Inhaled Interleukin-10 before and after induction of experimental endotoxemia in the rat : effects on the inflammatory response

To determine the effects of inhaled IL-10 at different doses and different time points on the pulmonary and systemic inflammatory response during endotoxemia, 48 ventilated, anaesthetized rats (mean body weight ± standard deviation, 500 ± 33g) were randomly assigned to six groups (n = 8, each). Interleukin-10 was nebulised either prior to or following the intravenous injection of LPS (5mg/kg) at two doses (5.0 mycro-g or 0.5 mycro-g) in our groups. Eight rats received the same insult with no further treatment (LPS-only group). Another eight rats served as controls without endotoxemia but with aerosolized phosphate-buffered saline, the solvent of IL-10 (Sham group). Concentrations of TNF-alpha, IL-1beta, IL-6, and IFN-gamma were analyzed in plasma and bronchoalveolar lavage fluid (BALF). In addition, the nitrite release from ex-vivo cultured alveolar macrophages was determined. As compared to the LPS-only group, the concentrations of the proinflammatory cytokines TNF-alpha, IL-1beta, IL-6, and IFN-gamma in plasma were significantly reduced in the group, which inhaled 5 mycro-g IL-10 before LPS injection (p< 0.0125). Spontaneous nitrite release from exvivo cultured alveolar macrophages was suppressed in this group (p< 0.0125). Inhalation of 0.5 mycro-g IL-10 before LPS injection and both dosages of IL-10 inhalation (5 mycro-g or 0.5 mycro-g) after LPS injection did not significantly influence either inflammatory cytokine concentrations in BALF, in plasma or the nitrite release from ex-vivo cultured alveolar macrophages. In this study, inhaled IL-10 only demonstrated anti-inflammatory effects when it was administered at 5 mycro-g prior to the induction of experimental endotoxemia. Interleukin-10 aerosol had no effect when it was given either following induction of endotoxemia or given at a lower dosage (which here was 0.5 mycro-g) either before or following injection of lipopolysaccharide.Das "Acute Respiratory Distress Syndrome" (ARDS) ist eine akut auftretende, überwiegend Sepsis-induzierte, inflammatorische Erkrankung der Lunge mit hoher Letalität. Ein komplexes Netzwerk aus Zytokinen und anderen proinflammatorischen Mediatoren unterhält die pulmonale Entzündungreaktion. Dem Zytokin Interleukin-10 (IL-10) könnte in diesem Zusammenhang aufgrund seines spezifisch antiinflammatorischen und immunmodulierenden Wirkspektrums eine therapeutische Bedeutung zukommen. In tierexperimentellen Untersuchungen konnten die protektiven Wirkungen von systemisch appliziertem Interleukin-10 bezüglich verringerter Wirkspiegel proinflammatorischer Mediatoren sowie des Überlebens der Versuchstiere bei Sepsis belegt werden. In einer Untersuchung an ARDS-Erkrankten wiesen Patienten, deren bronchoalveoläre Lavage (BAL) hohe Konzentrationen an Interleukin-10 enthielt, eine signifikant niedrigere Letalität auf als Patienten mit niedriger IL-10-Konzentration. Die Inhalation von IL-10 über den Luftweg könnte lokal in der Lunge die Freisetzung von Entzündungsmediatoren verringern und so den Verlauf eines ARDS positiv beeinflussen. Im Rahmen einer bereits durchgeführten Studie der eigenen Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass die Inhalation von IL-10 (0.19 mycro-g/Tier) vor Induktion einer experimentellen Endotoxinämie (Beobachtungszeitraum 6h) zur signifikanten Reduktion proinflammatorischer Zytokine im Plasma sowie der BAL führte. Daneben bewirkte IL-10 Aerosol eine signifikante Verringerung der Nitritproduktion aus ex vivo kultivierten Alveolarmakrophagen (AM). Mit der vorliegenden Studie sollte untersucht werden, ob vernebeltes IL-10 auch in einer geringeren Dosierung als in der ersten Studie angewandt antiinflammatorisch wirksam ist. Daneben sollte geklärt werden, ob der Zeitpunkt der Applikation des IL-10 Aerosol relevant ist. Konkret sollte untersucht werden, ob die Inhalation von IL-10 erst nach Induktion der experimentellen Endotoxinämie ebenfalls antinflammatorisches Potential besitzt. Die Generierung und Verneblung des IL-10 Aerosols erfolgte in der vorliegenden Untersuchung mittels eines speziell für diesen Einsatz von der eigenen Arbeitsgruppe entwickelten und charakterisierten Verneblersystems. Der Vernebler produziert stabil Aerosopartikel, deren Größenverteilung (rund 2 mycro-m) mit hoher Wahrscheinlichkeit in alvelären Bereichen deponiert. Die alveoläre Depositionsfraktion des Verneblers beträgt rund 4% und liegt damit in einem Bereich, der aus der Humanmedizin für die Verneblung bei intubierten Patienten bekannt ist. An 48 narkotisierten, kontrolliert beatmeten Ratten wurde die antiinflammatorische Wirkung eines IL-10-Aerosols untersucht. Die Induktion des experimentellen Lungenschadens erfolgte durch intravenöse Injektion von Endotoxin (Lipopolysaccharid; LPS, in einer Dosierung von 5mg/kg). Als löslicher Bestandteil der Membran gram-negativer Bakterien führt LPS über die Freisetzung proinflammatorischer Substanzen zu entzündlichen Reaktionen, die lokal beschränkt oder auch systemisch auftreten können. Bei Versuchstieren unterschiedlicher Spezies bewirkt die systemische Applikation von LPS pulmonale Veränderungen, die denen des septisch bedingten ARDS des Menschen qualitativ entsprechen. Die Tiere wurden zufällig in eine der sechs Versuchsgruppen eingeteilt (je n=8): Die LPS-Gruppe erhielt eine LPS-Injektion (5 mg/kg/KG) ohne anschließende therapeutische Intervention. Die mit IL-10 behandelten Tiere erhielten das IL-10-Aerosol entweder vor oder nach Induktion der experimentellen Endotoxinämie nach unten genanntem Protokoll. In einer Kontroll (Sham)-Gruppe wurde die Auswirkung von Narkose, chirurgischer Präparation, Beatmung und Aerosolapplikation (IL-10-Trägerlösung; phosphatgepufferte Kochsalzlösung) evaluiert. Neben der in vivo Beobachtung von Hämodynamik (Herzfrequenz, mittlerer arterieller Blutdruck), Lungenmechanik, arteriellen Blutgasen und Blutbild, untersuchten wir anhand von Blutproben und einer Bronchoalveolären Lavage (BAL) die systemische und pulmonale Inflammation (inflammatorische Zytokine TNFalpha, IL-1beta, IL-6 und IFNgamma in Plasma und BAL). Die Verneblung von IL-10 erfolgte in zwei Dosierungen und zu zwei Zeitpunkten: in einer Gruppe wurde IL-10 in einer Dosierung von 5.0 mycro-g (0.19 mycro-g/Tier) vor, und in einer weiteren Gruppe nach Induktion der experimentellen Endotoxinämie vernebelt. In zwei weiteren Versuchgruppen wurde IL-10 in einer Dosierung von 0.5 mycro-g (0.019 mycro-g/Tier) ebenfalls vor sowie nach Injektion von LPS vernebelt. Die Endotoxinämie führte nur zu geringen Verschlechterungen der klinischen Parameter, aber sowohl pulmonal (BAL) als auch systemisch (Plasma) zeigte sich ein Anstieg proinflammatorischer Mediatoren. Gegenüber den Tieren, deren Endotoxinämie unbehandelt blieb, bewirkte nur die Inhalation von IL-10 in der höheren Dosierung (5 mycro-g) das signifikante Abfallen der proinflammatorischen Zytokine TNFalpha, IL-1beta, IL-6 und IFNgamma im Plasma sowie der Freisetzung von Nitrit aus kultivierten AM. IL-10 Aerosol hatte in keiner Dosierung respektive zu keinem Applikationszeitpunkt antiinflammatorische Effekte auf die Zytokinkonzentrationen in der BAL. Die präemptive Vernebelung von IL-10 in einer Dosierung von 5 mycro-g (0.19 mycro-g/Tier) vor Induktion einer experimentellen Endotoxinämie zeigte sowohl auf die AM Kultur als auch systemisch (Plasma) antinflammatorisches Wirkprofil. Demgegenüber zeigte IL-10 keine antinflammatorische Effekte, wenn es erst nach Injektion von LPS oder aber in geringerer Dosierung vernebelt wurde. Zur antiinflammatorischen Therapie der experimentellen Endotoxinämie durch LPS Injektion in der Spezies Ratte erscheint IL-10 Aerosol nur wirksam, wenn es in ausreichender Dosierung (5 mycro-g) sowie vor Injektion von LPS appliziert wird

Diagnostische Wertigkeit des 1 molaren Kontrastmittels Gadovist® für die kontrastmittelverstärkte MR-Angiographie (CE-MRA) bei Stenosen der Beckenarterien im Vergleich zum Goldstandard i.a.-DSA

Eine intraindividuelle Vergleichsstudie evaluierte die CE-MRA mit 1M Gadovist®, mit 0,5M Magnevist® und die i.a.-DSA zur Diagnostik von Stenosen der Beckenarterien. 14 Patienten erhielten eine i.a.-DSA, eine CE-MRA mit Gadovist® randomisiert in drei Dosierungen (0,05, 0,15 und 0,25 mmol/kg KG; body-phased-array Spule) und mit Magnevist® (0,1 mmol/kg KG; Körper-Spule). Gadovist® zeigte in den Dosierungen 0,15 und 0,25 mmol/kg KG ein signifikant höheres Enhancement (146% und 134%) im Vergleich zum Magnevist®. Mit steigender Dosierung des Gadovist® von 0,05 auf 0,15 mmol/kg KG nahm das Enhancement signifikant zu (170%). Die Übereinstimmung zur i.a.-DSA war für Gadovist® in den Dosierungen von 0,15 und 0,25 mmol/kg KG gut (κ=0,69), für Magnevist® akzeptabel (κ=0,58). Die Sensitivität für Gadovist® betrug 88,9–100%, für Magnevist® 80%. 1M Gadovist® in der Dosierung von 0,15 mmol/kg KG steigerte im Vergleich zum 0,5M Magnevist® das Enhancement und die Übereinstimmung mit der i.a.-DSA

Neue Heparinbestimmung im klinischen Test : eine Lichtstreu-Messmethode im "point-of-care"-Einsatz erhöht die Sicherheit für die Patienten

Heparine sind die am häufigsten verwendeten Medikamente zur Kontrolle der Blutgerinnung. In hoher Dosierung werden sie in der Herzchirurgie eingesetzt, um Blutgerinnseln während einer Operation vorzubeugen. Ein am Institut für Biophysik entwickeltes Messverfahren erlaubt eine direkte und schnelle Messung des Heparinspiegels während des Eingriffs

Rezepturoptimierung für kieselsäureverstärkte Naturkautschukmischungen

The rubber formulation plays a significant role in the properties of NR compounds filled with silica. In this work, the influences of various silicas, silane coupling agents and diphenylguanidine (DPG) on the properties of compounds and vulcanizates, i. e. cure characteristics, Mooney viscosity, flocculation kinetics, bound rubber content, Payne effect, tan δ at 60 °C, tensile and tear properties are investigated. The results demonstrate that compound viscosity and curing behavior, as well as vulcanizate properties of the silica-filled NR are much improved by incorporating silane coupling agents. Bis-triethoxysilylpropyltetrasulfide (TESPT) clearly gives better overall properties than the disulfide-based silane (TESPD), except for scorch safety. DPG acts as a synergist to sulfenamide primary accelerators, as well as activator for the silanization reaction. Highly dispersible (HD) silicas can significantly enhance the degree of dispersion, and so lead to higher filler-rubber interaction. As a consequence, the HD silicas provide better dynamic and mechanical properties for filled NR vulcanizates compared to conventional (CV) counterparts. The optimal quantities of both, silane coupling agent and DPG, required in the formulation are correlated to the cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) specific surface area of the silicas. Furthermore, the results reveal that the silica structure as characterized by the dibutylphthalate (DBP) adsorption also strongly influences the reinforcing efficienc

Vinasse: an alternative to lime sulphur for flower thinning?

Thinning trials with vinasse in comparison to lime sulphur were carried out for 4 years at different sites in South Tyrol. Beside the thinning effect, the influence on fruit quality, phytotoxic damage on the leaves and the return bloom of treated trees were evaluated. Depending on the dosage the vinasse treatments showed a good thinning effect, but russetting and leave damages were significantly higher in comparison to lime sulphur. Return bloom of vinasse treated trees was lower than of those treated with lime sulphur. In conclusion, vinasse treatments can not substitute lime sulphur for flower thinning in organic apple orchards

Erfahrungen mit der intravenösen Allgemeinanästhesie mittels Ketamin/Azaperon bei der chirurgischen Ferkelkastration

In Austria male piglets are routinely castrated to prevent sexual odor ("boartaint"). European stakeholders of agriculture assume that surgical castration of pigs without anesthesia could be banned by 2018. The aim of this research work is to determine the practicability of piglet castration by intravenous injection method. In total, 353 piglets were castrated at an average age of about 24 days. In the course of investigations, the initial dose was increased slightly. The quality of castration was assessed during castration based on defensive movements and vocalization of piglets. Piglets received a weight-dependent application of the anesthetic (mg/kg) and after castration they were separated in the creep area for about one hour. There was a difference between the two doses. Independent of the dose 97 % of the piglets were assessed excellent or satisfying concerning anesthesia and overall assessment of the castration. The costs of drug vary, depending on weight from 15 to 20 cents/kg live weight and the vet bills amount to € 2/piglet

Soziale Situationen als experimentelle Bedingungen der Pharmakopsychologie

Summary (Social Situations as Experimental Conditions in Psychopharmacology): To reduce a great variability of drug effects in healthy subjects, stress conditions are used often in pharmacopsychology. However, empirical results show that the desired stress effects are failing. This paper suggests to realize social stress Situations as interactions between subjects, expecting higher challenging effects than experimentator-subject-interactions, usually used in experimental designs. Two experimental studies are reported: the call-upsituation and the group-therapy situation. The experimental effects were measured by changes of pulse-frequencies. The results indicate that in the two situations high and low dosages of tranquilizing drugs lead to comparable (and so predictable) effects only, if a Situation is high challenging for the experimental subjects. The call-up situation, which proves performance, challenges male subjects highly. The emotional or social competence demanding group-therapy situation is a high challenging situation for warnen. It is concluded that no situation is stressing a person generally. Depending from personality characteristics, differential stressor effects appear. Consequences for experiments in pharmacopsychology are discussed