UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE. Academiejaar

Transcriptie

1 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar DE WETENSCHAPPELIJKE BASIS TER IDENTIFICATIE EN BEHANDELING VAN ZOMERECZEEMGEVOELIGE PAARDEN Door Chantal DAAMEN Promotoren: Prof. B. Goddeeris Prof. E. Claerebout Literatuurstudie in het kader van de masterproef 2016 Chantal Daamen

2 Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.

3 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar DE WETENSCHAPPELIJKE BASIS TER IDENTIFICATIE EN BEHANDELING VAN ZOMERECZEEMGEVOELIGE PAARDEN Door Chantal DAAMEN Promotoren: Prof. B. Goddeeris Prof. E. Claerebout Literatuurstudie in het kader van de masterproef 2016 Chantal Daamen

4 VOORWOORD In eerste instantie wil ik graag mijn promotor B. Goddeeris bedanken. Ik hoefde maar te mailen en nog geen uur later had ik direct antwoord! Hij heeft mijn literatuurstudie verbeterd en nieuwe suggesties voorgesteld zodat ik uiteindelijk tot dit resultaat gekomen ben. Daarnaast ook een dankwoord voor mijn co-promotor E. Claerebout die mijn laaste versie nog eens heeft nagelezen, de laatste spelfouten er nog uit heeft gehaald en nog enkele opmerkingen heeft gegeven met betrekking tot de richtlijnen van de masterproef zodat ik de puntjes op de i kon zetten. Tenslotte wil ik ook mijn moeder, Stella Daamen, en mijn vriend, Ivo Zelis, bedanken voor de mentale steun, die vooral bij het naderen van de deadline van belang is geweest.

5 INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING... 1 LIJST MET AFKORTINGEN... 2 INLEIDING... 3 LITERATUURSTUDIE ETIOLOGIE PREVALENTIE EN FACTOREN DIE DEZE BEINVLOEDEN PREVALENTIE FACTOREN DIE DE PREVALENTIE BEINVLOEDEN Factoren gerelateerd aan de gastheer Factoren gerelateerd aan de Culicoides PATHOGENESE TYPE I OVERGEVOELIGHEIDSREACTIE TYPE IV OVERGEVOELIGHEIDSREACTIE IMMUNOTOLERANTIE ANTIGENEN DIE MOGELIJKS EEN ROL SPELEN IN DE PATHOGENESE SYMPTOMEN DIAGNOSE INTRADERMALE TEST HISTAMINE RELEASE TEST EN SULFIDOLEUKOTRIENE RELEASE TEST ELISA TEST BEHANDELING BESPREKING REFERENTIELIJST... 26

6 SAMENVATTING Zomereczeem is een veel voorkomende aandoening bij paarden over de hele wereld. Het is een seizoensgebonden dermatitis waarbij de symptomen elke zomer erger worden. De paarden hebben last van intense jeuk voornamelijk ter hoogte van de manen en staart. Het wordt veroorzaakt door muggen van het species Culicoides. Ocasioneel zouden Stomoxys calcitrans en Simulium spp. betrokken zijn in de pathogenese, maar dit is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan kruis-reactiviteit. De aangetaste paarden ontwikkelen een type I overgevoeligheidsreactie tegen bepaalde antigenen die aanwezig zijn in het speeksel van deze muggen. Sommige auteurs rapporteerden ook type IV overgevoeligheidsreacties. De diagnose van zomereczeem wordt vooral gesteld aan de hand van de anamnese, het klinisch onderzoek en uitsluiten van andere mogelijke oorzaken van zeer ernstige jeuk ter hoogte van de voorkeurslokaties. Tegenwoordig zijn er ook een aantal testen beschikbaar die de diagnose kunnen bevestigen. Het antigeen kan intradermaal ingespoten worden waarbij de ontwikkelde huidreactie kan worden waargenomen (intradermaal test). Naast deze in vivo test zijn er ook nog twee in vitro testen. Een histamine of sulfidoleukotriëne test waarbij basofielen worden geïncubeerd met het antigeen en nadien het histamine respectievelijk sulfidoleukotriëne gehalte wordt gemeten, en een ELISA test die de antigeen-specifieke IgE antistoffen in het serum meet. Om de betrouwbaarheid van deze testen te verbeteren is het van belang te weten welk antigen of welke antigenen er betrokken zijn geweest bij het ontstaan van de ziekte. Aangezien de gevoeligheid van paarden voor zomereczeem bepaald wordt door zowel genetische als milieufactoren, zou een DNA test ook van belang kunnen zijn om de predispositie van paarden aan te tonen. De genen die mogelijks een rol spelen zijn echter nog niet volledig gekend. De behandeling van zomereczeem met onder andere jeukverlichtende en insectenwerende producten is tot nu toe niet succesvol. Daarom dat er steeds meer gezocht wordt naar andere mogelijkheden. Allergeen-specifieke immunotherapie is één van de mogelijkheden, waarbij opeenvolgende injecties van het antigeen in toenemende dosis worden toegediend. Een andere optie werd recent onderzocht en is orale therapie met autoloog serum. De resultaten omtrent deze laatste twee mogelijkheden zijn nog erg variabel. Sleutelwoorden: behandeling Culicoides diagnose paarden zomereczeem 1

7 LIJST MET AFKORTINGEN APC Antigeenpresenterende cel ASIT Allergeen-specifieke immunotherapie BTK Bruton tyrosine kinase C. - Culicoides - CTSC Cathepsin C DNA Desoxyribonucleïnezuur DTH Delayed type of hypersensitivity ELA Equine leukocyte antigen ELISA Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay FCɛR1 FC epsilon receptor 1 HRT Histamine release test IBH Insect bite hypersensitivity IBTK Inhibitor van een bruton agammaglobulinemie tyrosine kinase IDT Intradermale test IFN-γ Interferon gamma IgE Immunoglobuline E IgG Immunoglobuline G IGHC Immunoglobulin heavy chain IL- Interleukine- IMGT ImMunoGeneTics Database IRS2 Insuline receptor substraat 2 ITH Immediate type of hypersensitivity LPS Lipopolysaccharide lysopc Lysophosphatidylcholine MHC Major histocompatibilty complex mrna Messenger ribonucleïnezuur PA Phosphatidic acid PC Phosphatidylcholine PBL Perifere bloed leukocyten r-allergenen Recombinante allergenen RNA Ribonucleïnezuur r-sim v1 Recombinant Simulium vittatum S.- Simulium S1P Sphingosine-1-phosphate SGE Salivary gland extract sltrt Sulfidoleukotriëne release test SM Sphingomyeline Th-cel T-helper cel TNF- α Tumor necrosis factor alpha Treg cel Regulatorische T-cel WBE Whole body extract 2

8 INLEIDING Insect bite hypersensitivity (IBH) of zomereczeem is een chronische seizoensgebonden en elk jaar terugkerende dermatitis. Het is wereldwijd bekend onder verschillende namen zoals sweet itch (Baker en Quinn, 1978), summer eczema (Lange et al., 2005), Kasen (Kurotaki et al., 1994), Queens itch (Anderson et al., 1988) of Culicoides hypersensitivity (Kleider en Lees, 1984). Paarden over de hele wereld zijn aangetast (Anderson et al., 1988; Braverman, 1988; Halldórsdóttir en Larsen, 1991; Littlewood, 1998) met een globale prevalentie in alle paardenrassen tussen de 3 en 5% (Marti et al., 2003). De aandoening wordt verzoorzaakt door een overgevoeligheidsreactie ten opzichte van speekselantigenen van voornamelijk Culidoides muggen (Hellberg et al., 2006; Langner et al., 2008; Wagner, 2009). De symptomen die optreden zijn vooral extreme jeuk ter hoogte van de manen en staart (Townley et al., 1984; Bröstrom et al., 1987; Anderson et al., 1988; Braverman, 1988; Greiner et al., 1988; Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan, 2001). Soms zijn de symptomen zodanig uitgesproken dat het welzijn en de economische waarde van aangetaste paarden sterk wordt gecompromitteerd, met soms zelfs euthanasie tot gevolg (Anderson et al., 1988; Gortel, 1998). De diagnose wordt voornamelijk gesteld op basis van het verhaal van de eigenaar, de klinische symptomen en het uitsluiten van andere mogelijke oorzaken van jeuk ter hoogte van de predilictieplaatsen. Het doel van deze literatuurstudie is onder andere na te gaan welke mogelijke testen er bestaan om de diagnose van zomereczeem te kunnen bevestigen, en hoe betrouwbaar deze testen zijn. Daarnaast is er tot op heden nog altijd geen afdoende behandeling zodat een ander aspect van deze studie de vorderingen op het gebied van de behandeling omvat. Aangezien het voor zowel de diagnose als behandeling van belang is welke speciefieke antigenen er betrokken zijn in de pathogenese is het bovendien belangrijk om de antigenen die gekend zijn in beeld te brengen. 3

9 LITERATUURSTUDIE 1. ETIOLOGIE Zomereczeem wordt veroorzaakt door een overgevoeligheid ten opzichte van insectenbeten (Mellor, 1974; Larsen et al., 1988; Wilson et al., 2001). Culicoides spp. worden beschouwd als de meest voorkomende species die betrokken zijn in de pathogenese van IBH (Baker en Quinn, 1978; Braverman et al., 1983; Quinn et al., 1983; Greiner et al., 1988; Larsen et al., 1988; Halldorsdottir et al.,1989; Fadok en Greiner, 1990; Perris, 1995; Mullens et al., 2005; Wagner, 2009). Naast Culicoides spp. zouden er volgens andere auteurs ook andere leden van de orde Diptera, zoals Stomoxys calcitrans en Simulium spp. occasioneel betrokken zijn bij het ontstaan van zomereczeem (Baker en Quinn, 1978; Braverman et al., 1983; Mullens et al., 2005). Hoogstwaarschijnlijk wordt dit veroorzaakt door kruis-reactiviteit tussen speekselklierantigenen met dezelfde proteïne-structuur (Baselgia et al., 2006; Hellberg et al., 2009; Schaffartzik et al., 2010). Culicoides is het grootste en best gekende genus van de Ceratopogonidae familie en bevat ongeveer 1000 species. De species welke verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van zomereczeem verschillen naargelang het land en de regio. De species die veruit het meest voorkomt in Nederland en wordt aangetrokken door paarden is Culicoides obsoletus (van der Rijt et al., 2008; de Raat et al., 2008; van der Meide et al., 2012). Ook in andere landen, zoals Engeland (Wilson et al., 2008), Ierland (Townley et al., 1984), Japan (Yamashita et al., 1957) en de Verenigde Staten (Mullens et al., 2005), werd C. obsoletus gevonden als een belangrijke soort welke wordt aangetrokken door paarden. Het probleem met dit species is dat het niet gekweekt kan worden in laboratoria, en dus voor het gebruik in studies gevangen moet worden uit het wild (van der Rijt et al., 2008). Daarom worden voornamelijk C. sonorensis en C. nubeculosus vaak gebruikt in studies over IBH aangezien deze wel succesvol gekweekt kunnen worden in laboratoria (Boorman, 1974). Echter, C. nubeculosus lijkt niet te worden aangetrokken door paarden en C. sonorensis is enkel aanwezig in Noord Amerika (van der Rijt et al., 2008; van der Meide et al., 2012). Enkel de vrouwtjes zuigen bloed wat voor de meeste species noodzakelijk is voor de productie van de eitjes (Braverman, 1994). Culicoides zijn vooral actief tijdens de zonsopkomst en ondergang (van der Rijt et al., 2008). Naast de ontwikkeling van zomereczeem spelen de Culicoides ook een cruciale rol als vector van virussen zoals onder andere het Bluetongue en het Afrikaanse paardenpest virus (Mellor et al., 2000), en ook als vector van de nematode Onchocerca spp. (Hassan et al., 2015). Een overgevoeligheidsreactie treedt op tegen de speekselantigenen die tijdens het zuigen van bloed geïnjecteerd worden in de gastheer (Braverman et al., 1983; Quinn et al., 1983; Ferroglio et al., 2006; Hellberg et al., 2006; Langner et al., 2008). Naast de oorzakelijke antigenen bevat het speeksel ook verschillende farmacologisch actieve componenten om de fysische barrières van de gastheer, gevormd door keratineweefsel, epitheel en bindweefsel te overwinnen. Bovendien bevatten ze coagulatie-inhibitoren om de coagulatie te omzeilen (Russell et al., 2009). 4

10 2. PREVALENTIE EN FACTOREN DIE DEZE BEINVLOEDEN 2.1 PREVALENTIE De prevalentie van IBH varieert al naargelang het ras en land. Bij Shetlandpony s en Friezen in Nederland is de IBH prevalentie respectievelijk 7,5% en 18,2% (Schurink et al., 2013), bij Belgische warmbloedpaarden in Vlaanderen (België) 10% (Peeters et al., 2014), bij IJslanders geboren in Zweden varieert de prevalentie van 6,7% (Broström et al., 1987) tot 8% (Eriksson et al., 2008), bij IJslanders geboren in Noorwegen is de prevalentie 8,2% (Halldórsdóttir en Larsen, 1991) en bij IJslanders geboren in Duitsland 6,3% (Reiher en Björnsdóttir, 2004). De prevalentie van IBH bij paarden geëxporteerd uit IJsland naar een van deze landen is aanzienlijk hoger: 26% tot 72% werd gerapporteerd (Halldórsdóttir en Larsen, 1991; Lange et al., 2005; Björnsdóttir et al., 2006). De globale prevalentie in alle paardenrassen varieert tussen de 3 en 5% (Marti et al., 2003). 2.2 FACTOREN DIE DE PREVALENTIE BEINVLOEDEN Factoren gerelateerd aan de gastheer Naast de genetische predispositie, zijn er nog verschillende andere factoren welke een rol spelen in het voorkomen en ook de ernst van de symptomen van zomereczeem, zoals geografische lokatie, management, leeftijd en de leeftijd waarop het eerste contact met de allergenen optreedt. Verschillende onderzoekers observeerden een relatie tussen de vatbaarheid voor zomereczeem en de genetische achtergrond. Paarden met (één of beide) aangetaste ouders waren zelf ook vaker aangetast in vergelijking met paarden afkomstig van gezonde ouders (Anderson et al., 1988; Marti et al., 1992; Reiher en Björnsdóttir, 2004). Unkel et al. (1987) deden een genetische analyse met betrekking tot zomereczeem bij IJslanders in Duitsland waaruit zij concludeerden dat de ziekte wellicht een polygenetische achtergrond heeft, wat wil zeggen dat de vatbaarheid wordt beïnvloed door meer dan één gen. Ze schatten de erfelijkheidsgraad van IBH tussen 0 en 0,24. Van Grevenhof et al. (2007) schatten de erfelijkheidsgraad van IBH op 0,08 en 0,10 bij respectievelijk Nederlandse Shetlandpony s en Friese paarden, en Eriksson et al. (2008) schatten de erfelijkheidsgraad op 0,33. Als er de mogelijkheid zou bestaan om een genetische test te ontwikkelen zou dit een waardevol gegeven zijn bij de selectie van ouderdieren om zodoende de prevalentie van IBH te kunnen terugdringen. Echter, Björnsdóttir et al. (2006) analyseerden datagegevens van 330 paarden die geëxporteerd waren uit IJsland naar Duitsland, Denemarken en Zweden en zij vonden geen erfelijkheidsgraad verschillend van nul. Peeters et al. (2014) vonden geen significante associatie met het jaar van onderzoek en de provincie. Dit in tegenstelling tot Schurink et al. (2013), die wel een asscociatie observeerden met zowel provincie als maand en jaar van onderzoek bij Shetlander en Friese merries in Nederland. De hoge en lage risicogebieden overlappen elkaar over grote stukken voor beide rassen (Van Grevenhof et al., 2007; Van den Boom et al., 2008; Schurink et al., 2013). De associatie tussen een hoge IBH prevalentie en de geografische ligging is ook beschreven in vele andere studies (Braverman et al., 5

11 1983; Broström et al., 1987; Björnsdóttir et al., 2006; van Grevenhof et al., 2007; Eriksson et al., 2008). Schurink et al. (2013) vonden een hogere prevalentie van IBH bij zowel Shetlander als Friese merries die op stal stonden, toch werd dit niet als een potentiële risicofactor voor IBH beschouwd aangezien er werd aangenomen dat het op stal zetten van paarden eerder een gevolg was van zomereczeem in plaats van een oorzaak (van Grevenhof et al., 2007). Volgens Schurink et al. (2013) en Eriksson et al. (2008) had de leeftijd op het moment van de observatie geen significante invloed op de prevalentie van IBH, terwijl Broström et al. (1987) vonden dat IBH gewoonlijk verscheen gedurende het derde of vierde graasseizoen en dat er een duidelijke tendens is dat de ziekte erger wordt met toenemend aantal graasseizoenen (leeftijd). Dit werd ook in andere studies bevestigd (Halldórsdóttir en Larsen, 1991; Gehlen et al., 2014). De relatie tussen leeftijd en IBH is controversieel, er wordt aangenomen dat een verhoogd risico met toenemende leeftijd te maken heeft met een langere blootstellingsduur aan factoren waardoor de ontwikkeling van IBH toeneemt en dat het niet noodzakelijk te wijten is aan een verhoogde vatbaarheid voor IBH met toenemende leeftijd (Halldórdsóttir en Larsen, 1991). De geboortedatum en de blootstellingstijd aan allergenen gedurende de eerste zomer hadden geen invloed op de prevalentie van IBH bij paarden die werden geboren in Europa. De symptomen ontwikkelden zich meestal pas in hun derde levensjaar (Sommer-Locher et al., 2012). IBH komt niet voor in IJsland wegens de afwezigheid van Culicoides in dit land. Toch ontwikkelt meer dan 50% van de IJslanders IBH na export naar een Europees continent waar ze wel blootgesteld worden aan Culicoides (Marti et al.,2003; Björnsdóttir et al., 2006; Sommer-Locher et al., 2012), terwijl slechts 5-10% van de IJslanders die geboren werden in Europa IBH ontwikkelen (Bröstrom et al., 1987; Halldórsdóttir en Larsen, 1991). Bovendien ontwikkelen de geïmporteerde IJslanders sneller IBH (meestal 1 jaar) na allergeenblootstelling, dan de paarden geboren in Europa (meestal 3 jaar na blootstelling). Ook was het aantal paarden dat op oudere leeftijd werd geïmporteerd en IBH ontwikkelde hoger dan het aantal paarden dat op jongere leeftijd werd geïmporteerd, met andere woorden het risico op de ontwikkeling van zomereczeem steeg met de leeftijd die de paarden hadden op het moment van import (Sommer-Locher et al., 2012). De body condition score is een objectieve methode om de lichaamsconditie van het dier vast te stellen. De hoeveelheid lichaamsvet wordt weergegeven op een schaal van 0 tot 6 (0 = extreem mager en 6 = extreem dik). De onderdelen ribben, hals, rug, kruis, achterhand, buik en dijen van het paard worden hierbij beoordeeld. Dit gebeurt door visuele inspectie en palpatie (Leighton-Hardman, 1980). De body condition score zou geen potentiële risicofactor zijn voor de ontwikkeling van IBH (Schurink et al., 2013; Peeters et al., 2014). Sommige studies tonen aan dat hengsten meer vatbaar zouden zijn voor IBH dan merries, en paarden met een donkere vacht meer dan lichtgekleurde paarden (Braverman et al., 1983; Broström et al., 1987; Erikson et al., 2008; Lange et al., 2005; Baselgia et al., 2006; Schurink et al., 2013; Gehlen et 6

12 al., 2014). Echter bij de meeste studies werd er geen significant verschil gevonden voor het geslacht en de vachtkleur (Broström et al., 1987; Anderson et al., 1988; Halldórdsóttir en Larsen, 1991; Lange et al., 2005; Björnsdóttir et al., 2006; van Grevenhof et al., 2007; Peeters et al., 2014; Schurink et al., 2014) Factoren gerelateerd aan de Culicoides Milieufactoren zoals klimaat (wind, regen, temperatuur) en vegetatie zijn belangrijk voor de activiteit van de Culicoides en dus de prevalentie van zomereczeem. De Culicoides zijn vooral aanwezig in de buurt van water (van der Rijt et al., 2008), aangezien ze water nodig hebben voor hun voortplanting (Nelson en Bellamy, 1971). De temperatuur speelt een rol in de activiteit en de levensduur van de Culicoides, met een optimale temperatuur variërend van 14 C tot 32 C afhankelijk van het species (Ortega et al., 1999). Naast de temperatuur speelt ook het weer een belangrijke rol, Culicoides spp. vliegen niet als het regent, er veel wind is of in direct zonlicht (Braverman,1988). Regio s met een kleibodem, heide, veel hout, lage jaarlijkse regenval, weinig koude dagen en veel warme dagen per jaar worden geassocieerd met een hoge prevalentie van IBH (Steinman et al., 2003; Van Grevenhof et al., 2007). Regio s met een lage prevalentie zijn vooral deze aan de kust, waar hoge windsnelheden aanwezig zijn die de Culicoides spp. densiteit verlagen (Meiswinkel et al., 2000). 3. PATHOGENESE 3.1 TYPE I OVERGEVOELIGHEIDSREACTIE Een aantal studies tonen aan dat type I overgevoeligheidsreacties (immediate type of hypersensitivity, ITH) betrokken zijn bij de pathogenese van zomereczeem (van der Haegen et al., 2001; Wilson et., 2001; Hellberg et al., 2006; Wagner et al., 2006; Wagner, 2009). Deze reacties treden op tegen de speekselklierantigenen van Culicoides spp. en mogelijk andere insecten (Hellberg et al., 2006; Langner et al., 2008). De directe en specifieke rol van IgE in de pathogenese van IBH is bevestigd door een gemodificeerd Prausnitz-Küstner experiment. Hierbij werd aangetoond dat gepurifieerd IgE van serum van paarden met IBH dat werd geïnjecteerd in de huid van gezonde paarden na antigeenstimulatie de klassieke type I allergische reactie induceert ter hoogte van de injectieplaats (Wagner et al., 2006). Bovendien werden er significant meer IgE-proteïnen en IgE-mRNA positieve cellen gedetecteerd in huidbiopten, die genomen werden in de acute fase van de ziekte ter hoogte van de lesies, dan in de huid van gezonde paarden (van der Haegen et al., 2001). Een type I overgevoeligheidsreactie wordt gekenmerkt door de productie van specifieke IgE antistoffen ten opzichte van lichaamsvreemde proteïnen, allergenen genoemd. Antigeenpresenterende cellen (APC s), zoals dendritische cellen en Langerhanscellen in de huid, nemen de antigenen op en transporteren deze naar de drainerende lymfeknopen (Lambrecht, 2001). In de lymfeknopen presenteren zij het verwerkte antigeen op hun oppervlak, via major histocompatibility complex (MHC) klasse II moleculen, aan naïeve T cellen. Afhankelijk van de aanwezige antigeenreceptoren en co-stimulatoire moleculen differentiëren naïeve T cellen in Th1, 7

13 Th2, Th9, Th17, Th22 of T regulatory (Treg) cellen. Het zijn de Th2 cellen die geassocieerd worden met de klassieke ITH reacties. Ze zijn belangrijk bij de immuunreacties ten opzichte van helminthes (Biedermann et al., 2004). Bij normale individuen produceren plasmacellen hoofdzakelijk immunoglobulinen van het IgG isotype en maar een klein aantal IgE. Echter bij ITH is er een Th2 overstimulatie met een verhoogde secretie van Th2-type cytokinen zoals IL-4 en IL-5, die de B cellen er toe aanzet te switchen naar een IgE productie (Figuur 1). Figuur 1. De controle van IgE productie (Uit Tizard, 1992). Deze antistoffen binden met de α keten van een hoge affiniteits IgE-receptor (FcεRI) op mastcellen, wat aanleiding geeft tot de sensibilisatie van het individu. De FcɛRI is een hoge affiniteits receptor voor de Fc regio van IgE. De receptor bestaat uit 4 ketens: een α keten waarop de IgE binden en een β en twee γ ketens die respectievelijk verantwoordelijk zijn voor de versterking en initiatie van de signaaltransductie. Deze receptoren zijn constitutief aanwezig op mastcellen en basofielen. Gesensibiliseerde mastcellen veroorzaken geen symptomen van de allergie zolang dat het allergeen afwezig is. Echter, bij een volgende blootstelling aan de allergenen waartegen het individu gesensibiliseerd is, zullen de allergenen binden met verschillende, mastcelgebonden IgE antistoffen, en zodoende hun FcɛRI verbinden ( cross-linking ). Deze cross-linking geeft aanleiding tot de degranulatie van de mastcellen met een onmiddellijke vrijlating van voorgevormde inflammatoire 8

14 mediatoren, welke verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van symptomen, en de novo synthese en secretie van lipide mediatoren en cytokines. Figuur 2. Het principe van een IgE-gemedieerde type I allergische reactie (A) en allergeen geïnduceerde celgebonden IgE cross-linking (B). (Uit Peeters, 2013) Een ITH reactie kan onderverdeeld worden in een onmiddellijke reactie (die optreedt binnen de 5 tot 10 minuten) en een late fase reactie (die na 2 tot 4 uur optreedt) (Zhu en Paul, 2010). Na een antigeen prikkel induceren histamine, prostaglandines en andere voorgevormde of de novo gesynthetiseerde mediatoren een toename van de vasculaire permeabiliteit met uittreden van plasma proteïnen en een stijging van de cutane bloedvloei. Deze onmiddellijke reactie wordt gekarakteriseerd 9

15 door een zwelling en roodheid. Anderzijds veroorzaakt de vrijstelling van de verschilllende mediatoren ook een late fase reactie met de accumulatie van leukocyten zoals neutrofielen, eosinofielen, basofielen en Th2 cellen (Abbas et al., 2007). Naast de IgE antistoffen lijken ook bepaalde subklassen van IgG een rol te spelen in de sensibilisatie. Eerdere studies beschreven vijf IgG subklassen bij paarden: IgGa, IgGb, IgGc, IgG(T) en IgG(B). Verder onderzoek identificeerde zeven genen bij paarden die coderen voor verschillende constante regio s van de zware keten van IgG (figuur 3). Deze seven IgG subklassen werden opnieuw benoemd als IgG1 tot en met IgG7 (Wagner, 2006). Hierbij komt IgGa overeen met IgG1, IgGb met IgG4 en IgG7, IgGc met IgG6, en IgG(T) met IgG3 en IgG5 (Wagner et al., 2002, 2004) (tabel 1). Figuur 3. Structuur IgG molecule. (Uit Parham, 2009) Hellberg et al. (2006) toonden aan dat er significant meer proteïnen van het speekselklierextract van C. nubeculosus worden herkend door IgGa en IgG(T) antistoffen van allergische paarden dan in de gezonde controle groep. Een significant verschil tussen gezonde en aangetaste paarden voor C. obsoletus-specifieke IgGa antistoffen werd ook gevonden in een andere studie (Meulenbroeks et al., 2015). IgG(T) zou ook aan mastcellen in de huid binden en daarom mogelijks een belangrijke rol spelen bij de histamine release reactie bij IBH (Wagner et al., 2006). De observatie dat sommige paarden een lage IgE binding vertoonden bij een ELISA, maar een hoge histamine release als reactie op Culicoides extract bij een histamine release test (HRT, zie verder) zou dus te wijten kunnen zijn aan cross-linking van allergeen specifiek IgG(T) in plaats van IgE (van der Meide et al., 2012). IgG antistoffen tegen sommige proteïnen van het speekselklierextract van C. nubeculosus waren echter al aanwezig in sera genomen van IJslanders terwijl Culicoides niet voorkomen in IJsland. Een mogelijke verklaring hiervoor is de aanwezigheid van soortgelijke proteïnen in het speeksel van verschillende andere insectengroepen zoals Simulium spp., die wel aanwezig zijn in IJsland (Johannsson, 1988). Zowel Culicoides als Simulium zijn families van de Nematocera, een sub-groep van de Diptera. Het is dus mogelijk dat hun nauwe fylogenetische relatie en hun zelfde manier van bloedafname hebben geleid tot dezelfde speekselbestanddelen. Ook Baselgia et al. (2006) hebben aangetoond dat een groot aantal paarden met IBH gesensibiliseerd is tegenover zowel C. nubeculosus als Simulium 10

16 vittatum whole body extract (WBE), wat ook wijst op de aanwezigheid van kruis-reactieve antigenen in beide insectensoorten. Tabel 1. Immunoglobulin heavy chain constant (IGHC) genen bij paarden. ªDe IGHC nomenclatuur volgens de officiële nomenclatuur van de internationale ImMunoGeneTics database (IMGT) ( IgG(B) is nog niet toegevoegd aan de nieuwe nomenclatuur. (Uit Wagner, 2006) 3.2 TYPE IV OVERGEVOELIGHEIDSREACTIE Enkele studies rapporteren type IV overgevoeligheidsreacties (delayed type of hypersensititvity, DTH) na intradermale allergeenstimulatie bij paarden (Baker en Quinn, 1978; Halldórsdóttir et al., 1989; Fadok en Greiner, 1990; Ferroglio et al., 2006; McKelvie et al., 1999), maar gebaseerd op histopathologie en cytokineprofiel is er geen bewijs dat DTH een hoofdkenmerk zou zijn voor IBH. Ze werden zelfs vaker geobserveerd bij paarden zonder klinische symptomen van IBH die geïnjecteerd werden met Culicoides WBE (Wagner et al., 2009) of met recombinante proteïnen (Schaffartzik et al., 2010). Th1 cellen worden geassocieerd met DTH reacties. Ze zijn betrokken bij reacties ten opzichte van virussen en intracellulaire bacteriën en worden geïnduceerd door IFN-γ en IL-12. Wanneer een antigeen de huid penetreert wordt het door APC s gepresenteerd aan gesensibiliseerde memory T cellen. Dit leidt tot T cel activatie, proliferatie en chemokine gemedieerde influx van macrofagen, monocyten en lymfocyten op de plaats van antigeenblootstelling. Deze cellen secreteren dan op hun beurt inflammatoire cytokinen zoals tumor necrosis factor α (TNF-α), IL-17A en IFN-γ, met als gevolg het ontstaan van een onsteking en finaal ook weefselschade. De endotheelcellen welke de venules omgeven ter hoogte van de antigeen blootstelling raken beschadigd. In verdere stappen wordt fibrine 11

17 afgezet en T cellen en monocyten accumuleren in het extravasculaire weefsel rond de injectieplaats. Een DTH wordt gekenmerkt door het verharden en zwellen van de huid (Abbas et al., 2007). 3.3 IMMUNOTOLERANTIE Immunotolerantie of resistentie wilt zeggen dat het lichaam niet of nauwelijks reageert op lichaamsvreemde stoffen, waardoor het geen of weinig antistoffen maakt. Er wordt aangenomen dat de vroegst mogelijke blootstelling aan de allergenen (prenataal of kort postnataal) essentieel is voor de ontwikkeling van immunotolerantie (Björnsdottir et al., 2006). De immuunrespons ten opzichte van allergenen bij jongere paarden zou anders zijn dan deze bij oudere paarden (Marti et al., 2008). Een recente studie heeft aangetoond dat een significant hoger aantal functionele mature regulatoire T cellen (Treg cellen) in vitro kunnen geïnduceerd worden bij veulens in vergelijking met volwassen paarden (Hamza et al., 2015). Paarden die geïmporteerd worden uit IJsland zijn niet blootgesteld aan de allergenen op deze leeftijd, wat mogelijk de hogere prevalentie bij deze paarden verklaart (Björnsdottir et al., 2006; Marti et al., 2008). Sommer-Locher et al. (2012) suggereerden dat de periode die nodig is voor een succesvolle ontwikkeling van immunotolerantie nog voorbij de perinatale fase gaat en langer is dan wat men eerder veronderstelde. Paarden die werden geïmporteerd op een leeftijd van 6 maanden, met dus een mogelijkse eerste blootstelling aan allergenen op 7 maanden, hebben gemiddeld hetzelfde lage risico als paarden geboren in Europa. Klinisch gezonde paarden worden net zo vaak gebeten door Culicoides als paarden met IBH (van der Rijt et al., 2008). Er is steeds meer evidentie dat klinisch gezonde paarden die gehouden worden in een omgeving waar Culicoides endemisch is ook gesensibiliseerd zijn. Ze zijn dus niet echt tolerant, daar ze wel reageren met de productie van antistoffen maar geen klinische symptomen van IBH ontwikkelen. Culicoides-gemedieerde histamine release, na in vitro stimulatie van perifere bloed leukocyten met Culicoides, bij paarden met klinische symptomen verschilde ook niet van dat bij allergische paarden zonder klinische symptomen op het moment van bloedafname (Wagner et al., 2008). Uit onderzoek van Meulenbroeks et al. (2015) bleek ook dat zowel aangetaste als gezonde pony s van het onderzoek gesensibiliseerd waren tegen C. obsoletus aangezien er geen significante verschillen werden gevonden tussen de twee groepen voor IgGb, IgGc en IgG(T). Na intradermale allergeen-injectie werd een significante stijging van mrna expressie van de type-2 cytokines IL-4 en IL5 geobserveerd in de huid van pony s met IBH. In de huid van gezonde pony s werd een stijging van IFNγ mrna expressie gevonden. Allergeen-specifieke stimulatie van CD4 T-cellen onthulde een significant hoger percentage van IFNγ expressie bij gezonde pony s in vergelijking met aangetaste pony s. Deze resultaten geven dus aan dat paarden zonder IBH een Th1 respons ontwikkelen, terwijl paarden met IBH een Th2 respons ontwikkelen. 3.4 ANTIGENEN DIE MOGELIJKS EEN ROL SPELEN IN DE PATHOGENESE Wilson et al. (2001) hebben aangetoond dat sera van paarden blootgesteld aan Culicoides een IgG binding vertoonden met verschillende antigenen in immunoblots van oplosbaar extract van Culicoides 12

18 thoraxen. Uit onderzoek van Hellberg et al. (2006) bleek dat er op z n minst 10 potentiële antigenen aanwezig zijn in het speeksel van Culicoides welke een rol zouden spelen in het ontstaan van IBH. Het is echter voor de diagnostiek en de ontwikkeling van een immunotherapie van belang te weten welk specifiek allergeen er daadwerkelijk verantwoordelijk is voor het onstaan van zomereczeem bij paarden. Tabel 2 geeft een overzicht van allergenen die mogelijk geassocieerd zijn met de ontwikkeling van zomereczeem. Het eerst beschreven allergeen dat mogelijks relevant is voor de ontwikkeling van zomereczeem is een maltase van Culicoides sonorensis (Cul s1). Cul s1 werd tot expressie gebracht in een baculovirus cel expressie systeem en vertoonde een binding met serum IgE in vitro en een positieve intradermale in vivo test bij paarden met zomereczeem in tegenstelling tot gezonde controle paarden (Langner et al., 2009). Antigeen 5 proteïne is één van de drie major gif-allergenen van wespen en vuurmieren, de biologisch functie is niet bekend (King en Spangfort, 2000). De andere twee gif-allergenen zijn hyaluronidase en fosfolipase A1 (King et al., 1996). Deze allergenen zijn verantwoordelijk voor insect-overgevoeligheid bij de mens. Bij Culicoides en Simulium werd een proteïne gevonden met een overeenkomstige sequentie, wat dus mogelijks een rol zou kunnen spelen in de pathogenese van IBH. Het gen, coderend voor het antigen 5-like proteïne van C. nubeculosus werd gekloond, gesequeneerd en tot expressie gebracht als een recombinant proteïne. Dit was het eerste beschreven allergeen van C. nubeculosus en daarom benoemd als Cul n1 (Schaffartzik et al., 2010). Vervolgens werden er nog 10 recombinante speekselklier-allergenen van C. nubeculosus geproduceerd, Cul n2 Cul n11. Deze allergenen werden herkend door IgE van 13 tot 56,5% aangetaste paarden, afhankelijk van het allergeen (Schaffartzik et al., 2011). Paarden met zomereczeem zijn vaak gesensibiliseerd ten opzichte van meerdere C. nubeculosus antigenen aangezien er serum IgE antistoffen gevonden werden ten opzichte van gemiddeld 4 van de 11 recombinante allergenen (r-allergenen) bij deze paarden. De meeste C. nubeculosus r-allergenen lokten duidelijk een onmiddellijke huidreactie uit na intradermale injectie bij aangetaste paarden, maar niet bij gezonde controlepaarden (Schaffartzik et al., 2010, 2011). Deze resultaten suggereren dat deze allergenen inderdaad relevant zijn voor de ontwikkeling van IBH. Van der Meide et al. (2013a) hebben 7 allergenen van Culicoides obsoletus met een mogelijke rol in de pathogenese van IBH gekloond en tot expressie gebracht (Cul o1 Cul o7). Allergenen van lokaal voorkomende Culicoides spp., zoals C. obsoletus, zouden meer immunoreactief zijn dan deze van laboratorium-gekweekte, niet-inheemse species. Western blot data vertoonde bij aangetaste paarden een IgE-binding met verschillende proteïnen van C. obsoletus extract, terwijl deze interactie afwezig of zwak is met C. nubeculosus en C. sonorensis extract bij aangetaste paarden (van der Meide et al., 2012). Onderzoek van Schaffartzik et al. (2009) toonde aan dat specifieke muizenantistoffen voor een recombinant Simulium vittatum proteïne (r-sim v1) het antigen 5-like proteïne van zowel S. vittatum 13

19 als C. nubeculosus speekselklier extract (salivary gland extract, SGE) herkenden in een immunoblot. Dit proteïne werd ook herkend door serum IgE van aangetaste paarden. Pre-incubatie van paardenserum met r-sim v1 inhibeerde compleet de IgE binding met dit proteïne in een C. nubeculosus immunoblot, wat suggereert dat de antigen 5-like proteïnen van S. vittatum en C. nubeculosus kruis-reactief zijn. Immunologische kruis-reactiviteit doet zich voor wanneer gestegen IgE antistoffen ten opzichte van 1 allergeen (sensibilisator) reageren met structureel gelijkende proteïnen van andere allergenische bronnen (Aalberse et al., 2001). De antigen 5 like proteïnen van S. vittatum (Sim v1) en C. nubeculosus (Cul n1) delen een identieke sequentie van ongeveer 48%. Hoewel de sequenties niet volledig identiek zijn suggereert de hoge graad van sequentiehomologie een zelfde 3D opvouwing, een voorwaarde voor kruis-reactiviteit (Aalberse, 2000). Tabel 2. Allergenen die geassocieerd zijn met zomereczeem. Cul s: C. sonorensis; Cul n: C. nubeculosus; Cul o: C. obsoletus; Sim v: S. vittatum 4. SYMPTOMEN Het meest voorkomende symptoom bij paarden met zomereczeem is een intense jeuk, vooral ter hoogte van de manen en staart, hoewel bij sommige paarden het ook wordt gezien ter hoogte van de ventrale middenlijn (regio vanaf de oksels tot aan de liesstreek) (Townley et al., 1984; Bröstrom et al., 1987; Anderson et al., 1988; Braverman, 1988; Greiner et al., 1988; Sloet van Oldruitenborgh- Oosterbaan, 2001). Ten gevolge van het schuren ontstaan er secundaire letsel zoals gelokaliseerde alopecie, excoriaties, bloedingen en korstvorming (Baker en Quinn, 1978; Perris, 1995) (Figuur 4). Hierdoor worden de primaire letsels zoals erythema, oedeem (Perris, 1995), vesikels en papula (Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan, 2001) gemaskeerd, en kunnen deze letsels ook aanleiding geven tot 14

20 secundaire infecties (Kleider en Lees, 1984). De klinische symptomen keren iedere zomer opnieuw terug (Peeters et al., 2014). Na herhaaldelijke episodes van insectenovergevoeligheid worden meer uitgebreide letsels gevonden waaronder ernstige alopecie, hyperkeratose en lichenificatie, fibrose en schilfers (Baker en Quinn, 1978). Figuur 4. Klinische symptomen van zomereczeem. (A) Gelokaliseerd haarverlies en excoriaties ter hoogte van de staart. (B) Een ernstigere vorm met lichenificatie van de huid, een rattenstaart en aangetaste zones ter hoogte van het kruis. (Uit Schaffartzik et al., 2011). 5. DIAGNOSE De diagnose van zomereczeem wordt vooral gesteld aan de hand van de anamnese met steeds een klassiek verhaal van terugkerende, seizoensgebonden typische symptomen, het klinisch onderzoek en uitsluiten van andere mogelijke oorzaken van zeer ernstige jeuk ter hoogte van de voorkeurslokaties, voornamelijk manen en staart. Andere mogelijke testen kunnen helpen om de juiste diagnose te stellen en zullen hieronder besproken worden. 5.1 INTRADERMALE TEST Bij deze test worden de allergenen intradermaal ingespoten, wat aanleiding geeft tot de activatie van mastcellen bij paarden met zomereczeem en dus het optreden van onmiddellijke reacties. Vervolgens wordt de omvang van de reactie op verschillende tijdstippen gemeten (Larsen et al., 1988; Halldórsdóttir et al., 1989; Fadok en Greiner, 1990; Anderson et al., 1993; Ferroglio et al., 2006; Langner et al., 2008; Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan et al., 2009). Verschillende studies rapporteerden significant meer ITH reacties in de huid van paarden met IBH in vergelijking met controle paarden na allergeenstimulatie (Halldórsdóttir et al., 1989; Anderson et al., 1993; Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan et al., 2009). Zwellingen geobserveerd 1 en 4 uur na 15

21 intradermale injectie van Culicoides WBE waren groter dan deze na een half uur (Halldórdsóttir et al., 1989; Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan et al., 2009; van der Meide et al., 2013a). Echter, positieve intradermale test (IDT) reacties zijn ook geobserveerd bij een verschillende proportie van klinisch gezonde paarden (Schaffartzik et al., 2010, 2011; Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan et al, 2009; Wagner et al., 2009; van der Meide et al., 2013a). Langner et al. (2008) deden een onderzoek waarbij 9 aangetaste en 9 gezonde paarden intradermaal werden getest met WBE en speeksel van inheemse (C. nubeculosus) en exotische (C. sonorensis) Culicoides spp. De resultaten van de IDT op 30 minuten (onmiddellijke reactie) en 4 uur (late fase reactie) na injectie met de meeste insecten preparaties vertoonden significante verschillen tussen paarden met en zonder IBH. Sommige IBH+ paarden reageerden niet op 1 of meerdere van de intradermaal geïnjecteerd Culicoides preparaties. Vals negatieve reacties van paarden met milde zomereczeem werd ook al eens eerder gerapporteerd (Halldórsdóttir et al., 1989). Vier uur na injectie reageerden ook sommige controlepaarden op de Culicoides preparaties, maar de onmiddellijke reactie gemeten na 30 minuten was afwezig bij deze paarden. Dit werd ook ook al eens eerder gerapporteerd (Lorch et al., 2001). De DTH reactie van de IDT (24 uur) vertoonde daarentegen weinig tot geen verschil tussen allergische en niet-allergische paarden. De IDT vertoonde geen duidelijke verschillen tussen de positieve reacties van de inheemse en de exotische Culicoides spp., wat wijst op de aanwezigheid van gelijkaardige structuren bij deze species. Dit werd ook in andere studies gevonden (Anderson et al., 1993; van der Meide et al., 2013b). Hieruit zou men kunnen concluderen dat door de aanwezigheid van kruis-reactiviteit tussen de inheemse en exotische species het niet uitmaakt welk van de twee er gebruikt wordt voor een IDT. Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan et al. (2009) suggereerden echter dat het gebruik van inheemse species voor een IDT de betrouwbaarheid van deze test zou verbeteren. 5.2 HISTAMINE RELEASE TEST EN SULFIDOLEUKOTRIENE RELEASE TEST Bij deze test worden de equine leukocyten geïncubeerd met de allergenen. De basosiele granulocyten van de leukocyten dragen net zoals de mastcellen allergeen-specifieke IgE en mogelijk IgG, welke de vrijstelling van onder andere histamine en sulfidoleukotriëne induceren door cross-linking met geschikte allergenen. Histamine is een vasoactieve stof die altijd aanwezig is in de mastcel. Wanneer het vrijgesteld wordt zorgt het onder andere voor een dilatatie van capillairen en venulen, verhoogde permeabiliteit van huidcapillairen en contractie van de gladde spiercellen. Het sulfidoleukotriëne wordt daarentegen pas gevormd wanneer het antigeen bindt met de mastcelgebonden-ige. Door deze binding wordt het celmembraan-fosfolipase geactiveerd waardoor het arachidonzuur wordt vrijgesteld uit de celmembraanfosfolipiden. Het arachidonzuur wordt op zijn beurt weer omgezet tot leukotriënen (waaronder het sulfidoleukotriene) door middel van het lipoxygenase. Net als histamine verhoogt het sulfidoleukotriëne de permeabiliteit van de capillairen en contractie van de gladde spiercellen. De omvang van deze vrijgestelde mediatoren na in vitro stimulatie van de cellen met Culicoides preparaties zou gecorreleerd zijn met de de allergische status van het paard, zodat een onderscheid 16

22 gemaakt kan worden tussen paard met en zonder IBH (Marti et al., 1999; Baselgia et al., 2006; Langner et al., 2008; Wagner et al., 2008; Peeters et al., 2009). 78% van de paarden met IBH en slechts 3% van de controle paarden vertoonde een leukotriëne vrijstelling na incubatie met WBE van C. nubeculosus in een sulfidoleukotriëne release test (sltrt) (Baselgia et al., 2006). Uit onderzoek van Langner et al. (2008) bleek dat een histamine release test (HRT) een sensitiviteit van 100% had voor alle Culicoides preparaties (WBE en speeksel van C. nubeculosus en C. sonorensis) en een specificiteit van 78% voor WBE en 100% voor speeksel. Een significant hogere histaminevrijstelling door perifere bloed leukocyten (PBL) van de aangetaste dieren in vergelijking met de controlegroep werd eveneens gezien door Wagner et al. (2008). Ze vonden echter geen verschil tussen de groepen voor histamine release geïnduceerd door monoclonale anti- IgE antistoffen. Van der Meide et al. (2012) vonden dat C. obsoletus een significant hogere histamine release induceerde in vergelijking met C. nubeculosus en S. sonorensis. Er zijn verschillende factoren die de resultaten kunnen beïnvloeden. Baselgia et al. (2006) vonden een significant hogere sulfidoleukotriëne vrijstelling bij ruinen met IBH in vergelijking met merries met IBH. In dezelfde studie werd ook vermeld dat tijdens de periode van blootstelling aan de muggen de proportie van positieve testresultaten bij aangetaste paarden (97%) significant hoger was in vergelijking met 6 maanden na de blootstelling (74%). 5.3 ELISA TEST Verschillende studies hebben aangetoond dat IgE antistoffen betrokken zijn in de pathogenese van IBH (van der Haegen et al., 2001; Wilson et., 2001; Hellberg et al., 2006; Wagner et al., 2006; Wagner, 2009). Deze antistoffen kunnen opgespoord worden in het serum of plasma door middel van een ELISA (Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay). Hierbij kan er gebruik gemaakt worden van polyof monoklonale antisera tegen equine IgE of van een recombinante α keten van de FcɛRI (Lorch et al., 2001, Wagner et al., 2003; Frey et al., 2008). De antistoffen kunnen primair gelabeld worden of er kunnen secundair gelabelde antistoffen gebruikt worden om de IgE levels te meten. Dit gebeurt met een enzyme dat een kleurverandering induceert na toevoeging van een substraat (figuur 5). Figuur 5. Directe (A) en indirecte (B) ELISA. Ag: antigeen, E: enzyme. (Naar Heiat et al., 2014) 17

23 De meerderheid van IgE is echter gebonden aan het oppervlak van mastcellen en basofielen via de hoge affiniteits FcɛRI wat resulteert in een korte halfwaardetijd van IgE in de bloedstroom van 2 dagen en lage serum concentraties (Wagner et al., 2003; Wilson et al., 2006), terwijl de halfwaardetijd van IgE gebonden aan mastcellen gemiddeld 2 weken is. In afwezigheid van allergenen in de omgeving buiten het seizoen kan het zijn dat de allergeen-specifieke IgE concentratie daalt tot onder de detectielimiet van de ELISA, terwijl hetzelfde allergeen wel nog resulteert in een positieve IDT en HRT/sLTRT (Morgan et al., 2007). Tot recent waren serologische testen dan ook niet geschikt voor het stellen van de diagnose voor IBH, wegens het gebrek van diagnostische waarde van de ELISA (Frey et al., 2008; Langner et al., 2008). Echter in een aantal studies is aangetoond dat de diagnostische waarde van een ELISA test verbeterd kan worden en dat paarden met zomereczeem hogere titers allergeen-specifieke IgE antistoffen bevatten dan paarden zonder zomereczeem (van der Meide et al., 2012, 2013a; Peeters et al., 2013; Schurink et al., 2014; Meulenbroeks et al., 2015). Aangetaste paarden hadden significant hogere IgE levels tegen C. obsoletus (inheemse soort) dan tegen C. nubeculosus en C. sonorensis (exotische soorten) (Wilson et al., 2008; van der Meide et al., 2012, 2013a). De ELISA test had een sensitiviteit van 93.2% en specificiteit van 90% wanneer gebruik werd gemaakt van C. obsoletus WBE (van der Meide et al., 2012). Deze test kan dus gebruikt worden voor de diagnose van IBH in landen waar C. obsoletus de belangrijkste soort is die zich voedt op paarden. C. obsoletus moet nog altijd gevangen worden uit het wild, aangezien ze moeilijk te kweken zijn in laboratoria (Boorman, 1985). Bovendien is het moeilijker om de allergenen die bereid worden uit WBE te standaardiseren dan deze die geproduceerd worden als recombinante proteïnen (Schaffartzik et al., 2012). Recombinante allergenen zijn daarom dus een aantrekkelijk alternatief voor WBE voor de diagnose van IBH. Van der Meide et al. (2013a) ontwikkelden recombinante allergenen van C. obsoletus die gebruikt kunnen worden om de diagnose van IBH te verbeteren en eventueel gebruikt kunnen worden bij immunotherapie voor paarden die blootgesteld zijn geweest aan C. obsoletus. De specificiteit en de sensitiviteit van deze ELISA, waarbij gebruik werd gemaakt van een combinatie van Cul o1 Cul o7, kwamen overeen met die uit het onderzoek van van der Meide et al. (2012). Peeters et al. (2013) hebben IgE levels gemeten in het plasma van 343 Warmbloed paarden met geen, milde of ernstige klinische symptomen van IBH op het moment van bloedafname. Negen recombinante allergenen van C. nubeculosus en C. obsoletus alsook WBE werden geëvalueerd in een allergeen-specifieke IgE ELISA om uit te zoeken wat de beste combinatie van recombinante allergenen is voor een serologische in vitro diagnostische test. Een stapsgewijze discriminatieve analyse gaf aan dat een combinatie van de 3 best reactieve antigenen (Cul n4, Cul o1 en Cul o2) samen met ObsWBE resulteerde in de beste diagnostische test. Een sensitiviteit van 70% en een specificiteit van 97% werd gevonden wanneer niet aangetaste paarden vergeleken werden met aangetaste paarden met duidelijke klinische symptomen en een klassieke IBH geschiedenis. Het combineren van verschillende r-allergenen verbeterde de diagnostische waarde van de allergeenspecifieke IgE ELISA in vergelijking met het gebruik van enkel natuurlijke extracten. De studiepopulatie zoals het ras, de blootstellingsgraad aan Culicoides beten, evenals de klinische diagnose van zomereczeem kunnen de resultaten van studies over de diagnotische waarde van IgE 18

24 ELISA s beïnvloeden. Schaffartzik et al. (2011) vonden een hoge proportie van aangetaste IJslanders met IgE tegen recombinante C. nubeculosus allergenen, terwijl Peeters et al. (2013) sera van Belgische Warmbloedpaarden testten met hetzelfde recombinante allergeen, maar een lagere diagnostische waarde van de ELISA vonden. De diagnostische waarde en de accuraatheid van de allergeen-specifieke IgE ELISA verbeterde wanneer de klinische symptomen meer uitgesproken waren op het moment van bloedafname (Peeters et al., 2013; Schurink et al., 2014). 5.4 GENETISCHE PREDISPOSITIE TEST Aangezien verschillende onderzoekers een relatie observeerden tussen de vatbaarheid voor zomereczeem en de genetische achtergrond (Anderson et al., 1988; Marti et al., 1992; Reiher en Björnsdóttir, 2004) zou er dus een mogelijkheid bestaan voor de ontwikkeling van een genetische predispositie test indien geweten is om welke genen het gaat. Associaties tussen IBH en genen gelegen in de equine leukocyte antigen (ELA) klasse II regio op chromosoom 7, 9 en 17, alsook associaties tussen IBH en immuniteits-gerelateerde genen op chromosoom 7, 10 en 17 zijn gerapporteerd (Andersson et al., 2012; Schurink et al., 2012; Klumplerova et al., 2013; Vychodilova et al., 2013; Shrestha et al., 2015). De regio op chromosoom 17 bevat onder andere het gen dat codeert voor insuline receptor substraat 2 (IRS2). Volgens de humane gen database GeneCards ( werkt het IRS2 in op de immuunrespons interleukine 9 (IL-9) signalering pathway en op de gerelateerde super-pathway (Rebhan et al., 1998). Een studie bij muizen rapporteerde een stijging van de IgE productie door IL-9 (Petit-Frere et al., 1993). De regio op chromosoom 10 bevat onder andere een gen inhibitor van een bruton agammaglobulinemie tyrosine kinase (IBTK). IBTK reguleert de activiteit van het bruton s tyrosinase kinase (BTK), dat nodig is voor B cel ontwikkeling bij mensen en muizen (Spatuzza et al., 2008). De regio op chromosoom 7 bevat onder andere het gen dat codeert voor cathepsin C (CTSC) dat een rol speelt in de major histocompatibiliteits complex klasse II (MHC II) antigenpresentatie bij mensen (Rebhan et al., 1998). Twee zones die het hoogste en op één na hoogste percentage van genetische variatie voor IBH verklaarden waren gelegen op het X-chromosoom (Schurink et al., 2012, 2013; Shrestha et al., 2015). Naast de diagnostische waarde zou deze test ook waardevol kunnen zijn bij de selectie van ouderdieren om zodoende de prevalentie van IBH te kunnen terugdringen. 6. BEHANDELING Maatregelen ter preventie of behandeling van zomereczeem zijn vaak niet effectief (van den Boom et al., 2010), zodat het welzijn en de economische waarde van aangetaste paarden sterk wordt gecompromitteerd, met soms euthanasie tot gevolg bij ernstig aangetaste paarden (Anderson et al., 1988; Gortel, 1998). De top 3 van behandelingsmethodes bestaat op dit moment uit jeuk verlichtende producten, insectenwerende producten of het gebruik van eczeemdekens (Olsen et al., 2010; Peeters et al., 2014). Insectenwerende producten, zoals bijvoorbeeld het topicale pyrethrine cypermethrine, zouden maar een gedeeltelijk bescherming geven ten opzichte van bijtende vliegen (Papadopoulos et 19