Summary
Morphologic changes in rabbit cornea accompanying herpes simplex keratitis especially under the treatment of ethyldeoxyuridine (EDU) are summarized in regard to clinical aspects, light microscopy and electron microscopy.
Untreated eyes show virus-dependent characteristic changes of the cell structure: peripheral migration of the cell chromatin, swelling of the nucleus, and disappearance of the nucleolus are persistent. In the nucleus as well as in the cytoplasm mature and immature virus particles are visible which demonstrate the normal virus-replication course. In the EDU treated cornea these particular changes are observed only in the primary stage. After prolonged treatment in the nucleus of the infected cells there are only immature virus particles with optically empty center. This can be evaluated as a sign of inhibition of the normal replication. No virus formation was detected in the cytoplasm. After 7 day treatment of EDU, the corneal epithelium is almost of normal structural appearance.
Accordingly, the present results on the rabbit seem to correlate well with the reported therapeutic antiherpetic studies in the human cornea.
Zusammenfassung
Morphologische Veränderungen an der Kaninchencornea bei der Herpes-simplex-Keratitis werden unter besonderer Berücksichtigung der therapeutischen Wirkung von ÄDU, einem Antimetaboliten, klinisch, lichtmikroskopisch und elektronenmikroskopisch erfaßt.
An den unbehandelten Augen treten charakteristische, durch Viren hervorgerufene Strukturveränderungen innerhalb der Zellen auf: Randwärtsverlagerungen des Chromatins, Aufblähungen des Zellkerns und Verschwinden des Nucleolus. Im Kern und im Cytoplasma der Zellen lassen sich reife und unreife Virusformen, die für den gesamten Ablauf eines Vermehrungscyclus beweisend sind, beobachten. Bei den mit ÄDU behandelten Augen dagegen kommen diese Veränderungen nur zu Beginn der Infektion vor. Nach längerer Behandlung trifft man in den Kernen der infizierten Zellen als Zeichen einer gehemmten Virusentwicklung nur noch auf unreife Viren mit einem optisch leeren Zentrum. Das Cytoplasma bleibt frei von Viren. 7 Tage nach Verabreichung von ÄDU zeigen die Epithelzellen der Cornea wieder annähernd einen normalen Aufbau.
Somit scheinen unsere experimentellen Untersuchungen am Kaninchenauge mit den bereits veröffentlichten therapeutischen antiherpetischen Ergebnissen am Menschenauge gut zu korrelieren.
Similar content being viewed by others
Literatur
Abodeely, R. A., Lanson, L. A., Randal, C. C.: Morphology and entry of enveloped and de-enveloped Equine Abortion (Herpes) virus. J. Virol. 4, 513–523 (1970)
Abraham, A., Tegtmeyer, P.: Morphological changes productive and abortive infection by Feline Herpes Virus. J. Virol. 5, 617–623 (1970)
Aurelian, L., Roizman, B.: The host range of Herpes Simplex Virus. Virology 22, 452–461 (1964)
Babel, J., Leuenberger, P.: Keratite Herpetique Humaine. Arch. Ophtal. (Paris) 31, 717–726 (1971)
Becker, Y., Oleshevsky, U., Levitt, H. L.: Enveloped and unenveloped Herpes simplex virions. Virology 40, 948–960 (1970)
Bietti, G. B.: Jüngste Fortschritte in der Kenntnis der Augenerkrankungen durch Viren. In: Entwicklung und Fortschritt in der Augenheilkunde. Stuttgart: Enke 1963
Birch-Andersen, A., Paucker, K.: Studies on the structure of Influenza virus. II. Ultrathin sections of infectious and noninfectious particles. Virology 8, 21–40 (1959)
Decker, W. de: Äthyldesoxyuridin bei tiefen herpetischen Keratitiden. 69. Zus. Dtsch. Ophthal. Ges., S. 135–136, Heidelberg (1968)
Decker, W. de: Reißfestigkeit von Kaninchenhornhäuten nach perforierender Verletzung und Behandlung mit Äthyldesoxyuridin. Klin. Mbl. Augenheilk. 157, 487–492 (1970)
Easterbrook, K. B., Davern, C. F.: The effect of 5-bromodesoxyuridine on the multiplication of Vaccinia virus. Virology 19, 509–520 (1963)
Edelhauser, H. F., Schulz, R. O., Horn, D. van: Experimental Herpes simplex keratitis. Amer. J. Ophthal. 68, 458–466 (1969)
Engle, C. G., Stewart, R. C.: Pathogenesis of Herpes simplex virus in the Rabbit eye. J. Immunol. 92, 730–733 (1964)
Fahmy, O. G., Fahmy, M. J., Vrye, C. E. de: Biochem. Pharmacol. 15, 299 (1966)
Gauri, K. K.: Subkonjunktivale Applikation von 5-Äthyl-2-desoxyuridin (ÄDU) zur Chemotherapie der experimentellen Herpes-Keratitis beim Kaninchen. Klin. Mbl. Augenheilk. 153, 837–840 (1968)
Gauri, K. K., Malorny, G.: Chemotherapie der Herpes-Infektion mit neuen 5-Alkyluracildesoxyribosiden. Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmak. exp. Path. 257, 21–22 (1967)
Gauri, K. K., Lange, B.: Über die chronische Toxizität der Virostatika 5-Äthyl-2-Desoxyuridin (ÄDU) und 1-Allyl-3,5-Diäthyl-6-Chloruracil (ACLU). Persönliche Mitteilung (1971)
Gauri, K. K., Malorny, G., Oei, C.: Influence of mode of application on the diffusion rate of (3H-C6) 5-ethyl-2-deoxyuridine into rabbit cornea. Fourth International Congress on Pharmacology, July 14–18, 1969, Basel, Switzerland
Gauri, K. K., Malorny, G., Riehm, E.: Einfluß von 5-Äthyl-2-Desoxyuridin (ÄDU) auf die Regeneration der experimentell geschädigten Cornea. Albrecht v. Graefes Arch. klin. exp. Ophthal. 179, 287–293 (1970)
Gauri, K. K., Malorny, G., Schiff, W.: Immunbiological studies with the virostatics 5-ethyl-2′-deoxyuridine (EDU) and 1-allyl-3,5-diethyl-6-chlorouracil (ACIU). Chemotherapy 14, 129–132 (1969)
Gauri, K. K., Walter, R. D.: Inhibition of deoxy-thymidine kinase by 5-ethyl-2′-deoxyuridine. Chemotherapy 18, 269–273 (1973)
Grüter, W.: Experimentelle und klinische Untersuchungen über den sog. Herpes corneae. Klin. Mbl. Augenheilk. 65, 398–399 (1920)
Herrmann, E. C.: Plaque inhibition test for detection of specific inhibitors of DNA containing viruses. Proc. Soc. exp. Biol. (N.Y.) 107, 142–145 (1961)
Hoffmann, D. H., Seeger, E.: Untersuchungen über den Einfluß von Joduracildesoxyribosid (JUDR) auf die experimentelle Herpessimplex. Keratitis beim Kaninchen. Klin. Mbl. Augenheilk. 144, 64–74 (1964)
Hogan, M. J., Kimura, S. J., Thygeson, P.: Pathology of Herpes simplex kerato-iritis. Trans. Amer. ophthal. Soc. 61, 75–96 (1963)
Horn, D. L. van, Edelhauser, H. F., Schulz, R. O.: Experimental Herpes simplex keratitis. Arch. Ophthal. 84, 67–75 (1970)
Hughes, W. F.: Treatment of Herpes Simplex keratitis. Amer. J. Ophthal. 67, 313–368 (1969)
Jawetz, E., Schultz, R., Coleman, V., Okumoto, M.: Studies on Herpes simplex. The antiviral dynamics of 5-iodo-2-deoxyuridine in vivo. J. Immunology 95, 635–642 (1965)
Kaplan, A. S., Ben-Porat, T., Kamiya, T.: Incorporation of 5-bromodeoxyuridine and 5-iodo-deoxyuridine into viral DNA and its effect on the infective process. Ann. N.Y. Acad. Sci. 130, 226–239 (1966)
Kaufman, H. E., Martola, M. D., Dohlman, C.: Use of 5-iodo-2-deoxyuridine (IDU) in treatment of Herpes simplex keratitis. Arch. Ophthal. 68, 235–239 (1962)
Kellenberger, E.: The physical state of bacterial nucleus. Symp. Soc. Gen. Microbiol. 10, 39–65 (1960)
Klemperer, H. G., Haynes, G. R.: A virus specific thymidine kinase in BHK 21 cells infected with Herpes simplex virus. Virology 31, 120–128 (1967)
Künkel, H. A., Gauri, K. K., Malorny, G.: Keine Mutationsauslösung durch 5-Äthyl-2-des-oxyuridin (ÄDU) bei Drosophila melanogaster. Biophysik 5, 88–90 (1969)
Lerche, W., Schmolke, B.: The effect of 5-ethyl-2-deoxyuridine (EDU) on the fine structure of rabbit corneal epithelium in herpetic keratitis. Albrecht v. Graefes Arch. klin. exp. Ophthal. 184, 193–201 (1973)
Maas, G., Müller, J., Nakanoin, K., Voigt, A., Haas, R.: Die Bildung inkompletter SV-40-Viren in Gegenwart von 5-Jod-2-desoxyuridin. Arch. ges. Virusforsch. 15, 549–564 (1964)
Morgan, C., Ellison, S. A., Rose, H. M., Moore, H.: Structure and development of viruses as observed in the electron microscope. J. exp. Med. 100, 195–202 (1954)
Morgan, C., Rose, H. M., Holden, M., Jones, E. P.: Electron microscopic observations on the development of Herpes simplex virus. J. exp. Med. 110, 643–656 (1959)
Morgan, C., Rose, H. M., Mednis, B.: Electron microscopy of Herpes simplex virus-entry. J. Virol. 68, 507–516 (1968)
Morgan, C., Rosenkranz, H. S., Mednis, B.: Structure and development of viruses as observed in the electron microscope. Entry and uncoating of adenovirus. J. Virol. 69, 777–796 (1969)
Nasemann, Th.: Die Infektion durch das Herpes simplex virus. Jena: Fischer 1965
Nil, S., Morgan, C., Rose, H. M.: Electron microscopy of Herpes simplex virus, Sequence of development. J. Virol. 2, 517–536 (1968b)
Nil, S., Rosenkranz, H. S., Morgan, C., Rose, H. M.: Electron microscopy of Herpes simplex virus. J. Virol. 2, 1163–1171 (1968a)
Nordmann, J.: Disk.- Beitr., Soc. Opht. franc., Paris (1963)
Oleshevsky, U., Levitt, J., Becker, Y.: Studies on the synthesis of Herpes simplex virons. Virology 33, 323–334 (1967)
Payrau, P., Dohlman, C.: IDU in corneal wound healing. Amer. J. Ophthal. 57, 999 (1964)
Ben Porat, T., Kaplan, A. S.: The chemical composition of Herpes simplex viruses. Virology 16, 261–266 (1962)
Prusoff, W. H.: Studies on the mechanism of action of 5-iododeoxyuridine, an analog of thymidine. Cancer Res. 20, 92–95 (1960)
Reissig, M., Kaplan, A. S.: The morphology of noninfective pseudorabies virus produced by cells treated with 5-fluoruracil. Virology 16, 1–8 (1962)
Riehm, E., Gauri, K. K.: Experimentelle und klinische Ergebnisse mit dem Virostatikum 5-Äthyl-2-desoxyuridin. 69. Zus. dtsch. Ophthal. Ges., S. 543, Heidelberg (1968)
Roizman, B., Aurelian, L., Roane, P. R., Jr.: The multiplication of Herpes virus. The programming of viral DNA duplication in Hep 2 cells. Virology 21, 482–498 (1963)
Russell, W. C., Gold, E., Keir, H. M., Omura, H., Watson, D. H., Wildy, P.: The growth of Herpes simplex virus and its nucleic acid. Virology 22, 103–110 (1964)
Schneweis, K. E.: Das Verhalten von DNS-Viren in 5-Bromdesoxyuridin behandelten Zellkulturen. Arch. Virusforsch. 15, 566–597 (1964)
Schwartz, J., Roizman, B.: Similarities and differences in the development of laboratory strains and freshly isolated strain of Herpes simplex virus in Hep 2 cells. J. Virol. 4, 879–889 (1969)
Shugar, D., Swierkowsky, M., Fikus, M., Barszcz, M. D.: Application of model polynucleotides for studies on structure and function of nucleic acids. 7th Int. Congr. Biochem., Tokyo (1967)
Siegert, Falke, D.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Entwicklung des Herpesvirus Hominis in Kulturzellen. Arch. ges. Virusforsch. 2, 230–249 (1966)
Siminoff, P., Menefee, M. G.: Normal and 5-Bromodeoxyuridine inhibited development of Herpes simplex virus. Exp. Cell Res. 44, 241–255 (1966)
Smith, K. O., Dukes, C. D.: Effects of 5-iodo-2-desoxyuridine on Herpesvirus synthesis and survival in infected cells. J. Immunology 92, 550–554 (1963)
Stoker, M. G. P., Smith, K. M., Ross, R. W.: Electron microscopic studies of HeLa cells infected with herpes virus. J. gen. Microbiol. 19, 244–249 (1958)
Spear, P. G., Keller, J. M., Roizman, B.: Proteins specified by Herpes simplex virus. 11 viral glycoproteins associated with cellular membranes. J. Virol. 5, 123–137 (1970)
Spring, S. B., Roizman, B.: Virus products in productive and abortive infection. III. J. Virol. 2, 979–985 (1968)
Spring, S. B., Roizman, B., Schwartz, J.: Herpes simplex virus products in productive and abortive infection. II. J. Virol. 2, 384–392 (1968)
Underwood, G. E., Elliot, G. A., Buthala, D. A.: Herpes Keratitis in rabbits: Pathogenesis and effect of antiviral nucleosides. N. Y. Acad. Sci. 130, 151–167 (1965)
Wildy, P., Russel, W. C., Horne, R. W.: The morphology of Herpes virus. Virology 12, 204–222 (1960)
Wollensak, J., Kypke, W.: Inhibition of epithelial regeneration and corneal wound healing in rabbits by antimetabolites. Arch. Ophthal. 168, 102 (1965)
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Aedurid ®
Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Lerche, W., Schmolke, B. Klinische, licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen über den Einfluß von 5 Äthyl-2-Desoxyuridin (ÄDU) auf die Herpes-simplex-Keratitis beim Kaninchen. Albrecht von Graefes Arch. Klin. Ophthalmol. 197, 215–228 (1975). https://doi.org/10.1007/BF00410866
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00410866