In mehren Veröffentlichungen (DIETSCH et al. 2006; DAGUES et al. 2007a; DAGUES et al. 2007b; WEAVER et al. 2008; WEAVER et al. 2010) wurde die scheinbar besondere Rolle von IL-6 bei der Ratte in Zusammenhang mit toxikologischen Veränderungen durch PDE4-Inhibitoren deutlich (Konzentrationserhöhung im Blut in vivo; rattenspezifische IL-6-Ausschüttung bei einem In-vitro-Vollblut-Assay). Dieser Versuchsabschnitt diente daher der Überprüfung einer BYK199404-induzierten IL-6-Erhöhung im Blut bei den hier verwendeten Wistar-Han-Ratten. Zwei Gruppen von Tieren erhielten 1 oder 4 Applikationen, und die IL-6-Plasmakonzentration wurde zu verschiedenen Zeitpunkten nach der jeweils letzten Applikation gemessen. Die erhöhten Werte beider Gruppen lagen im Mittel bei 150 pg/ml und die Plasmakonzentrationen waren 2 - 8 h nach der jeweils letzten Applikation am deutlichsten erhöht. BYK1994041 hat ein sehr enges therapeutisches Fenster. Die ID50-Werte zur Inhibition der Akkumulation von neutrophilen Granulozyten und der TNFα-Freisetzung in bronchoalveolärer Lavage-Flüssigkeit nach LPS-Stimulation lagen bei Brown-Norway-Ratten bei 0,38 und 0,07 mg/kg (interne Daten der Takeda GmbH, Konstanz), wohingegen eine Dosis von 0,6 mg/kg/d in dieser Studie schon zu einem IL-6-Anstieg führte. SCH 3515912, ein anderer PDE4-Inhibitor, dessen ID50 zur Inhibition der Neutrophilie in der bronchoalveolären Lavage-Flüssigkeit von Sprague-Dawley-Ratten bei 3 mg/kg liegt (BILLAH et al. 2002), konnte bei Verabreichung von 20 mg/kg nach 60 min einen ähnlichen IL-6-Anstieg wie BYK199404 erzeugen. Die mehrfache Gabe von 40 oder 80 mg/kg/d erzeugte noch höhere IL-6-Konzentrationen im Blut von Sprague-Dawley-Ratten (WEAVER et al. 2008; WEAVER et al. 2010). Auch die
1 2-2-{4-[(4aS,8aR)-4-(3,4-Dimethoxy-phenyl)-1-oxo-4a,5,8,8a-tetra-hydro-1H-phthalazin-2-yl]-piperidin-1-yl}-acetamide.HCl
2 N-(3,5-Dichloro-1-oxido-4-pyridinyl)-8-methoxy-2-(trifluoromethyl)-5-quinoline carboxamide
einmalige oder mehrmalige Gabe von 40 oder 80 mg/kg des PDE4-Inhibitors CI-10443, dessen ID50 in einem Modell von Ovalbumin-induzierter Eosinophilie der Lunge bei Brown-Norway-Ratten für die Inhbition der TNFα-Freisetzung im Vollblut bei 1 mg/kg lag (PRUNIAUX et al. 2010), konnten einen IL-6-Anstieg herbeiführen (DAGUES et al.
2007a). Dabei wurden die Dosierungen auf 2 Applikationen pro Tag aufgeteilt und es zeigten sich IL-6-Werte bis 4000 pg/ml. Anhand dieser Vergleiche wird deutlich, dass bei verschiedenen Rattenstämmen unterschiedliche chemische Klassen von PDE4-Inhibitoren (BYK199404, SCH 351591, CI-1044) zu einem IL-6-Anstieg führen. Dieser Effekt kann somit der Inhibition der PDE4 und nicht einer bestimmten chemischen Klasse zugeschrieben werden. Die IL-6-Erhöhung zeigt sich also bei suprapharmakologischen Dosierungen, wobei zu beachten ist, dass BYK199404 im Gegensatz zu SCH 351591 und CI-1044 eine nur sehr enge therapeutische Breite hat.
Die Induktion des IL-6-Anstiegs durch einen PDE4-Inhibitor könnte mit dem cAMP responsive element binding protein (CREB) zusammenhängen. CREB ist ein zellulärer Transkriptionsfaktor, der durch erhöhte cAMP-Spiegel beeinflusst wird und der an spezifische DNA-Sequenzen namens cAMP responsive Elements (CRE) binden kann (MONTMINY u. BILEZIKJIAN 1987). Diese DNA-Sequenzen steuern die Transkription bestimmter Gene. Zumindest auf dem IL-6-Genom der Maus wurde ein Abschnitt gefunden, der dem des CRE des Menschen sehr ähnlich ist (TANABE et al. 1988). Es könnte möglich sein, dass ein PDE4-Inhibitor-induzierter erhöhter cAMP-Spiegel über CREB und CRE die Transkription von IL-6 bei der Ratte beeinflusst.
Die eigenen Daten zeigen, dass die IL-6-Werte 0,5 und 24 h nach der letzten Applikation unterhalb der Nachweisgrenze des Assays liegen. Beachtet werden sollte, neben der kurzen Halbwertszeit von IL-6 und seinem Rezeptor, dass IL-6 erst synthetisiert werden muss. Möglicherweise wäre 0,5 h nach der Applikation eine Erhöhung von IL-6 auf mRNA-Ebene messbar gewesen. Zusätzlich kann auch die
3 [(R)-N-[9-amino-3,4,6,7-tetrahydro-4-oxo-1-phenyl-pyrrolo[3.2.1-j,k][1,4] benzodiazepine-3-yl]-3-pyr-idinecarboxamide]
Sensitivität des verwendeten Assays einen Einfluss auf die messbare Erhöhung von IL-6 nehmen.
5.4 Toxikologische Befunde in Abhängigkeit von Dosis und Zeit 5.4.1 Zunahme der toxikologischen Befunde
In dieser Studie war in vielen der betrachteten Parameter eine Zunahme der toxikologischen Befunde in Abhängigkeit von der Zeit zu beobachten, wobei hauptsächlich die mit der hohen Dosis behandelten Tiere Veränderungen zeigten. Es zeigten sich Auffälligkeiten im Erscheinungsbild sowie Reduktionen von Körpergewichtsentwicklung und Futterverbrauch. Unter den Blutparametern stellten sich Haptoglobin und Fibrinogen als sehr sensitiv heraus. Weiterhin zeigte sich eine Leukozytose, Neutrophilie und eine Lymphozytopenie. Bei der Untersuchung der Genexpression war das Mesenterium das Gewebe mit den meisten statistisch signifikanten Veränderungen. Dabei zeigte jedes untersuchte Gen mindestens eine Veränderung bei einem bestimmten Behandlungszeitraum mit einer bestimmten Dosis.
Bei Betrachtung der Gene zeigte sich Timp-1 als empfindlichstes Gen. Die anderen in der Doktorarbeit untersuchten Gene (IL-6, Cox-2 und Fgg) zeigten ebenfalls Erhöhungen, die in Zusammenhang mit der hohen Dosis standen, aber relativ unspezifisch waren. Die absoluten und relativen Thymusgewichte waren erniedrigt und die absoluten und relativen Nebennierengewichte erhöht. Bei den Hoden zeigten sich nur die relativen Werte erhöht (siehe auch 5.4.2).
Auch andere PDE4-Inhibitoren führten zu eben diesen Veränderungen. PETER et al.
(2011) zeigten nach 5-tägiger Gabe von 10 mg/kg/d Roflumilast4, dessen ID50-Werte von zur Inhibition der Akkumulation neutrophiler Granulozyten und der TNFα-Freisetzung in bronchoalveolärer Lavage-Flüssigkeit nach LPS-Stimulation bei Brown-Norway-Ratten bei 0,38 und 0,09 mg/kg lagen (interne Daten der Takeda GmbH, Konstanz), bei Wistar-Han-Ratten einen starken Körpergewichtsverlust, Leukozytose, Neutrophilie sowie makroskopisch kleiner erscheinende Thymi.
4N-(3,5-Dichlorpyrid-4-yl)- 3-cyclopropylmethoxy-4-difluormethoxybenzamid
Nach Gabe von 160 mg/kg CI der Haptoglobin- und Fibrinogenwert
sensitivstes Gen heraus. Weiterhin zeigte sich auch ein IL
Genexpressionsebene (DAGUES et al. 2007a; DAGUES et al. 2007b) Zusammenhang mit dem PDE4
Haptoglobin, Fibrinogen sowie eine Leukozytose und eine Neutrophilie (WEAVER et al. 2008; WEAVER et
gewählten Dosierungen der verschiedenen PDE4 SCH 351591) und auch die in dieser Arbeit gewä
jeweils oberhalb des therapeutischen Bereichs, sodass suprapharmakologische Dosierungen für ein Auftreten dieser PDE4
verantwortlich sind. Hierbei ist das enge therapeutische Fenster von BYK199404 zu beachten. Analog zum IL-6-Anstieg scheinen auch die entzündlichen Veränderungen durch PDE4-Inhibition vermittelt zu sein und
Klasse von PDE4-Inhibitoren zu b Klassen der betrachteten PDE4 SCH 351591) sind in Abbildung
Abbildung 20: Strukturformeln von Roflumilast (Katecholdiether, (Phthalazinon-Derivat,
ach Gabe von 160 mg/kg CI-1044 bei Sprague-Dawley-Ratten wurde
und Fibrinogenwerte beschrieben und auch hier stellte sich Timp sensitivstes Gen heraus. Weiterhin zeigte sich auch ein IL-6- und Fgg
(DAGUES et al. 2007a; DAGUES et al. 2007b) Zusammenhang mit dem PDE4-Inhibitor SCH 351591 wurden Erhöhungen von
brinogen sowie eine Leukozytose und eine Neutrophilie
(WEAVER et al. 2008; WEAVER et al. 2010). Die in diesen Veröffentlichungen gewählten Dosierungen der verschiedenen PDE4-Inhibitoren (Roflumilast, CI
H 351591) und auch die in dieser Arbeit gewählte Dosierung von BYK199404 la jeweils oberhalb des therapeutischen Bereichs, sodass suprapharmakologische Dosierungen für ein Auftreten dieser PDE4-Inhibitor-induzierten Veränderungen erbei ist das enge therapeutische Fenster von BYK199404 zu Anstieg scheinen auch die entzündlichen Veränderungen hibition vermittelt zu sein und sich nicht auf eine bestimmte chemische Inhibitoren zu beschränken. Die unterschiedlichen chemischen Klassen der betrachteten PDE4-Inhibitoren (BYK199404, Roflumilast, CI
Abbildung 20 und Abbildung 21 dargestellt.
Strukturformeln von Roflumilast (Katecholdiether, a) und BYK199404 Derivat, b) (PRESS u. BANNER 2009)
wurde eine Zunahme und auch hier stellte sich Timp-1 als und Fgg-Anstieg auf (DAGUES et al. 2007a; DAGUES et al. 2007b). Im Erhöhungen von brinogen sowie eine Leukozytose und eine Neutrophilie gezeigt . Die in diesen Veröffentlichungen Inhibitoren (Roflumilast, CI-1044 und hlte Dosierung von BYK199404 lagen jeweils oberhalb des therapeutischen Bereichs, sodass suprapharmakologische induzierten Veränderungen erbei ist das enge therapeutische Fenster von BYK199404 zu Anstieg scheinen auch die entzündlichen Veränderungen sich nicht auf eine bestimmte chemische eschränken. Die unterschiedlichen chemischen Inhibitoren (BYK199404, Roflumilast, CI-1044, und
Abbildung 21: Strukturformel von SCH 351591 (Quinolin (Benzodiazepin-Derivat,
Wie die PDE4-Inhibition zu den veränderten Parametern aus den Veröffentlichungen und der Doktorarbeit führt, kann nur vermutet werden. Der Anstieg von Haptoglobin und Fibrinogen könnte mit der in Kapitel
Erhöhung in Zusammenhang stehen. Haptoglobin und Fibrinogen gehören zu den Akute-Phase-Proteinen. Die Konzentrationen der Akute
Wesentlichen abhängig von ihrer Produktion durch Hepatozyten, für welche IL
Hauptstimulator darstellt (GAULDIE et al. 1987; GABAY u. KUSHNER 1999; TIZARD 2000). Die Leukozytose, die Neutrophilie und die
einer Entzündung, aber vor allem die Lymphozytopenie kann im Zusammenhang mit einem Stress-Syndrom stehen. Dieses wurde 1936 erstmals beschrieben. Unspezifische Stressoren führen dabei über eine Dysregulation der Hypothal
zu spezifischen Blutparameter
Dieser Dysregulation könnte ein PDE4
liegen. Unterstützt wird diese Vermutung durch die absolute und relative Veränderung der Organgewichte von Nebennieren und Thymus.
Strukturformel von SCH 351591 (Quinolin-Derivat, c) und CI-1044 Derivat, d) (BILLAH et al. 2002; WERMUTH 2006).
Inhibition zu den veränderten Parametern aus den Veröffentlichungen und der Doktorarbeit führt, kann nur vermutet werden. Der Anstieg von Haptoglobin und Fibrinogen könnte mit der in Kapitel 5.3 beschriebenen PDE4-Inhibitor-induzierten IL Erhöhung in Zusammenhang stehen. Haptoglobin und Fibrinogen gehören zu den
Proteinen. Die Konzentrationen der Akute-Phase-Proteine sind im bhängig von ihrer Produktion durch Hepatozyten, für welche IL
(GAULDIE et al. 1987; GABAY u. KUSHNER 1999; TIZARD . Die Leukozytose, die Neutrophilie und die Lymphozytopenie sind zwar Ausdruck einer Entzündung, aber vor allem die Lymphozytopenie kann im Zusammenhang mit Syndrom stehen. Dieses wurde 1936 erstmals beschrieben. Unspezifische Stressoren führen dabei über eine Dysregulation der Hypothalamus-Hypophysen
zu spezifischen Blutparameter- und Organgewichtsveränderungen (SELYE 1998) Dieser Dysregulation könnte ein PDE4-Inhibitor-induzierter Mechanismus zu Grunde
Unterstützt wird diese Vermutung durch die absolute und relative Veränderung der Organgewichte von Nebennieren und Thymus.
Inhibition zu den veränderten Parametern aus den Veröffentlichungen und der Doktorarbeit führt, kann nur vermutet werden. Der Anstieg von Haptoglobin und induzierten IL-6-Erhöhung in Zusammenhang stehen. Haptoglobin und Fibrinogen gehören zu den
Proteine sind im bhängig von ihrer Produktion durch Hepatozyten, für welche IL-6 den (GAULDIE et al. 1987; GABAY u. KUSHNER 1999; TIZARD Lymphozytopenie sind zwar Ausdruck einer Entzündung, aber vor allem die Lymphozytopenie kann im Zusammenhang mit Syndrom stehen. Dieses wurde 1936 erstmals beschrieben. Unspezifische Hypophysen-Achse (SELYE 1998).
induzierter Mechanismus zu Grunde Unterstützt wird diese Vermutung durch die absolute und relative Veränderung
Timp-1 als einer der tissue inhibitors of metalloproteinases hat seine Hauptfunktion in der Kontrolle lokaler Aktivitäten der Metalloproteinasen (GOMEZ et al. 1997; BREW et al. 2000), aber auch an Zellwachstum, Apoptose oder Angiogenese ist Timp-1 beteiligt (HAYAKAWA et al. 1992; GUEDEZ et al. 1998; BREW et al. 2000). Desweiteren wurde ein Timp-1-Anstieg auch bei mit Entzündung in Verbindung stehenden Geschehen wie beispielsweise einer Sepsis beobachtet (HOFFMANN et al. 2006). Warum es durch PDE4-Inhibitoren zu einem Anstieg von Timp-1 kommt, ist unklar, jedoch werden Metalloproteinasen durch Zytokine beeinflusst (WATARI et al. 1999; LEMAITRE u.
D'ARMIENTO 2006). So könnte der Anstieg von IL-6 zu einem Anstieg von Metalloproteinasen geführt haben. Dieser Anstieg von Metalloproteinasen wiederum könnte einen Anstieg von Timp-1, als Regulator dieser, induziert haben. Allerdings wurde herausgefunden, dass Zytokine selbst eher eine Abnahme der Timp-1-Level induzieren (LI et al. 1999). Aufgrund seiner besonderen Sensitivität unter den untersuchten Genen könnte Timp-1 in Zusammenhang mit PDE4-Inhibitoren die Position eines Biomarkers einnehmen (DAGUES et al. 2007b).
Das murine IL-6-Genom und auch das humane Cox-2-Genom zeigen in der Promoter-Region die DNA-Sequenz von CRE (TANABE et al. 1988; TANABE u. TOHNAI 2002).
Diese Sequenz ist in der Lage, nach Aktivierung des Transkriptionsfaktors CREB durch eine erhöhte Konzentration von cAMP in der Zelle die Expression bestimmter Gene zu erhöhen. Dies könnte auch bei den hier untersuchten Ratten ein Grund für die Genexpressionsveränderungen von Cox-2 und IL-6 durch BYK199404 sein. Fgg stellt eine Komponente von Fibrinogen dar. Die Genexpression von Fibrinogen als Akute-Phase-Protein könnte, wie oben beschrieben, in den Hepatozyten durch IL-6 induziert worden sein.
5.4.2 Histopathologie
Bei der histopathologischen Betrachtung der männlichen Geschlechtsorgane wurde deutlich, dass dieser Rattenstamm Spontanbefunde zeigt, welche eine Hintergrundmorphologie in den mit BYK199404 behandelten Tieren darstellten. Es war
wichtig, diese Spontanbefunde von den substanzinduzierten Befunden abzugrenzen, da sonst keine eindeutigen Aussagen zu substanzinduzierten Befunden getroffen werden können. Die am häufigsten beobachteten Spontanbefunde waren Dilatationen und Degenerationen der Hodentubuli sowie intra- und extratubuläre Spermiengranulome in Ductuli efferentes und Nebenhoden.
Die Dilatationen der Tubuli seminiferi lassen auf eine intratubuläre Flüssigkeitsansammlung schließen. Dies korreliert mit der Erhöhung des relativen Hodengewichts, dass sich bei den Hodengewichten eine statistische Signifikanz erst in Relation zu den Körpergewichten gezeigt hat und nicht in den absoluten Werten macht dabei deutlich, dass dieser Effekt sich als gering darstellt. Dabei muss bei der Interpretation der Hodengewichte auch berücksichtigt werden, dass Atrophien zu einer Abnahme des Gewichts führen. Als Ursache für die Dilatationen der Tubuli seminiferi können einerseits Spermiengranulome zu Grunde gelegt werden. Diese befanden sich fast ausschließlich in den Ductuli efferentes und könnten so zu deren Obstruktion geführt haben. Andererseits traten auch Dilatationen der Tubuli seminiferi bei Tieren auf, die keine Spermiengranulome aufwiesen. Auch eine verminderte Entleerung der Tubuli seminiferi durch fehlende Kontraktion der Muskelzellen um die Tubuli seminiferi ist nicht auszuschließen. Neben den beschriebenen Dilatationen traten histopathologisch am germinativen Epithel des Hodens abgeschilferte und fehlende Samenzellen sowie Vakuolen auf. Es kann vermutet werden, dass die vermehrte Flüssigkeitsansammlung und der sich damit aufbauende Druck zu einer Lösung der Verbindung zwischen Samen- und Sertolizellen geführt haben könnte. Auch die Funktion der Sertolizellen könnte durch den vermehrten Flüssigkeitsdruck eingeschränkt gewesen sein und zu einer Störung der Verbindung zwischen Sertoli- und Samenzellen geführt haben.
Weiterhin kann aber eine Funktionsstörung auch durch eine eingeschränkte Versorgung der Zellen entstehen, beispielsweise durch einen verringerten Blutfluss. Der Blutfluss im Bereich des Hodens wiederum könnte durch BYK199404 beeinflusst worden sein. Es gibt eine Veröffentlichung, die eine PDE4-Inhibitor-induzierte Blutflussveränderung zumindest für das Mesenterium zeigt (KORKMAZ et al. 2009). Somit dürfen, obwohl
degenerative Veränderungen auch in Kontrolltieren beobachtet wurden, Substanzeffekte auf die lokale Blutversorgung und damit auch eine indirekt toxische Wirkung von BYK199404 auf das germinative Epithel nicht ausgeschlossen werden.
Substanzinduzierte Befunde hingegen waren die Befunde, welche sich nicht in Kontrolltieren zeigten. Diese traten nur bei Tieren auf, die mit der hohen Dosis behandelt wurden, dabei stieg die Inzidenz mit der Applikationsdauer an. Zu den substanzinduzierten Befunden gehörten in den Ductuli efferentes und im Nebenhodenkopf eindeutig die Vaskulopathien und die diffusen interstitiellen Entzündungen. Im Bereich von Nebenhodenkörper/-schwanz zeigten sich als substanzinduzierte Befunde eine segmental verminderte Spermiendichte und Vaskulopathien sowie interstitielle Entzündungen im Mesorchium. Auf Grund der Tatsache, dass sich eine Dilation der Ductuli efferentes und des Nebenhodenkopfes auch ohne gleichzeitige Dilatation der Tubuli seminiferi zeigen konnte, wird eine gestörte Flüssigkeitsresorption der Ductuli efferentes als Ursache in Betracht gezogen. Dies wurde auch von HEUSER et al. (2012) beim Auftreten PDE4-Inhibitor-induzierter Veränderungen an den männlichen Geschlechtsorganen diskutiert. Unterstützt wird dies durch MAN et al. (2003), die zeigten, dass eine Erhöhung von cAMP bis zu einem bestimmten Grad die Flüssigkeitsresorption an isolierten Ductuli efferentes vermindern kann.
Ein Zusammenhang zwischen der Dilatation und der interstitiellen Entzündung ist unklar. Möglich wäre es, dass die Dilatation zu einer derartigen Überdehnung der Ductuli efferentes führt, die eine Unterbrechung der Schranke zum Immunsystem als Folge hat, sodass Spermatozoen ins Interstitium gelangen und dort eine Immunreaktion auslösen könnten (HEUSER et al. 2012). In Anbetracht der auftretenden Gefäßentzündungen könnte die Entzündung auch einen vaskulären Ursprung haben.
Eine Erhöhung des Blutflusses wurde für den PDE4-Inhibitor CI-1044 im Mesenterium beschrieben, welcher zusammen mit interstitiellen und perivaskulären Entzündungen auftrat (KORKMAZ et al. 2009).
Spermiengranulome traten sowohl spontan, als auch subtanzinduziert auf. Eine Unterscheidung war auf Grund der Chronizität der Granulome möglich. Die akuten Spermiengranulome zeigten eine Infiltration mit Makrophagen und neutrophilen Granulozyten, die chronischen eine Infiltration mit Makrophagen und Plasmazellen. Die chronischen konnten intra- oder extratubulär gelegen sein. Bei den akuten Spermiengranulomen liegt nahe, dass diese unter Substanzgabe entstanden sind. Es kann ein direkt toxischer Effekt, wie dieser nach Methylchlorid-Inhalation für Spermiengranulome im Nebenhoden beobachtet wurde (CHAPIN et al. 1984), verantwortlich sein. Ebenso möglich ist ein Zusammenhang mit einem veränderten Blutfluss, der die Versorgung des Epithels von Ductuli efferentes oder Nebenhodengang beeinflusst. Beispielsweise konnte gezeigt werden, dass eine Ischämie durch eine partielle Ligatur der Abdominalaorta zu Spermiengranulomen im Nebenhodenkopf führt (POVYSIL 1976).
In der Publikation von HEUSER et al. (2012), wurde BYK169171, ein PDE4-Inhibitor der gleichen Klasse wie BYK199404 (Phthalazinon), bei Wistar-WU-Ratten eingesetzt.
Dabei kam es nicht zum Auftreten von Spontanbefunden in Kontrolltieren, und substanzinduzierte Befunde waren gut gegen die Kontrollgruppe abzugrenzen. An dieser Stelle wird erneut deutlich, was für Unterschiede zwischen Rattenstämmen bestehen können und dass es sehr schwierig ist, substanzinduzierte Befunde an Ratten zu charakterisieren, die ein hohes Maß an Hintergrundpathologie mit sich bringen.
Im Mesenterium war eine steigende Inzidenz der histopathologischen Befunde mit zunehmender Applikationsdauer zu beobachten. Dabei waren Art oder Schweregrad der Befunde weder dosis- noch zeitabhängig. Histopathologische Veränderungen zeigten sich auch nach dem Einsatz suprapharmakologischer Dosierungen von PDE4-Inhbibitoren anderer Klassen wie Rolipram, Roflumilast, CI-1044 oder SCH 351591 (LARSON et al. 1996; DAGUES et al. 2007a; DAGUES et al. 2007b; ZHANG et al.
2008; WEAVER et al. 2008; WEAVER et al. 2010; PETER et al. 2011).
Bei diesen Veröffentlichungen zeigt sich ein klarer Zeitverlauf. Es kann vermutet werden, dass primär die interstitielle und/oder perivaskuläre Entzündung vorhanden ist und die Gefäßläsion sekundär entsteht. Das histologische Bild der perivaskulär bis diffusen interstitiellen Entzündung sowie das Auftreten der Panarteritiden in nur einigen mit der hohen Dosis behandelten Tieren unterstützen dies. Auch die eigenen Daten zeigen Gefäßwandläsionen nur bei wenigen Tieren, aber immer im Zusammenhang mit einer mittel- bis hochgradigen perivaskulären oder interstitiellen Zellinfiltration. Handelte es sich bei der Gefäßläsion um eine Panarteritis zeigte sich sogar ein etwas anderes Zellbild mit mehr neutrophilen Granulozyten als mononukleären Zellen.
Die Pathogenese der PDE4-Inhibitor-induzierten Entzündungen, welche das Interstitium und die Gefäße des Mesenteriums betreffen, ist unklar. Substanzinduzierte Gefäßläsionen können verschiedene Ursachen haben. Es wurden 3 mechanistische Hauptwege herausgestellt: 1. Biomechanische Verletzungen als Folge von veränderten Gefäßwandspannungen und Scherkräften; 2. direkte Toxizität durch pharmakologische oder chemische Beeinträchtigungen und 3. Verletzungen durch einen immunologischen oder inflammatorischen Mechanismus (KERNS et al. 2005).
Die Tatsache, dass sich Gefäßläsionen (und auch perivaskuläre Infiltrationen) in der Doktorarbeit immer an der A. mesenterica cranialis und deren Aufzweigungen zeigten, spricht für den ersten Ansatz der veränderten Scherkräfte. Die Gefäßwand der A.
mesenterica cranialis enthält weniger stützendes Bindegewebe als elastische Fasern, was dazu führt, dass sich Veränderungen in der Hämodynamik besonders auswirken.
Belegt wird dies durch Untersuchungen von KORKMAZ et al. (2009), die zeigten, dass suprapharmakologische Dosierungen von CI-1044 zu einem erhöhten mesenterialen Blutfluss mit Gefäßveränderungen und perivaskulären Entzündungen führten. Es könnte also vermutet werden, dass allein schon eine hämodynamische Belastung rein mechanisch zu Gefäßnekrosen führt. Ebenfalls nicht auszuschließen ist eine direkt inflammatorische Modulation durch BYK199404, die zu einer IL-6-Ausschüttung der Endothelzellen des Mesenteriums führt. IL-6 als pluripotentes Zytokin kann eine Reihe von hämatopoetischen Zellen beeinflussen und proinflammatorisch wirken
(BERTAGNOLLI et al. 1991; ASSIER et al. 2010). Unterstützt wird diese Vermutung durch die eigenen Daten der In-vitro-Versuche, welche eine BYK199404-induzierte IL-6-Ausschüttung an Rattenendothelzellen gezeigt haben.
Vermutlich ist das Geschehen insgesamt multifaktoriell, und es spielen mehrere Ursachen eine Rolle. Dabei variiert der Ausprägungsgrad je nach PDE4-Inhibitor abhängig von Dosis, Applikationsdauer, Untersuchungszeitpunkt und verwendetem Rattenstamm.