In-vivo-Untersuchungen zur Rolle von Prostaglandinen (PGE2/PGF2 alpha) bei der Regulation der Corpus luteum Funktion beim Hund

Abstract

Der domestizierte Hund gehört zu den monoöstrischen, in der Regel asaisonalen, spontan ovulierenden Spezies. Der canine Zyklus unterscheidet sich deutlich von dem anderer Haussäugetiere. So ist die luteale Lebensspanne von graviden und ingraviden Hündinnen fast identisch und wird bei der ingraviden Hündin nicht durch ein Luteolysin uterinen Ursprungs beendet.In der frühen Lutealphase der Hündin, während der höchsten steroidogenen Aktivität, ist das Corpus luteum unabhängig von gonadotropinen Stimuli hypophysären Ursprungs. In dieser Phase des Zyklus konnten Kowalewski et al. (2006; 2008a) eine erhöhte Expression der Cox2 und der Prostaglandin-E-Synthase im CL nachweisen, was zu der Hypothese führte, dass PGE2 in dieser frühen Phase als luteotroper Faktor fungieren könnte. Im Sinne dieser Hypothese konnte in In-vitro-Untersuchungen mit caninen Luteinzellen ein Anstieg der steroidogenen Aktivität nach einer Behandlung mit PGE2 aufgezeigt werden (Kowalewski et al., 2013).Zur weiteren Verifizierung dieser Hypothese an einem In-vivo-Modell wurden in vorliegender Studie Hündinnen mit einem Cox2-Hemmer behandelt mit dem Ziel, die Aktivität der endogenen Cox2 zu hemmen und mögliche Beeinträchtigungen der CL-Funktion zu erfassen.Dazu wurden 31 Hunde in eine Kontroll-(KG) und eine Behandlungsgruppe (BG) unterteilt. Beginnend mit dem Tag der Ovulation wurden den Tieren der BG täglich 10 mg/kg KGW des Cox2-Hemmers Firocoxib (Previcox®,Fa. Merial, Lyon, F) per os verabreicht (doppelte therapeutische Dosierung); bei beiden Gruppen erfolgten Blutentnahmen in zwei-tägigen Abständen. Eine Ovariohysterektomie wurde an Tag 0 (Tag der Ovulation; 3Hündinnen), Tag 5 (BG = 4 Hündinnen; KG = 5 Hündinnen), Tag 10 (BG = 3 Hündinnen; KG = 3 Hündinnen), Tag 20 (BG = 2 Hündinnen, KG = 3 Hündinnen) und Tag 30 post ovulationem (BG = 5 Hündinnen, KG = 3 Hündinnen) durchgeführt. P4 wurde mittels RIA gemessen, die Metaboliten von PGF2alpha und PGE2 mittels eines kommerziellen EIA-Kits (Cayman Chemical Company). Das Lutealgewebe wurde immunohistochemisch auf eine Expression von Cox2 und Ki67-Antigen untersucht, an Haematoxillin-Eosin gefärbten Schnitten erfolgte die Ausmessung der Fläche der Luteinzellkerne bei 400-facher Vergrößerung.Die Fläche der Luteinzellkerne erwies sich in der BG als signifikant (p < 0,0001) kleiner als in der KG. Die Progesteronwerte folgten dem erwarteten zyklischen Muster, wobei die Werte in der Behandlungsgruppe tendenziell niedriger waren als in der Kontrollgruppe. Zwischen der Größe der Luteinzellkernfläche und den P4-Werten zeichnete sich eine positive Korrelation ab. Es konnten keine Unterschiede in der Expression von Cox2 und Ki67-Antigen zwischen den beiden Gruppen festgestellt werden. Die Konzentrationen der Metaboliten von PGF2alpha und PGE2 waren in der BG signifikant höher als in der KG.Eine Behandlung mit dem selektiven Cox2-Hemmer Firocoxib während des ersten Drittels des Diöstrus bei der Hündin führte zu einer signifikanten Reduktion der Größe der Luteinzellkernflächen und folglich einer verminderteten steroidogenen Aktivität, was sich auch an den verminderten P4-Konzentrationen zeigte. Diese Ergebnisse geben weitere Hinweise einer luteotropen Rolle von PGE2 in der frühen Phase des Diöstrus der Hündin. The domestic dog is a monoestrus, non-seasonal breeder with a long period of luteal activity (dioestrus). The regulatory mechanisms of the canine cycle strongly differ from those of other domestic animal species. In the early luteal phase during the highest proliferative and steroidogenic activity, the canine corpus luteum is largely independent of pituitary support. During this period a significantly elevated expression of Cox2 and of prostaglandin-E-synthase could be documented by Kowalewski et al. (2006; 2008a).This indicates a likely role of prostaglandin E2 as a luteotropic factor during this period of cycle, a hypothesis supported by In vitro data showing an increase in steroidogenic activity in canine luteal cells in response to treatment with PGE2 (Kowalewski et al., 2013).To verify the In vitro observations of a luteotropic activity of PGE2, in the present study, bitches were treated with a selective Cox2 inhibitor in order to block endogenous Cox2 activity and to test for effects on CL function. Starting with the day of ovulation, dogs of the TG-group were treated dayly with the Cox2-inhibitor firocoxib (Previcox®, Merial, Lyon, F) in a dose of 10 mg/kg bw (double of recommended dose); blood samples were collected in two day intervals. Thirty-one dogs were divided into a control group (CG) and a treatment group (TG). Dogs were consecutively ovario-hysterectomized on day 0 (day of ovulation; 3 dogs), day 5 (TG = 4 dogs, CG = 5 dogs), day 10 (TG = 3 dogs, CG = 3 dogs), day 20 (TG = 2 dogs, CG = 3 dogs) and day 30 after ovulation (TG = 5 dogs, CG = 3 dogs). Progesterone (P4) was measured via radioimmunoassay (RIA), prostaglandin F2alpha- and prostaglandin E2 metabolites with a commercial enzyme immunoassay kits (Cayman Chemical). Expression of Cox2 and Ki67 antigen was assessed by immunohistochemistry. Haematoxilin-eosin (HE) stained slices with luteal tissue were used to measure sizes of luteal cell nuclei. Size of luteal cell nuclei was significantly (p < 0.0001) reduced in the TG. Course of P4 values followed the expected cyclic pattern with a tendency to be lower in the treatment group. There was a positive correlation between size of nuclei and P4-secretion. Expression of Cox2 and Ki67 antigen was not different between the two groups. PGF2alpha and PGE2-metabolite concentrations were significantly higher in the treatment compared to the control group. Treatment with a selective Cox2 inhibitor during the first third of dioestrus significantly reduced size of luteal cell nuclei and consequently diminished P4 secretion, as also indicated by the reduced values in the TG. These results are consistent with a luteotropic role of PGE2.