Pharmakologische Keloidtherapie im Tiermodell

Zusammenfassung

Fragestellung: Trotz der weit verbreiteten Inzidenz von fibroproliferativen Hauterkrankungen gibt es keine Einigung über deren Therapie der Wahl. Da Keloidgewebe nur im menschlichen Organismus vorkommt, fehlte bislang ein geeignetes experimentelles Modell zur Untersuchung der Effekte von verschiedenen Therapiemodalitäten in vivo. In der vorliegenden Studie wurde der Effekt von drei pharmakologischen Substanzen auf humane Keloidimplantate in einem Versuchsmodell mit athymischen Mäusen verglichen. Material und Methode: Keloidgewebe von 10 Patientinnen wurde in 54 männliche, athymische, homozygote Mäuse implantiert. Die Tiere wurden in 4 Gruppen inklusive einer unbehandelten Kontrollgruppe eingeteilt. Tiere aus den einzelnen Versuchsgruppen erhielten entweder Colchicin, Nicardipin oder Triamcinolon transdermal in das Keloidgewebe oder intraperitoneal. Die Gewebeproben von jeweils 5 Mäusen wurden nach einem festen Zeitplan am Tag 28, 42 und 56 nach Implantation explantiert und mithilfe verschiedener histologischer Techniken untersucht. Dazu gehörte neben Standardfärbungen auch die Immunhistochemie. Die Feucht- und Trockengewichte der Keloidstücke wurden erfasst und analysiert. Ergebnisse: Wir fanden statistisch signifikante Veränderungen hinsichtlich der sinkenden Feucht- und Trockengewichte der Implantate in der mit Colchicin behandelten Gruppe. Darüber hinaus wurde durch Colchicin im Vergleich mit der Kontrollgruppe und den anderen Versuchsgruppen die Dichte von Fibroblasten und Endotheliumzellen reduziert. Die Triamcinolon-Gruppe zeigte teilweise signifikante Gewichtsabnahmen der Implantate im Vergleich zur Kontrollgruppe, wogegen wir keine signifikanten Effekte der Nicardipin-Behandlung finden konnten. Ein Einfluss des Wirtsorganismus konnte ausgeschlossen werden, da es keine Zeichen von Abstoßungsreaktion oder entzündlichen Infiltraten gab. Schlussfolgerung: Unsere Studie repräsentiert den erfolgreichen Versuch, ein standardisiertes Modell zur vergleichenden Untersuchung von Keloidgewebe in vivo zu kreieren. Der Effekt von Colchicin hinsichtlich der Hemmung von proliferativer Fibroblastenaktivität konnte gezeigt werden. Das untersuchte Studienmodell erlaubt einen direkten Vergleich von implantiertem, vaskularisiertem Keloidgewebe und dessen Reaktion auf verschiedene Substanzen ohne den unerwünschten Einfluss von zahlreichen unbekannten Variablen im menschlichen Organismus.

Abstract

Purpose: In spite of the high incidence of dermal fibroproliferative disorders, there is no agreement about the treatment of choice. Due to the inability of animals to produce keloid tissue, a standardised model to study the effects of different treatment modalities in vivo is lacking. Therefore, a comparative study on the effect of three pharmacological agents was conducted with human keloid implants in an athymic mouse model. Material and Methods: Cubic keloid tissue blocks from 10 human volunteers were implanted in 54 male, athymic, homozygotic mice. The animals were divided into 4 groups, including an untreated control group. Members of each section received either colchicine, nicardipine or triamcinolone applied transdermally into the keloid tissue or into the peritoneum. The tissue specimens of 5 mice each were explanted according to a predetermined time schedule on days 28, 42 and 56 post-implantation and examined using various histological techniques including standard dye and immune histochemistry. The freeze-dried and moist weights of the keloid tissue were determined and analysed. Results: Statistically significant changes regarding declining weight parameters were seen in the colchicines-treated group. Moreover, the densities of fibroblasts and endothelial cells were significantly reduced through colchicines treatment when compared to the control group and the groups treated with the other agents. The triamcinolone group also showed partially significant changes of weight compared to the control group, whereas no statistically significant effect of nicardipine on any parameter was found. Any influence of the host organism could be excluded as there were no signs of rejection or lymphocytic infiltration. Conclusion: Our study represents a successful attempt to create a standardised model for a comparative investigation on keloid tissue in vivo. The effect of colchicine was demonstrated in the light of an inhibitory effect on fibroblastic proliferative activity. The studied model allows a direct comparison of implanted, vascularised keloid tissue and its reactivity to various agents without being biased by numerous unknown variables in humans.

Schlüsselwörter

Keloid - Keloidtherapie - athymische Mäuse - Colchicin - Triamcinolon

Key words

keloid - therapy - athymic mice - colchicine - triamcinolone

Literatur

• 1 Alhady S M, Sivanantharajah K. Keloids in various races: A review of 175 cases.  Plast Reconstr Surg. 1969;  44 564-566
• 2 Berman B, Bieley H C. Keloids.  J Am Acad Dermatol. 1995;  33 117-120
• 3 Buchwald C, Nielsen L H, Rosborg J. Keloids of the external ear.  Otorhinolaryngol Relat Spec. 1992;  54 108-112
• 4 Cruz N I, Korchin L. Inhibition of human keloid fibroblast growth by isotretinoin and triamcinolon acetonide in vitro.  Ann Plast Surg. 1994;  33 401-405
• 5 Harris E D, Krane S M. Effects of colchicine on collagenase in cultures of rheumatoid synovium.  Arthritis Rheum. 1971;  14 669-684
• 6 Kischer C W. The microvessels in hypertrophic scars, keloids and related lesions: A review.  J Submicrosc Cytol Pathol. 1992;  24 281-296
• 7 Lee R C, Ping J A. Calcium antagonists retard extracellular matrix production in connective tissue equivalent.  J Surg Res. 1990;  5 463-466
• 8 Le Flore I, Antione G A. Keloid formation on palmar surface of the hand.  J Natl Med Assoc. 1991;  83 463-464
• 9 Lewis W H, Sun K K. Hypertrophic scar: A genetic hypothesis.  Burns. 1990;  16 176-178
• 10 Morton D, Steinbrown K, Lato M. et al. . Effects of colchicine on wound healing in rats.  Surg Forum. 1974;  25 47-51
• 11 Murray J C. Keloids and hypertrophic scars.  Clin Dermatol. 1994;  12 27-37
• 12 Ofner D, Riedmann B, Maier H. Standardized staining and analysis of argyrophilic nucleolar organizer region associated proteins (AgNORs) in radically resected colorectal adenocarcinoma - Correlation with tumor stage and long-term survival.  J Pathol. 1995;  175 441-448
• 13 Placik O J, Lewis V L. Immunologic associations of keloids.  Surg Gynecol Obstet. 1992;  175 185-193
• 14 Rockwell W B, Cohen I K, Ehrlich H P. Keloids and hypertrophic scars: A comprehensive review.  Plast Reconstr Surg. 1989;  84 827-837
• 15 Russell J D, Russell S B. Differential effects of hydrocortisone on both growth and collagen metabolism of human fibroblasts from normal and keloid tissue.  J Cell Physiol. 1978;  97 221-229
• 16 Shetlar M R, Shetlar D J, Bloom R F. Involution of keloid implants in athymic mice treated with pifenidone or with triamcinolone.  J Lab Clin Med. 1998;  132 491-496
• 17 Shetlar M R, Shetlar C L, Hendricks L. The use of athymic nude mice for the study of human keloids.  Proc Soc Exp Biol Med. 1985;  179 549-552
• 18 Smith C J, Smith J C, Finn M C. The possible role of mast cells (allergy) in the production of keloid and hypertrophic scarring.  J Burn Care Rehabil. 1987;  8 126-131
• 19 Tredget E E, Nedelec B, Scott P G, Ghahary A. Hypertrophic scars, keloids and contractures. The cellular and molecular basis for therapy.  Surg Clin North Am. 1997;  77 701-730
• 20 Unemori E N, Werb Z. Reorganization of polymerized actin: A possible trigger for induction of procollagenase in fibroblasts cultured in and on collagen gels.  J Cell Biol. 1986;  103 1021-1031