Genexpression von Adipozytokinen im Zusammenhang zur Menge an epiduralem Fettgewebe beim Cauda equina Kompressions-Syndrom des Hundes

Abstract

Mit Hilfe dieser Arbeit wurde untersucht, ob es einen signifikanten Unterschied in der Expression von Entzündungsmediatoren des epiduralen Fettgewebes beim Cauda equina Kompressions-Syndrom erkrankter Hunde im Vergleich zu nicht von dieser Erkrankung betroffenen Hunden gibt. Die Genexpression wurde zum einen im epiduralen und subkutanen Fettgewebe betrachtet und zum anderen zwischen erkrankten und nicht erkrankten Hunden verglichen. Die Untersuchung stützt sich auf die schon seit Jahren untersuchte und nun etablierten Theorie, dass Fettgewebe nicht nur eine Stütz- und Schutzfunktion hat, sondern auch ein endokrines Organ darstellt (EIRMANN et al. 2009). Die im Fettgewebe produzierten Adipokine konnten bereits bei Mensch und Tier in Zusammenhang mit verschiedenen Erkrankungen gebracht werden. Bei diesen handelt es sich unter anderem um Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Arthrose (AWAD und BRADFORD 2009). Zudem zeigte sich eine Beeinflussung des Immunsystems und des systemischen Entzündungsgeschehens durch das Fettgewebe (EIRMANN et al. 2009).Es erfolgte die Entnahme von epiduralem und subkutanem Fett von am Cauda euqina Kompressions-Syndrom erkrankten Hunden und einer gesunden Kontrollgruppe. Anhand dieser Proben wurde die Expression bestimmter Adipokine und weiterer Entzündungsmediatoren (IL-6, IL-10, TNFalpha, CRP, Leptin, CGRPalpha, Substanz P, HMGB1, TLR4 und RAGE) mittels PCR bestimmt. Im Vorfeld wurde bereits die Ausschüttung von TNFalpha und IL-6 aus Fettgewebskulturen von am Cauda equina Kompressions-Syndrom erkrankten Hunden nach Stimulation mit LPS und HMGB1 mittels Bioassay untersucht. Zusätzlich wurde anhand von MRT-Bildern die Menge des subkutanen und des epiduralen Fettgewebes erkrankter Hunde und einer gesunden Kontrollgruppe ermittelt. Es wurden jeweils die Proben des epiduralen Fettgewebes der erkrankten und der gesunden Hunde und die des subkutanen Fettgewebes miteinander verglichen.Die Ergebnisse der relativen Expression des epiduralen Fettgewebes der am Cauda euqina Kompressions-Syndrom erkrankten Hunde, zeigt zum ersten Mal eine signifikant höhere Expression von IL-6 und TNFalpha. Das gleiche Ergebnis zeigten auch die mit LPS und HMGB1 inkubierten Fettgewebskulturen der erkrankten Hunde. In der Messung des Fettgewebes konnte eine signifikant geringere Menge des epiduralen Fettgewebes nachgewiesen werden. Dieses Ergebnis deutet auf ein Entzündungsgeschehen des epiduralen Fettgewebes von am Cauda equina Kompressions-Syndroms erkrankten Hunden hin. Dies könnte zu der Pathophysiologie der Erkrankungen durch parakrine Prozesse beitragen. Interessanterweise war die Expression des Adipokins Leptin signifikant niedriger im epiduralen Fettgewebe kranker Hunde was möglichweise auf einen Verlust protektiver Funktionen des Fettgewebes über Leptin auf das Nervengewebe hinweist. Für IL-10, CRP, HMGB1, RAGE und TLR4 konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den erkrankten und den gesunden Hunden aufgezeigt werden. Der Nachweis von Substanz P war nur in wenigen der untersuchten Proben möglich daher konnte keine weitere Auswertung vorgenommen werden. TNFalpha konnte mit einer signifikanten Erhöhung im subkutanen Fettgewebe der erkrankten Hunde nachgewiesen werden. Zusätzlich wiesen diese Hunde eine signifikant höhere subkutane Fettdicke im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe auf. Dieses Ergebnis deutet auf einen Bewegungsmangel und eine erhöhte Neigung zu sekundären Erkrankungen im Rahmen des Cauda equina Kompressions-Syndroms hin. Zur genaueren Einschätzung dieser Ergebnisse im Zusammenhang mit der Pathophysiologie der Erkrankung sind weiterführende Versuche mit epiduralem Fettgewebe sinnvoll. Hierfür wären beispielsweise Untersuchung mit weiteren Fettgewebskulturen sowie die Detektion der Entzündungsmediatoren auf Proteinebene und deren Korrelation zu Schmerzzuständen sinnvoll.

The aim of this study was to investigate whether there is a significant difference in the expression of inflammatory mediators of the epidural fatty tissue in the cauda equina compression syndrome in diseased dogs compared to dogs not affected by this disease. Gene expression was studied in epidural and subcutaneous adipose tissue and compared between diseased and healthy dogs. The study is based on the theory that adipose tissue not only has a supporting and protective function, but also represents an endocrine organ (EIRMANN et al. 2009). The adipokines produced in fatty tissue have already been linked to various diseases in humans and animals. These include diabetes, cardiovascular diseases and osteoarthritis (AWAD and BRADFORD 2009). In addition, an influence of the immune system and the systemic inflammatory process on the fatty tissue was shown (EIRMANN et al. 2009).Epidural and subcutaneous fat was collected from dogs suffering from cauda euqina compressios syndrome and a healthy control group. Based on these samples, the expression of certain adipokines, adipocytokines and other inflammatory mediators (IL-6, IL-10, TNFalpha, CRP, leptin, CGRPalpha, substance P, HMGB1, TLR4 and RAGE) was determined by PCR. Previously, the release of TNFalpha and IL-6 from fat explant tissue cultures of dogs suffering from Cauda equina compression syndrome after stimulation with LPS and HMGB1 was investigated by bioassays. In addition, the amount of subcutaneous and epidural fat tissue of diseased dogs and a healthy control group was determined using MRI images. The epidural fat samples of the diseased and healthy dogs were compared with those of the subcutaneous adipose tissue.The results of relative expression of epidural adipose tissue in dogs suffering from Cauda euqina compression syndrome show a significantly higher expression of IL-6 and TNFalpha. The same result was also shown by the adipose tissue cultures incubated with LPS and HMGB1 in the diseased dogs. In the measurement of adipose tissue, a significantly lower amount of epidural adipose tissue was detected. This result indicates an inflammatory process in the epidural fatty tissue of dogs suffering from Cauda equina compression syndrome. This could contribute to the pathophysiology of the disease by paracrine processes. Interestingly, the expression of the adipokine leptin was significantly lower in the epidural adipose tissue of sick dogs, possibly indicating a loss of protective functions of the adipose tissue via leptin to the nervous tissue. For IL-10, CRP, HMGB1, RAGE and TLR4 no significant differences between the diseased and healthy dogs could be shown. The detection of substance P was only possible in a few of the investigated samples and therefore no further analysis could be performed. TNFalpha could be detected with a significant increase in subcutaneous fat tissue in the diseased dogs. Additionally, these dogs showed a significantly higher subcutaneous fat thickness compared to the healthy control group. This result indicates a lack of exercise and an increased tendency to secondary diseases in the context of cauda equina compression syndrome. For a more precise assessment of these results in connection with the pathophysiology of the disease, further experiments with epidural adipose tissue are useful. For this purpose, for example, investigations with fat explant tissue cultures as well as the detection of inflammation mediators at the protein level linked to clinical plain scores would be useful.