Filariosen der Augen: zur Problematik der Tiermodelle

Zusammenfassung

12 Kleinnager (Mastomys natalensis und Meriones persicus) wurden mit L₃-Larven von Litomosoides carinii oder Dipetalonema viteae infiziert. Als Ausdruck der gelungenen Infektion fanden sich ca. 80 Tage p. i. Mikrofilariendichten (L₁-Larven) im peripheren Blut zwischen 48 und 69 × 10³ pro ml Blut. Die Tiere wurden seziert und die Augen (Kornea, Iris, Ziliarkörper, Bulbuswand, Sehnervenstumpf mit Papille) sowie weitere Organe (Haut, Gehirn, Leber, Herz- und Skelettmuskulatur, Niere, Zwerchfell, Lunge) elektronenmikroskopisch untersucht. 8 der 12 infizierten Kleinnager, die für diese Filarien spezifische Wirte darstellen, wurden vor der Sektion kurzfristig mit den Filariziden Diaethylcarbamazin und Metrifonat behandelt. Elektronenmikroskopisch konnten wir bei den unbehandelten Tieren Mikrofilarien in den Gefäßen der hinteren Augenabschnitte (Chorioidea und Retina) nachweisen. Unter Therapie konnten im Auge keine Wurmlarven nachgewiesen werden. In den Blutkapillaren und im Interstitium anderer Organe fanden sich jedoch degenerierte Mikrofilarien. Außerdem beobachteten wir einzelne Larven intrazellulär (Leber, Muskulatur). Diese Mikrofilarien weisen im Vergleich zu den extrazellulären deutlich weniger Läsionen auf. Möglicherweise entziehen sie sich so der Filarizid-Einwirkung. Unbekannt ist bisher, ob ähnliche Phänomene bei humanpathogenen Filarien auftreten.

Dieses Tiermodell mit den Nagerfilarien D. viteae (ungescheidete Mikrofilarien) und L. carinii (gescheidete Mikrofilarien) und den spezifischen Wirten (Kleinnagern) eignet sich zum Studium der Pathogenese von Augenveränderungen, die durch vorwiegend im Blut zirkulierende Mikrofilarien hervorgerufen werden (Loa, Wuchereria). Ein Einfluß der Mikrofilarienscheide auf die Fähigkeit zu okulärer Penetration und Schädigung konnte bei unseren Versuchen nicht nachgewiesen werden.

7 Kaninchen wurden Mikrofilarien von D. viteae (0,3 ml einer in Ringerlösung suspendierten L₁Larvenkonzentration von 137000/ml) in verschiedene Augenabschnitte injiziert (subkonjunktival, Vorderkammer, Glaskörper). 6 Kaninchen wurden jeweils 0,3 ml einer mikrofilarienhaltigen Ringerlösung von L. carinii (Konzentration: 612000 L₁-Larven/ml) in verschiedene Augenabschnitte injiziert (subkonjunktival, Vorderkammer, Glaskörper).

Die Sektionen der Kaninchen erfolgten 1-58 Wochen nach der Larvenapplikation. Histologisch und elektronenmikroskopisch wurden die gleichen Organe wie bei den Kleinnagern untersucht. In diesen unspezifischen Wirten (Kaninchen) überlebten die injizierten Mikrofilarien nur wenige Tage. Klinisch registrierten wir zwar Augenveränderungen wie bei der Onchozerkose (z. B. Iritis mit Sekundärglaukom) ; diese Schädigungen traten jedoch akut nach der Injektion auf und müssen als eine Reaktion auf das applizierte Fremdeiweiß (Larven) gedeutet werden. Dieses Tiermodell mit der Inokulation von Mikrofilarien in Augen von unspezifischen Wirten eignet sich nicht zum Studium onchozerkosebedingter Augenläsionen. Ob es sich um Mikrofilarien von O. volvulus, D. viteae oder L. carinii handelt, dürfte von untergeordneter Bedeutung sein. Entscheidend für das Ausmaß dieser unspezifischen Entzündungsreaktionen ist vermutlich die Menge des applizierten Fremdeiweißes.

Summary

Twelve rodents (Mastomys natalensis and Meriones persicus) were infected, with L₃larvae of Litomosoides carinii and Dipetalonema viteae. Eighty days after infection the number of microfilariae (L₁larvae) was determined by smears from the peripheral venous blood. It was found that there were 48 and 69 × 10³microfilariae per ml blood. The hosts were killed and the eyes (conjunctiva, cornea, uvea, posterior part of the globe, optic nerve) as well as other organs (skin, brain, liver, heart and skeletal muscles, kidney, diaphragm and lung) were embedded for electron microscopic studies. Eight of the infected rodents, which are the specific hosts for these filariae, had been treated before the dissection with metrifonate (3 × 100 mg/kg) or diethylcarbamazine (3 × 250 mg/kg). These dosages led to be disappearance of mircofilariae from the peripheral venous blood.

In untreated controls microfilariae were found in the vessels of the chorioidea and retina, whereas after therapy there was no trace of these larvae in the eye. However, in the capillaries and in the interstitial space of other organs numerous degenerating microfilariae were observed. Furthermore, some larvae were seen intracellularly in liver and muscles. These intracellular stages had fewer or even no lesions compared to the extracellular ones, suggesting that they might escape the activity of the drugs. It is unknown wether similar phenomena occur in worms pathogenic to man.

These laboratory models using the filariae of rodents (D. viteae with unsheathed and L. carinii with sheathed microfilariae) are very helpful for studying the pathogenic effects in eyes caused by microfilariae which circulate in the blood stream (Loa, Wuchereria). In the authors' experiments no effect of the sheath on the ability to penetrate and damage the eye could be demonstrated.

In 7 rabbits various regions of the right eye (subconjunctival space, anterior chamber, vitreous) were inoculated with about 42,000 microfilariae (L₁) of D. viteae. In 6 other rabbits the same regions of the eye were inoculated with 200,000 microfilariae each (L₁) of L. carinii. The rabbits were dissected 1-58 weeks after inoculation. The same organs as in the rodents were studied by means of light and electron microscopy. In the nonspecific hosts (rabbits) the microfilariae survived only a few days. It was found that the same clinical manifestations as in onchocercosis occurred in the eyes of these infected animals (i.e., iritis with glaucoma). However, these lesions should be interpreted as a reaction to the liberation of huge amounts of proteins (microfilariae). This laboratory model, using the inoculation of microfilariae into the eyes of unspecific hosts does not seem suitable for studies of eye lesions caused by onchocercosis.