Endokrinologische und immunologische Untersuchungen zur lutealen Insuffizienz der Hündin

Abstract

Die luteale Insuffizienz ist charakterisiert durch einen frühzeitigen Abfall des trächtigkeits-erhaltenden Hormons Progesteron während der Lutealphase. Die Erkrankung des Hypoluteinismus wird als mögliche Ursache für Trächtigkeitsstörungen von Hündinnen diskutiert, die resorbieren, abortieren oder ihre Welpen zu früh gebären und keinerlei Anzeichen sichtbarer Infektionen aufweisen. Meist treten diese Komplikationen erst ab der zweiten Trächtigkeit in Zusammenhang mit einer individuellen Verkürzung des Läufigkeitsintervalls auf. Die Ursachen dieser Erkrankung sind bisher nicht geklärt. Untersuchungen anderer Spezies weisen jedoch auf einen immunologischen Einfluss in der physiologischen Lutealphase hin. Ziel der vorliegenden Studie war es, den Hypoluteinismus der Hündin endokrinologisch zu untersuchen und in diesem Zusammenhang auch immunologische Parameter in diesem Zusammenhang zu berücksichtigen. Dazu erfolgte eine Bestimmung der Hormonkonzentrationen von Progesteron, Prolaktin und Relaxin im Serum von 20 luteal insuffizienten Hündinnen und 18 Kontrolltieren zu fünf unterschiedlichen Zeitpunkten in der frühen Lutealphase. Es wurden tragende und nicht tragende Tiere unterschiedlicher Rassen einbezogen. Zur Detektion von caninen Antikörpern gegen Progesteron wurde ein ELISA entwickelt und optimiert, um die Serumproben hinsichtlich ihrer Prävalenz von Anti- Progesteron-IgE und -IgM zu untersuchen. In einem dritten Untersuchungsabschnitt wurde im Rahmen einer Ovariohysterektomie Gelbkörpergewebe von vier luteal insuffizienten und zwei Kontrollhündinnen entnommen und die Genexpression ausgewählter Parameter des Prostaglandin- Systems sowie immunologischer Oberflächenmoleküle mittels Real-Time-PCR bestimmt. Es zeigte sich, dass der Progesteronabfall der luteal insuffizienten Hündinnen nicht auf eine mangelnde Sekretion der luteotropen Hormone Prolaktin bzw. Relaxin zurückzuführen war. Durch die Analyse der Genexpression bestimmter Parameter des Prostaglandin-Systems im Gelbkörpergewebe konnte kein Unterschied zwischen den luteal insuffizienten Hündinnen und Kontrolltieren beobachtet werden. Vielmehr konnte erstmalig eine mögliche Beteiligung immunologischer Prozesse im Zusammenhang mit dem Erkrankungsbild des Hypoluteinismus bestätigt werden. Es ist gelungen, Antikörper gegen Progesteron-Protein-Komplexe im Serum von Hündinnen unterschiedlicher Rassen nachzuweisen. Der IgE-Nachweis ist geeignet, um mögliche Antikörper gegen Progesteron im Zusammenhang mit lutealer Insuffizienz festzustellen. In der vorliegenden Untersuchung konnte zum ersten Mal die Genexpression von CD25 mRNA auch im caninen Corpus luteum bestätigt werden, was möglicherweise auf ein Vorkommen von regulatorischen T-Zellen hinweist. Die Analyse der Genexpression der immunologischen Oberflächenmoleküle ergab eine deutlich erhöhte Expression von CD3, CD4, CD8 und CD25 bei einem IgE-positiven Tier. Eine tendenziell erhöhte Expression von CD25 mRNA konnte auch bei den anderen drei Tieren der luteal insuffizienten Gruppe im Vergleich zu den beiden Kontrolltieren festgestellt werden. Die Berücksichtigung der unterschiedlichen Gelbkörper in der Untersuchung ergab eine abweichende Genexpression der Parameter COX-2, PGES, CD8, CD19 und CD25 bei einigen Tieren. Die Ergebnisse zeigen, dass weder eine Sekretionsstörung luteotroper Hormone, noch eine Abweichung der Genexpression des Prostaglandin-Systems als Ursache für den Hypoluteinismus der untersuchten Tiere bestätigt werden konnte. Erstmalig ist es jedoch gelungen, bei einem Teil der erkrankten Tiere autoreaktive Prozesse in Zusammenhang mit lutealer Insuffizienz nachzuweisen. Die bisherigen Untersuchungen dienen als Grundlage für die Optimierung von Assay-Systemen zur Detektion von Autoimmunreaktionen in Zusammenhang mit Fruchtbarkeitsstörungen und können zu einer verbesserten Diagnostik beitragen.

Luteal insufficiency is characterized by a premature decrease of serum progesterone concentration and pregnancy loss during the luteal phase. Hypoluteoidism is discussed as a possible cause of pregnancy loss in dogs that resorb, abort, or whelp prematurely without visible infectious or non- infectious abnormalities of the pregnancy. Luteal insufficiency in the bitch usually first occurs during the second pregnancy and is accompanied by individual shortening of the estrous cycle and unnoticed resorption within the early stage of gestation. The reasons for hypoluteoidism still remained unclear. Interestingly, antibodies against progesterone and estrogen were found in the sera of women with autoimmune progesterone dermatitis and lymphocytes could be found in the corpora lutea of different species. The aim of this study was to investigate the concentration of progesterone, prolactin, and relaxin in hypoluteoid bitches and control animals in the early luteal phase in pregnancy and the nonpregnant-cycle. Moreover, canine antibodies against progesterone were analyzed regarding a possible connection between embryonic loss associated with hormone changes related to a hormone antibody response. A new enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was developed and optimized in this regard. Serum samples from 20 short-cycling bitches and 18 control animals were examined particularly in regard to the prevalence of IgE and IgM against progesterone. As another part of this investigation, tissue samples from the corpora lutea of four luteal insufficient and two control animals were collected during ovariohysterectomy. The expression of selected parameters of the prostaglandin system and accordingly immunological cell surface molecules was assessed by Real Time PCR. The results show that the progesterone decline was not associated with a lack of the luteotropic hormones prolactin and relaxin. The expression of the parameters from the prostaglandin system did not differ between the luteal insufficient and control group. Moreover, a possible influence of the immune system on the disturbed luteal function could be demonstrated in this study. Antibodies against progesterone could be detected in the sera of bitches for the first time. The analysis of IgE seems to be most suitable to detect canine anti- progesterone antibodies in connection with luteal insufficiency. Furthermore, the expression of CD25 mRNA could be detected also in the canine ovary and may indicate the presence of regulatory T-cells in the corpus luteum. The analysis of the additional immunological cell surface molecules showed a high expression of CD3, CD4, CD8 and CD25 in the bitch with IgE antibodies against progesterone. A higher expression of CD25 in all luteal insufficient bitches could be observed as a general tendency in comparison to the control animals. The presented data show that neither a disturbed secretion of luteotrophic hormones nor a dysfunction in gene expression of the prostaglandin system were causally related to luteal insufficiency of the examined bitches. However, an autoreactive process could be identified in connection with hypoluteoidism for the first time. This preliminary research may act as a base for optimized assay systems to detect autoimmune reaction in connection with fertility problems and could lead to a reduction in diagnostic errors.