.0

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Immunhistochemische Untersuchungen zur Phänotypisierung und zur Quantifizierung von Entzündungszellen in Nasenschleimhautbioptaten von Hunden mit idiopathischer Rhinitis und anderen chronischen Rhinitiden

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Zu den häufigsten Ursachen für persistierenden Nasenausfluss beim Hund gehören nasale Tumoren, die idiopathische chronische lymphoplasmazelluläre Rhinitis (IR), die sinunasale Aspergillose (SNA) sowie chronische Rhinitiden anderer Ätiologien (AND) wie zum Beispiel oronasale Defekte, Traumata, Fremdkörper und entzündliche Prozesse sekundär zu Zahnerkrankungen.

Die Ätiologie und die genaue Pathogenese der IR des Hundes ist unklar. Diskutiert werden insbesondere immunmediierte und allergische Mechanismen. Resultate zur Zytokin- und Chemokinexpression an Nasenschleimhautproben von Hunden mit IR sprechen für das Vorliegen einer partiellen T-Helfer (TH)2-Immunantwort. Der einschlägige Beweis für eine allergisch bedingte Rhinitis beim Hund fehlt bislang.

In dieser Studie wurden mittels Rhinoskopie entnommene Nasenschleimhautbiopsien von Hunden mit chronischem Nasenausfluss und von nasengesunden Kontrollhunden histologisch untersucht und erstmalig das Entzündungszellinfiltrat immunhistochemisch mit Antikörpern gegen T-Lymphozyten (CD3), B-Lymphozyten (CD20, Pax-5), Plasmazellen (MUM1, IgA, IgM, IgG), dendritische Zellen und Makrophagen (Iba1) phänotypisiert und quantifiziert. Mastzellen wurden immunhistochemisch (IgE, Tryptase) und mittels metachromatischer Färbung (Kresylechtviolett) dargestellt. Die immunhistochemisch bzw. metachromatisch nachgewiesenen Mastzellen wurden ebenfalls quantifiziert.

Für einen statistischen Vergleich erfolgte eine Gruppierung der untersuchten Hunde in Hunde mit IR (n = 15), Hunde mit SNA (n = 4), Hunde mit benignen Umfangsvermehrungen (bUV) (n = 6), Hunde mit chronischer Rhinitis anderer Ätiologien (AND) (n = 13) und in nasengesunde Hunde (GES) (n = 11). Des Weiteren wurden neben dem Vergleich der absoluten Anzahl der jeweiligen Entzündungszellpopulationen der verschiedenen Gruppen die relativen Entzündungszellverhältnisse der nasengesunden Hunde mit denen der Hunde mit idiopathischer Rhinitis (IR) verglichen.

Bei den Patienten mit IR zeigte sich im Vergleich zu den nasengesunden Hunden eine statistisch signifikante Erhöhung in allen Entzündungszellpopulationen, außer bei den Mastzellen. Während bei IgE- und Mastzelltryptase-markierten Mastzellen keine Veränderung hinsichtlich der Anzahl vorlag, waren die metachromatisch gefärbten Mastzellen statistisch signifikant verringert. Des Weiteren wurde in der Nasenschleimhaut von Hunden mit IR ein geringgradiges, statistisch signifikant vermehrtes Vorkommen von Iba1-positiven Zellen festgestellt, wobei es sich vermutlich um Makrophagen sowie um dendritische Zellen handelt. Auffällig war auch eine Verschiebung der Anteile der jeweiligen Entzündungszellpopulationen zueinander, zwischen nasengesunden Hunden und Hunden mit IR. Bei den Hunden mit IR waren insbesondere der Anteil der Plasmazellen und der unreifen Pax-5-positiven B-Lymphozyten erhöht. Bei den Subpopulationen der Plasmazellen gab es bei Hunden mit IR einen deutlichen anteiligen Anstieg an IgA-produzierenden Plasmazellen, während IgG-produzierende Plasmazellen deutlich verringert waren. Die bei Hunden mit IR festgestellte Erhöhung der Anzahl von B-Lymphozyten und Plasmazellen stellt, ähnlich wie es für Menschen mit chronischer Rhinosinusitis diskutiert wird, ein Indiz für eine mögliche Rolle von B-Zellen im Rahmen einer andauernden, aktivierten Immunantwort dar, wobei der erhöhte Anteil an Pax-5-positiven B-Zellen ein Hinweis auf eine chronische Stimulation mit unbekannten Fremdantigenen sein könnte. Eine weitere mögliche Ursache für die vermehrte Infiltration der Nasenschleimhaut mit den genannten Immunzellen könnte das Vorliegen einer Dysbalance zwischen der angeborenen und adaptiven Immunantwort sein, ähnlich wie es für die nicht-allergische idiopathische Rhinitis ohne Eosinophilie des Menschen beschrieben wird.

Das in dieser Studie festgestellte Fehlen eosinophiler Granulozyten und die Ergebnisse zur mittels verschiedener Techniken ermittelten Anzahl von Mastzellen unterstützen weiterhin die Annahme, dass allergische Mechanismen an der Pathogenese der IR des Hundes nicht beteiligt sind.

The most common causes of persisting nasal discharge in dogs include nasal tumours, idiopathic chronic lymphoplasmacytic rhinitis (IR), sinunasal aspergillosis (SNA), and chronic rhinitis of other etiology such as oronasal defects, trauma, foreign bodies, and inflammatory processes secondary to dental diseases.

The etiology and the pathogenesis of canine IR is not clear and under discussion are especially immune mediated and allergic mechanisms. Results about cytokine and chemokine mRNA expression in samples from the nasal mucosa from dogs with IR suggest the presence of a partial T helper 2 immune response. So far, evidence of allergic rhinitis in dogs is missing.

In this study, biopsies collected during rhinoscopy from the nasal mucosa of dogs with chronic nasal discharge and from healthy control dogs were examined histologically and the inflammatory cell infiltrate for the first time was phenotyped immunohistochemically using antibodies to T lymphocytes (CD3), B lymphocytes (CD20, Pax-5), plasma cells (MUM1, IgA, IgM, IgG), dendritic cells and macrophages (Iba1). Mast cells were displayed immunohistochemically (IgE, tryptase) and using a metachromatic staining method (kresylechtviolet). Additionally, the different cell types demonstrated by these techniques were quantified.

For statistical comparison the examined dogs were grouped into dogs with IR (n = 15), dogs with SNA (n = 4), dogs with benign masses (n = 6), dogs with chronic rhinitis of other etiologies (n = 13), and healthy dogs (n = 11). Furthermore, except from comparison of the total number of the different inflammatory cell populations between those groups, the percentage of the different inflammatory cell types was compared between healthy dogs and dogs with IR.

In patients with IR, in comparison with healthy dogs, a statistically significant increase for all inflammatory cell populations, except for mast cells, was determined. While the number of IgE- and tryptase-positive mast cells did not show any differences, metachromatically stained mast cells were statistically significantly reduced. Furthermore, in the nasal mucosa of dogs with IR a slight, statistically significant increased presence of Iba1-positive cells, which presumably represent macrophages and dendritic cells, was determined.

In dogs with IR, in comparison with healthy dogs, especially the portion of plasma cells and of immature Pax-5-positive cells was increased. Among the populations of plasma cells, a significant increase of IgA-positive plasma cells was noted while IgG-producing plasma cells were reduced. The increased number of B lymphocytes and plasma cells in dogs with IR, as discussed for human patients with chronic rhinosinusitis, indicates a possible role of B cells during an ongoing activated immune response and the increased percentage of Pax-5-positive B cells could be a sign of chronic stimulation with unknown foreign antigens. A further possible reason for the increased infiltration of the nasal mucosa with those immune cells in dogs with IR could be a dysbalance between the innate and adaptive immune response as it has been described for the non-allergic idiopathic rhinitis without eosinophilia in humans.

The absence of eosinophilic granulocytes and the results for mast cells obtained with different techniques in this study further support the idea that allergic mechanisms are not involved in the pathogenesis of IR in dogs.