Mastzellen spielen eine zentrale Rolle bei Allergien 1,2. Wenn IgE, das sich auf der Oberfläche von Mastzellen befindet, über Wechselwirkung mit dem hochaffinen Rezeptor für IgE (FcεRI) auf ein verwandtes Allergen trifft, wird eine Signalkaskade ausgelöst, die die Freisetzung des Granulats veranlasst. Infolgedessen wird eine Vielzahl von Allergieeffektormolekülen, darunter Monoamine (z. B. Histamin, Serotonin), Zytokine (z. B. TNF-α) und proteolytische Enzyme (z. B. Tryptase, Chymase), freigesetzt, um eine Reihe von immunologischen, neurologischen und vasomuskulären Reaktionen zu verursachen 3,4.
Eine Klasse von Arzneimitteln wird als Mastzellstabilisator bezeichnet, der die Allergiesymptome lindert, indem er die Mastzellfunktion abschwächt5. Die passive systemische Anaphylaxie (PSA) ist ein Tiermodell, das häufig zur Untersuchung der mastzellstabilisierenden Aktivität pharmakologischer Wirkstoffe verwendet wird. Da die anaphylaktischen Symptome in erster Linie aus der Aktivierung von Mastzellen nach Interaktion von passiv übertragenem Hapten-spezifischem IgE mit dem Hapten auf einem später in das Tier injizierten Trägerprotein resultieren, ist es gut anzunehmen, dass ein pharmakologischer Wirkstoff von Interesse eine mastzellstabilisierende Wirkung zeigt, wenn seine Behandlung zu einer Verbesserung der Symptome führt6. Dennoch ist es oft zwingend erforderlich, eine Beeinträchtigung der Mastzellfunktion durch den Wirkstoff in einem separaten Experiment direkt nachzuweisen, um die Möglichkeit auszuschließen, dass die Verbesserung der Symptome auf einen anderen Mechanismus als die Unterdrückung der Mastzellfunktion zurückzuführen ist.
Der Mastzell-Degranulationsassay, der durch Stimulieren von Mastzellen mit einem chemischen Reagenz oder einem spezifischen IgE-Antigen, das einen Komplex mit FcεRI auf der Oberfläche von Mastzellen bildet, durchgeführt wird, um eine Exozytose von sekretorischen Granulaten (d. h. Degranulation) zu induzieren, wird im Allgemeinen zur Bestimmung einer mastzellstabilisierenden Aktivität eines pharmakologischen Reagenzes in vitroverwendet 7. In diesem Assay werden verschiedene Zelltypen verwendet, darunter die Basophile Leukämie (RBL)-Zelllinie8 der Ratte, die aus dem Knochenmark stammenden Mastzellen (BMMC)9 und die aus Peritonealzellen stammenden Mastzellen (PCMC)10. RBL ist zwar nützlich, da eine große Anzahl von Zellen leicht gewonnen werden kann, aber es handelt sich um eine immortalisierte Krebszelllinie, deren zelluläre Eigenschaften nicht mehr mit denen von Mastzellen im Körper vergleichbar sind. Die Gewinnung einer ausreichenden Anzahl von BMMC oder PCMC ist oft kostspielig und zeitaufwändig, auch wenn ihre zellulären Eigenschaften denen von Mastzellen im Körper ähneln.
Ein Degranulationsassay mit aufgereinigten primären Mastzellen ist eine wünschenswerte Alternative11. Nichtsdestotrotz ist die Verwendung eines solchen Assays nicht weit verbreitet, da es sich um eine einfache Methode zur Reinigung von Mastzellen aus tierischem Gewebe, insbesondere aus Mausgewebe, mit einer hohen Ausbeute handelt und die Reinheit noch nicht verfügbar ist. Da die Konzentration und Dauer der Behandlung mit einem pharmakologischen Wirkstoff zur Hemmung der Mastzellfunktion in vitro nicht immer mit denen in vivo übereinstimmen können, können die mit einem In-vitro-Degranulationsassay erzielten Ergebnisse die Ergebnisse eines In-vivo-Assays wie PSA falsch darstellen und umgekehrt. Daher ist ein neuartiger Degranulationsassay sehr gefragt, der nicht nur die Art und Weise der Mastzellaktivierung in vivo nachahmt, sondern auch die Auswirkungen eines pharmakologischen Reagenzes, das in vivo auf Mastzellen ausgeübt wird, genau widerspiegelt. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, haben wir einen ex vivo Mastzell-Degranulationsassay entwickelt, bei dem Mastzellen in peritonealen Exsudatzellen (PECs), die aus den Mäusen isoliert und mit einem pharmakologischen Wirkstoff von Interesse behandelt und zuvor mit Dinitrophenol (DNP) spezifischem IgE verabreicht wurden, mit DNP-konjugiertem Rinderserumalbumin (BSA) stimuliert werden.