Validation of a novel epicutaneous delivery system for patch testing of house dust mite-hypersensitive dogs

Authors


  • Sources of Funding: This study was funded by a research grant from DBV Technologies to North Carolina State University.

  • Conflict of Interest: Nathalie Donne and Lucie Mondoulet are employed by DBV Technologies.

Thierry Olivry, Department of Clinical Science, North Carolina State University, College of Veterinary Medicine, 1060 William Moore Drive, Raleigh, NC 27607, USA. E-mail: tolivry@ncsu.edu

Abstract

Background – Patch tests with allergens are used for the evaluation of cellular hypersensitivity to food and environmental allergens in dogs and humans with atopic dermatitis. Viaskin is a novel allergen epicutaneous delivery system that enhances epidermal allergen capture by immune cells.

Objectives – To compare the use of Viaskin and Finn chamber patch tests in dogs hypersensitive to mite allergens.

Methods – Empty control or Dermatophagoides farinae house dust mite-containing Viaskin or Finn chamber patches were applied to the thoracic skin of six mite-hypersensitive Maltese-beagle crossbred atopic dogs. Lesions were graded 49 and 72 h after patch test application, and skin biopsies were collected after 72 h. Overall microscopic inflammation, eosinophil and T-lymphocyte infiltrations were scored.

Results – Positive macroscopic patch test reactions developed at five of six Viaskin application sites and four of six Finn chamber application sites. Median microscopic epidermal and dermal inflammation, as well as eosinophil and CD3 T-lymphocyte dermal scores were always higher in biopsies collected at Viaskin than at Finn chamber sites. Microscopic inflammation scores were significantly higher after mite allergen-containing Viaskin compared with empty patches, but this was not the case for mite-containing Finn chambers compared with control chambers. Scores obtained using Viaskin were not significantly different from those obtained using Finn chambers. Macroscopic and microscopic scores were significantly correlated.

Conclusions and clinical importance – In mite-allergic dogs, Viaskin epicutaneous delivery systems appear to induce stronger allergen-specific inflammation than currently used Finn chamber patch tests. Consequently, Viaskin patches might offer a better alternative for screening cellular hypersensitivity to food and environmental allergens.

Résumé

Contexte –  Les patchs tests d’allergènes sont utilisés pour évaluer l’hypersensibilité cellulaire aux aliments et aux allergènes environnementaux chez l’homme et chez les chiens atteints de dermatite atopique. Viaskin est un nouveau système de distribution épicutanée d’allergène qui favorise la capture allergénique épidermique par les cellules immunitaires.

Objectifs –  Comparer l’utilisation de Viaskin et de patchs tests Finn chamber chez les chiens sensibilisés aux allergènes d’acariens.

Méthodes –  Des contrôles vides, des Viaskin ou des patchs Finn chamber contenant l’acarien de la poussière de maison Dermatophagoides farinae ont été appliqués sur la peau du thorax de six chiens atopiques croisés beagle-maltais allergiques aux acariens. Les lésions ont été notées 49 et 72 h après l’application des patchs et des biopsies cutanées ont été prélevées après 72 heures. L’inflammation microscopique globale, les infiltrations éosinophiliques et lymphocytaire T ont été notées.

Résultats –  Les réactions positives macroscopiques des patchs se sont développées pour cinq des six sites d’application de Viaskin et pour quatre sur six des sites d’application des patchs Finn chamber. La moyenne microscopique de l’inflammation épidermique et dermique, les scores dermiques des éosinophiles et de lymphocytes T CD3 étaient toujours plus élevés pour les biopsies issues des sites de Viaskin que de Finn chamber. Les scores d’inflammation microscopique étaient significativement plus élevés après l’application de Viaskin contenant des allergènes d’acariens qu’avec des patchs vides mais ce n’était pas le cas avec les patchs Finn chamber contenant les acariens comparé aux chambres contrôles. Les scores obtenus utilisant Viaskin n’étaient pas significativement différents de ceux obtenus par les patchs Finn chamber. Les scores macroscopiques et microscopiques étaient significativement corrélés.

Conclusions et importance clinique –  Chez les chiens allergiques aux acariens, le système de diffusion épicutanée Viaskin semble induire une inflammation spécifique d’allergène plus forte que les patchs Finn chamber actuellement utilisés. Ainsi, les patchs Viaskin pourraient offrir une meilleure alternative pour le screening cellulaire de l’hypersensibilité aux aliments et aux allergènes environnementaux.

Resumen

Introducción –  las pruebas de parche con alergenos se utilizan para la evaluación de la hipersensibilidad celular a los alimentos y alergenos ambientales en perros y seres humanos con dermatitis atópica. Viaskin es un nuevo sistema de liberación de alergenos por vía epicutánea que favorece la captura de alergenos por las células del sistema inmunitario.

Objetivos –  comparar el uso de Viaskin y las pruebas de parche de cámara de Finn en perros con hipersensibilidad a alergenos de ácaros.

Métodos –  se aplicaron controles vacíos o Viaskin o parches de cámaras de Finn conteniendo ácaros del hogar en la piel del tórax en seis perros cruzados atópicos Maltes-Beagle con hipersensibilidad a ácaros. Las lesiones se evaluaron a las 49 y 72 horas tras la aplicación del parche, y se tomaron biopsias de piel tras 72 h. Se valoraron el grado general de inflamación, y los infiltrados ricos en eosinófilos y linfocitos T.

Resultados –  reacciones positivas macroscópicas a las pruebas de parche se desarrollaron en cinco de las seis localizaciones con la aplicación de Viaskin y en cuatro de los seis lugares con las cámaras de Finn. La media de los valores de inflamación microscópica en la epidermis y la dermis, así como los valores de infiltración con eosinófilos y linfocitos CD3 fueron siempre mayores en biopsias tomadas de los lugares aplicados con Viaskin comparados con los lugares con cámara de Finn. Los valores de inflamación microscópica fueron significativamente más altos tras la aplicación de Viaskin con alergeno de ácaros comparado con los parches vacíos, pero no fue así el caso de las cámaras de Finn con alergeno de ácaros comparado con las cámaras control. Los valores obtenidos con Viaskin no fueron significativamente diferentes de los valores obtenidos usando las cámaras de Finn. Los valores macroscópicos y microscópicos estuvieron significativamente correlacionados.

Conclusiones e importancia clínica –  en perros con alergia a los ácaros, el sistema de aplicación epicutánea Viaskin parece inducir un mayor grado de inflamación especifica de alergenos que las actualmente utilizadas pruebas de parche de cámaras de Finn. Por consiguiente, los parches de Viaskin podrían ofrecer una mejor alternativa para investigar hipersensibilidad a alergenos ambientales y alimentarios.

Zusammenfassung

Hintergrund –  Patch Tests mit Allergenen werden für die Evaluierung der zellulären Hypersensibilität auf Futter- und Umgebungsallergene bei Hunden und Menschen mit atopischer Dermatitis eingesetzt. Viaskin ist ein neues epikutanes Allergen-Transportsystem, welches das Abfangen der epidermalen Allergene durch Immunzellen verstärkt.

Ziele –  Ein Vergleich von Viaskin und Finn Kammer Patch Tests bei Hunden mit einer Hypersensibilität auf Milbenallergene.

Methoden –  Leere Kontrollen oder Dermatophagoides farinae Hausstaubmilben enthaltende Viaskin oder Finn Kammer Patches wurden an der Haut des Thorax von sechs Milben-hypersensiblen atopischen Malteser-Beagle Mischlingshunden aufgebracht. Die Veränderungen wurden nach 49 und 72h des Patch Tests beurteilt und Hautbiopsien wurden nach 72h entnommen. Es wurde die Entzündung, die eosinophile Infiltration sowie die Infiltration mit T Lymphozyten mikroskopisch bewertet.

Ergebnisse –  An fünf von sechs Viaskin Applikationsstellen sowie an vier von sechs Finn Kammer Applikationsstellen entwickelten sich positive, makroskopisch erfassbare Patch Test Reaktionen. Der Medianwert für mikroskopisch erfassbare epidermale und dermale Entzündung, sowie eosinophile und CD3 T-Lymphozyten Werte waren immer in den Biopsien aus dem Viaskin höher als bei denen aus den Finn Kammern. Die mikroskopischen Entzündungswerte waren signifikant höher in den Viaskin im Vergleich zu leeren Patches, was aber bei Finn Kammern mit Milben im Vergleich zu den Kontrollkammern nicht der Fall war. Die Auswertung mittels Viaskin war nicht signifikant unterschiedlich im Vergleich zu jener der Finn Kammern. Die makroskopische und mikroskopische Auswertung korrelierte signifikant.

Schlussfolgerungen und klinische Bedeutung –  Bei Milben-allergischen Hunden scheint das epikutane Viaskin Allergen-Transportsystem eine deutlichere entzündliche Reaktion auszulösen, wie der derzeitig verwendete Finn Kammer Patch Test. Folglich ist es möglich, dass Viaskin Patches eine bessere Alternative für ein Screening der zellulären Hypersensibilität auf Futter- und Umgebungsallergene darstellen.

Abstract

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