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Pharmacological studies of bronchial constriction inhibited by parasympatholytics and cilomilast using equine precisioncutlung slices

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 123, 229-235

DOI: 10.2376/0005-9366-123-229

Publiziert: 05/2010

Summary

Equine precision cut lung slices (PCLS) were used to evaluate the ability of several pharmacologic compounds, parasympatholytics atropine, ipratropium, tiotropium and phosphodiesterase (PDE) 4-inhibitor cilomilast, to inhibit methacholine (MCh) induced bronchial constriction. The study war performed using vital lung samples from 20 horses, harvested immediately after euthanasia and lung examination. Tissue samples from the cranial, caudal and accessory lobe were taken for histological examination. Viability in PCLS of 250 ± 20 amp;#956;m was confirmed by observation of cilia movement and bronchial contraction in response to the addition of increasing concentrations of MCh (10–8 to 10–4 mol/l). Washing in pure RPMI-medium resulted in bronchial reopening. After incubation (20 minutes in an RPMIsolution containing cilomilast (10–5 mol/l), atropine, ipratropium or tiotropium (10–7 mol/l) each group (randomized, placebo controlled) was treated with MCh again. After reopening the unaffected viability of the PCLS was confirmed by the addition of MCh. EC50 values were calculated from bronchial cross-sections for each contraction. EC50 values significantly increased after atropine, ipratropium and tiotropium addition. No difference was found for cilomilast and in control slices. Statistical analysis showed a large interindividual, but a small intraindivual variability. No correlation was found between the clinical examination, histological findings and PCLS‘ responsiveness. We were able to confirm Vietmeier’s (2007) values for the responsiveness of equine PCLS to MCh and to proof the effect of several new bronchodilatators using a new technique that allows the assessment of several substances in the same horse.
lung
methacholine
ipratropium
tiotropium
atropine
PDE4-inhibitor

Zusammenfassung

An Precision Cut Lung Slices (PCLS) des Pferdes wurde die Fähigkeit verschiedener pharmakologischer Substanzen, der Parasympatholytika Atropin, Ipratropium und Tiotropium sowie des Phosphodiesterase (PDE)4-Inhibitors Cilomilast, hinsichtlich ihrer hemmenden Wirkung auf eine durch Methacholin (MCh) induzierte Bronchokonstriktion untersucht. Die Untersuchung erfolgte an vitalen Lungenproben von 20 Pferden, die unmittelbar nach der Euthanasie und einer Lungenuntersuchung entnommen wurden. Für die histologische Untersuchung wurden weitere Gewebeproben aus Lobus cranialis, caudalis und accessorius der rechten Lunge entnommen. Die Vitalität der 250± 20 amp;#956;m dicken PCLS wurde anhand des Zilienschlages und der Bronchokonstriktion, induziert durch steigende Konzentrationen von Methacholin (10–8 zu 10–5 mol/l), überprüft. Durch Waschen in reinem RPMI-Medium fand eine Wiederöffnung der Bronchien statt. Nach Inkubation (20 min) in einer RPMI-Lösung versetzt mit Cilomilast (10–5 mol/l), Atropin, Ipratropium oder Atropin (10–7 mol/l) wurde jede Gruppe (randomisiert und Placebo-kontrolliert) erneut mit MCh behandelt. Nach erneuter Wiederöffnung wurde die Vitalität der PCLS erneut durch die Zugabe von MCh kontrolliert. EC50 Werte wurde anhand des Bronchuslumens für die jeweilige Kontraktion errechnet. Die EC50 Werte stiegen signifikant nach Zugabe von Atropin, Ipratropium und Tiotropium. Bei den Cilomilast- und Kontrollschnitten wurde keine signifikante Veränderung festgestellt. Die statistische Auswertung zeigte eine große interindividuelle, aber eine kleine intraindividuelle Variabilität. Zwischen den klinischen und histologischen Befunden sowie den jeweiligen EC50 Werten der untersuchten Substanzen bestand kein Zusammenhang. Wir konnten Vietmeiers (2007) Werte für die Ansprechbarkeit equiner PCLS auf MCh bestätigen und den Effekt verschiedener neuer Bronchodilatatoren mit einer neuen Methodik nachweisen, die die Untersuchung mehrerer Substanzen parallel an einem Pferd erlaubt.
Lunge
Methacholin
Ipratropium
Tiotropium
Atropin
PDE4- Inhibitor

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