Spezifische Immuntherapie COB kranker Pferde mittels inhalativer Verabreichung einer nanopartikulär gebundenen CpG-ODN Sequenz in Kombination mit definierten Allergenen

Abstract

In der vorliegenden Arbeit sollte der spezifisch immunmodulatorische Effekt durch inhalativ verabreichte Cytosin-Phosphat-Guanin-Oligodeoxynukleotide (CpG-ODN) zeitlich erfasst werden und überprüft werden, ob die positive Wirkung durch die kombinierte Inhalation von A-Typ CpG-ODN und spezifischen Allergenen potenziert werden kann. Die Inhalation der CpG-ODN sollte einen immunmodulatorischen Effekt (Th1-Shift) induzieren und somit für eine schnelle und längerfristige Linderung der COB-Symptomatik sorgen. Insgesamt wurden 21 an COB erkrankte Pferde in die Studie eingeschlossen. Im ersten Untersuchungsblock, vor der Therapie, erfolgte bei allen Tieren eine klinische und labordiagnostische Untersuchung inklusive Blutgasanalyse, eine Tracheobronchoskopie inklusive zytologischer Tracheobronchialsekret (TBS)-Analyse, eine indirekte Interpleuraldruckmessung und ein funktioneller in vitro Test (FIT). Die Studienteilnehmer wurden per Los zwei Hauptgruppen zugeordnet. Die erste Gruppe wurde mit entsprechend ausgewählten Allergenen und nanopartikulär gebundenen CpG-ODN inhaliert (Gruppe I), die zweite Gruppe erhielt die alleinige Inhalation der nanopartikulär gebundenen CpG-ODN (Gruppe II). Das Inhalationsprotokoll sah insgesamt sieben Inhalationen im Abstand von zwei Tagen vor. Zudem wurde die Menge der inhalierten Allergene bei der entsprechenden Gruppe während der Therapie gesteigert. Nach der siebten Inhalation (2. US) und sechs Wochen später (3. US) erfolgten zwei weitere Untersuchungen. Beide Gruppen zeigten direkt nach siebenmaliger Inhalation eine deutliche Verbesserung der Ruheatemfrequenz, welche sich als nur knapp nicht signifikant darstellte. Die Verbesserung in der 3. Untersuchung hingegen erwies sich in Gruppe II als signifikant. Die Auswertung der Auskultationsbefunde zeigte ein statistisch signifikantes Absinken der Score- Punkte in Gruppe I in beiden Folgeuntersuchungen. Die Gruppe II konnte eine solche statistische Signifikanz in der 3. Untersuchung erreichen. Eine deutliche Verbesserung war bei allen Werten der arteriellen Blutgasanalyse in beiden Gruppen zu erkennen. Durch die siebenmalige Inhalationstherapie konnte in beiden Gruppen ein kurzfristiges, wie auch längerfristiges, deutliches Absinken der Interpleuraldruckdifferenz erreicht werden. Sowohl die Gesamtscore-Punkte, wie auch die Punkte des Endoskopiescores nahmen in Gruppe I sowohl direkt nach der Therapie, wie auch sechs Wochen später signifikant, teils hoch signifikant ab. In Gruppe II war diese Signifikanz in der 3. Untersuchung des Gesamtscores und der Sekretkonsistenz zu sehen. Auffällig war, dass die prozentualen Anteile der neutrophilen Granulozyten im TBS in der Gruppe I im Laufe der Untersuchungen deutlich sanken, wobei sie in Gruppe II nahezu konstant blieben. Nach der Betrachtung aller Ergebnisse kann sowohl in Gruppe I als auch in Gruppe II eine deutliche Besserung aller Untersuchungsbefunde verzeichnet werden. Ein positiver Langzeiteffekt konnte mit dem durchgeführten Therapieprotokoll in Gruppe I bei nahezu allen gemessenen Parametern nachgewiesen werden. In Gruppe II war dies bei 80 % der angewandten Untersuchungsmethoden der Fall. Die Kombination der CpG-ODN mit spezifischen Allergenen scheint, in Bezug auf die untersuchten Parameter und dem zum Einsatz gekommenen Verabreichungsprotokoll, keinen Vorteil im Vergleich zu der alleinigen Inhalation der CpG-ODN zu haben.

The present study aimed to assess the specific immunomodulatory effect of inhalative administered cytosine-phosphate-guanine-oligodeoxynucleotides (CpG- ODN) over time. As a further goal, the study intended to verify the enhanced positive effect of a combined inhalation of A-class CpG-ODN and specific allergens. The inhalation of CpG-ODN should induce an immunomodulatory effect (Th1-Shift) and therefore alleviate RAO-symptoms quickly and in the longer term. The study population contained 21 horses affected by RAO. Prior to the therapy, clinical and laboratory examinations of all horses were performed. The latter consisted of arterial blood gas analysis, a tracheobronchoscopy including a cytological analysis of the tracheobronchial secretion (TBS), an indirect measurement of the interpleural pressure and a functional in vitro test (FIT). Based on the results of these examinations, the horses were grouped into three levels of disease (mild, moderate, severe) and assigned by lot to two main groups. The first group received inhalation treatment with specific allergens and nanoparticle-bound CpG-ODN (group I), the second group only received nanoparticle-bound CpG-ODN (group II) by inhalation. The inhalation protocol provided a total number of seven inhalations every second day. Additionally, within group I the amount of the specific allergens was gradually increased over the course of the inhalation treatment. A second examination was performed after the last inhalation and a third examination six weeks after the end of the treatment protocol. Both groups showed a marked improvement of the respiratory rate in rest directly after the last inhalation wahen compared to the first examination. This improvement was close to statistical significance. At the time of the third examination, group II showed a significant improvement, whereas the mean of group I reached almost physiological levels. Concerning the auscultation results, group I showed a statistically significant decrease of the score-points in both follow-up examination. This statistical significance was reached by group II at the third examination. All values of the arterial blood gas analysis showed a distinct improvement in both groups after treatment. Due to the inhalation treatment both, a short- and long-term reduction of the interpleural pressure could be achieved for both groups. This suggests a reduction of the existing bronchoconstriction. In group I both, the overall score and the endoscopy score significantly decreased directly after treatment as well as six weeks later. In some cases, the difference was even highly significant. Such a significant improvement was obtained for group II in the overall score and the tracheobronchial secret texture at the third examination. Strikingly, the percentage of neutrophil granulocytes in TBS decreased distinctly in group I throughout the examinations, whereas in group II they remained almost constant. Considering all findings, both group I and group II showed a marked improvement of all examination results. With the chosen treatment protocol in group I, a positive long-term effect on nearly all measured parameters was achieved. In group II 80% of the applied examination methods led to the same conclusion. Regarding the examined parameters and the chosen treatment protocol, the combination of CpG-ODN and specific allergens seems to have no advantage over the use of CpG-ODN alone.