Allogeneic corneal grafting in inbred strains of rats

Summary

Histological studies of interlamellar keratoplasty in different inbred strains of rats (CAP, LEW) without additional sensitization — i.e. first-set reactions — are described.

The corneas of 65 eyes, after allogeneic or syngeneic grafting, were examined from the 3rd to the 90th day — every 2nd day at the beginning of the reaction and later every 5th day. After syngeneic grafting (LEW → LEW) a non-specific healing-reaction (only slight vascularization of the graft bed, edema, granulocytic infiltration) reached its climax on the 6th day and subsided by the 10th day. After allogeneic grafting (CAP → LEW; RtH-1-incompatible) the non-specific-healing reaction progressed into a second phase, namely the specific reaction: increasing infiltration of the host cornea and the graft with small lymphocytes, blast cells and macrophages, directly followed by severe vascularization, reaching its climax about the 14th day. A third, phagocytic phase succeeded the infiltration leading to elimination of the donor cells, but leaving the donor stroma undamaged. All these alterations had almost completely disappeared after 35 days.

Thus, the corneal allograft reaction is discussed as a typical immunological reaction leading to the destruction of transplantation-antigen-bearing cells and permitting observation of the different reaction phases more clearly than in most other tissues.

Zusammenfassung

Die nach interlamellärer Keratoplastik bei Inzuchtratten (CAP, LEW) biomikroskopisch beobachteten allogenen Abstoßungsreaktionen, die ohne zusätzliche Sensibilisierung — durch limbusnahe Hornhautverpflanzung — erzeugt wurden, also first-set-Reaktionen sind, sollen in dieser Arbeit histologisch untersucht werden.

Über einen Zeitraum von 3 bis 90 Tagen werden zu Beginn der Reaktion jeden 2. Tag und später jeden 5. Tag je 3 Augen enukleiert (insgesamt 65 Augen) und histologisch untersucht.

Nach syngener Verpflanzung (als Kontrolle; LEW → LEW) wurde eine unspezifische, durch das operative Trauma bedingte, Entzündungsreaktion beobachtet, die gekennzeichnet ist durch granulozytäre Infiltration, Ödem und geringe Vaskularisation des Transplantatbettes. Am 6. Tag hat sie ihr Maximum erreicht und ist am 10. Tag beendet.

Nach allogener Verpflanzung (CAP → LEW; RtH-1-inkompatibel) mündet die unspezifische Entzündungsreaktion in eine spezifische Reaktion, die charakterisiert ist durch zunehmende Infiltration mit kleinen Lymphozyten, Lymphoblasten und Makrophagen sowie durch Ödembildung, unmittelbar gefolgt von einer starken Vaskularisation. Die spezifische Reaktion erreicht ihren Höhepunkt am 14. Tag. Sie wird abgelöst von einer phagozytären Phase mit Beseitigung der nekrotischen Spenderzellen (Epithel, Endothel, Keratozyten). Nach 35 Tagen bleibt lediglich ein unversehrtes klares Spenderstroma zurück.

Deshalb wird die Abstoßung des Hornhauttransplantates als eine spezifisch immunologische Reaktion angesehen, bei der die Zellen zerstört werden, die Transplantationsantigene tragen. Hingewiesen wird auf den phasenhaften Verlauf der Reaktion, der bei Abstoßungsvorgängen anderer Gewebe nicht so klar beobachtet werden kann.