Mota 1964 'the Mechanism of Anaphylaxis II. the Role of 'Mast Cell Sensitizing' Antibody and Delayed...

8/10/2019 Mota 1964 'the Mechanism of Anaphylaxis II. the Role of 'Mast Cell Sensitizing' Antibody and Delayed Hypersensiti

1/7

I m m u n o l o g y , 1 9 6 4 ,

7 , 7 0 0 .

T h e M e c h a n i s m

o f

A n a p h y l a x i s

I I . THE ROLE

OF

MAST

CELL SENSITIZING

ANTIBODY

ND

DEL YED

HYPERSENSITIVITY

IN

R T ANAPHYLAXIS

I

MOTA*

D i v i s i o n

o f

B i o l o g i c a l

a n d M e d i c a l

R e s e a r c h ,

A r g o n n e N a t i o n a l

L a b o r a t o r y ,

A r g o n n e ,

I l l i n o i s

( R e c e i v e d 2 2 n d

J a n u a r y

1 9 6 4 )

Summary.

B o t h i m m e d i a t e a n d d e l a y e d c u t a n e o u s

r e a c t i o n s w e r e f o u n d t o

b e

p r e s e n t i n r a t s a c t i v e l y s e n s i t i z e d

b y t h e i n j e c t i o n

o f a n t ig e n p l u s B o r d e t e l l a p e r t u s s i s

o r g a n i s m s .

D e l a y e d

h y p e r s e n s i t i v i t y

p r e c e d e d

t he a p p e a r a n c e

o f

m a s t c e l l

s e n s i t i z -

i n g a n t i b o d y MCSAb)

i n t h o s e a n i m a l s

w h i c h w e r e o n l y f u l l y

s u s c e p t i b l e t o

a n a p h y l a x i s

w h e n b o t h d e l a y e d

a n d

i m m e d i a t e r e a c t i o n s h a d r e a c h e d t h e i r

m a x i -

mum. P a s s i v e a n a p h y l a x i s

w i t h MCSAb w a s f a t a l o n l y

when

t r a n s f e r r e d t o

a c t i v e l y

s e n s i t i z e d r a t s a t a

t i m e

w h e n

t h e a n i m a l s h a d d e l a y e d c u t a n e o u s

r e a c t i o n s

b u t

w e r e

n o t

y e t

f u l l y

s u s c e p t i b l e t o

a n a p h y l a x i s .

I t i s

s u g g e s t e d t h a t a n a p h y l a x i s i n

r a t s

i s d u e

t o

a n

a d d i t i v e

o r s y n e r g i s t i c

e f f e c t b e t w e e n i m m e d i a t e a n d

d e l a y e d

h y p e r s e n s i t i v i t i e s .

INTRODUCTION

Th e

p r e c e d i n g

p a p e r ( M o t a ,

1 9 6 4 )

s h o w e d t h a t

r a t s i m m u n i z e d u n d e r

g i v e n c o n d i t i o n s

p r o d u c e d

a

t h e r m o l a b i l e

a n t i b o d y

c a u s i n g

m a s t c e l l

d a m a g e

u p o n

r e a c t i o n

w i t h

a n t i g e n .

Th e

a n t i b o d y

was t e r m e d m a s t c e l l

s e n s i t i z i n g

a n t i b o d y

( M C S A b ) . I n j e c t i o n

o f

B o r d e t e l l a

p e r t u s s i s ,

i n

a d d i t i o n

t o t h e

a n t i g e n ,

p r o v e d p a r t i c u l a r l y

e f f e c t i v e

i n

s t i m u l a t i n g

t h e

p r o -

d u c t i o n

o f t h i s

a n t i b o d y .

A l t h o u g h

t h e r e

was

l i t t l e

room f o r d o u b t

t h a t B .

p e r t u s s i s

a c t e d

t h r o u g h

a n

a d j u v a n t e f f e c t ,

r e s u l t i n g

i n

i n c r e a s e d

p r o d u c t i o n

o f

MCSAb,

i t was n o t

e s t a b l i s h e d

t h a t t h i s

a n t i b o d y

a l o n e c o u l d

p r o d u c e

t h e s e v e r e a n d

f r e q u e n t l y

f a t a l

a n a p h y -

l a x i s

o b s e r v e d i n

r a t s

s e n s i t i z e d

w i t h B .

p e r t u s s i s

T h e

p r e s e n t p a p e r

r e p o r t s

t h e r e s u l t s

o f

i n v e s t i g a t i o n s

u n d e r t a k e n t o e x a m i n e t h e r o l e o f MCSAb

i n

r a t


MATERIAL

ND

METHODS

A n i m a l s ,

p r o t e i n s , d r u g s

a n d

t e c h n i q u e s ,

w i t h

t h e

e x c e p t i o n s

n o t e d

b e l o w ,

were t h e

s a m e

a s

d e s c r i b e d i n t he

p r e v i o u s

p a p e r ( M o t a , 1 9 6 4 ) .

P r o d u c t i o n

o f

A c t i v e

C u t a n e o u s

A n a p h y l a x i s A C A

C

r e a c t i o n s w e r e i n d u c e d

i n

a c t i v e l y

s e n s i t i z e d r a t s known

t o

c o n t a i n serum

MCSAb

b y

i n t r a v e n o u s

i n j e c t i o n

o f

2 - 5

m g .

E v a n s b l u e i n

1

m l . s a l i n e

f o l l o w e d

i m m e d i a t e l y b y

*

P r e s e n t

a d d r e s s :

D e p a r t m e n t

o f

H i s t o l o g y ,

M e d i c a l

S c h o o l ,

U n i v e r s i t y

o f S a o

P a u l o ,

S a o

P a u l o ,

B r a z i l .

7 0 0


2/7

i n t r a d e r m a l

i n j e c t i o n

o f 0 - 1 m l .

s a l i n e

( 0 - 8 5

p e r

c e n t

N a C I )

c o n t a i n i n g

s m a l l

g r a d e d

d o s e s

o f t h e

s p e c i f i c

a n t i g e n .

Th e a n i m a l s

w e r e

k i l l e d

2 5 - 3 0 m i n u t e s a f t e r

a n t i g e n

i n j e c t i o n s

a n d

t h e

l e s i o n s

w e r e

m e a s u r e d

i n t h e i n n e r

s i d e o f

t h e s k i n w i t h

a

t r a n s p a r e n t

r u l e r .

C o n t r o l

r e a c t i o n s w e r e

o b t a i n e d

b y


i n j e c t i o n

o f

0 - 1

m l . s a l i n e

c o n t a i n i n g

a n t i g e n

i n

n o n s e n s i t i z e d

r a t s

a n d 0 - 1 m l . s a l i n e

i n

s e n s i t i z e d a n i m a l s .

T e c h n i q u e

f o r

O b t a i n i n g

S e r u m

a n d

T e s t i n g f o r

MCSAb

S m a l l

s a m p l e s

o f s e r u m w e r e

o b t a i n e d

f r o m

s e n s i t i z e d a n i m a l s

b y

p u n c t u r e

o f

t h e

o p h t h a l m i c

v e n o u s

p l e x u s

a c c o r d i n g

t o t h e

t e c h n i q u e

d e s c r i b e d

b y

H a l p e r n

a n d

P a c a u d

( 1 9 5 1 ) .

T h e

p r e s e n c e

o f

MCSAb

i n t h e s e

s a m p l e s

was

d e t e r m i n e d

b y

p a s s i v e

c u t a n e o u s


( P C A ) a l l o w i n g

a

7 2

h o u r

i n t e r v a l

b e t w e e n a n t i s e r u m a n d

a n t i g e n

i n j e c t i o n s .

RESULTS

ROLE OF

HISTAMINE

ND 5-HYDROXYTRYPTAMINE

( 5 H T )

IN

ACA

I f

MCSAb

w e r e

r e s p o n s i b l e

f o r a l l

s y s t e m i c


i n

r a t s ,

t h e

f i n d i n g s

i n

t h e

p r e c e d i n g

p a p e r

t h a t

PCA i n d u c e d w i t h MCSAb

c a n

b e

c o m p l e t e l y

p r e v e n t e d

b y

p r e t r e a t m e n t

w i t h

a n

a n t i h i s t a m i n e

[ m e p y r a m i n e

( p y r i l a m i n e

m a l e a t e ,

U . S . P . ) ]

a n d

an

a n t i - 5 H T ,

[ 2 - b r o m o - D - l y s e r g i c a c i d

d i e t h y l a m i d e

( B O L - 1 4 8 ) ]

w o u l d

b e

a t

v a r i a n c e

w i t h

p r e v i o u s

o b s e r v a t i o n s

t h a t n e i t h e r

a n t i h i s t a m i n e s

n o r

a n t i - 5 H T

d r u g s

n o r

b o t h

t o g e t h e r

p r o t e c t e d r a t s

f r o m

a n a p h y l a c t i c

d e a t h

( s e e

M o t a ,

1 9 6 3 f o r

r e f e r e n c e s ) .

T h e r e f o r e ,

i t

s e e m e d

n e c e s s a r y

t o f i n d

o u t w h e t h e r

ACA

r e a c t i o n s

i n d u c e d

i n

r a t s

s e n s i t i z e d w i t h

a n t i g e n p l u s

B .

p e r t u s s i s c o u l d

a l s o

b e a b o l i s h e d

b y

m e p y r a m i n e

a n d

B O L - 1 4 8 .

ACA

r e -

a c t i o n s w e r e

i n d u c e d b y


i n j e c t i o n

o f 0 1

m l .

s a l i n e

c o n t a i n i n g 0 - 2 ,

0 1

0

0 5 ,

0 - 0 2 5

o r

0 0 1

m g .

o v a l b u m i n

( E a )

i n

t h e

d o r s a l

s k i n o f

s e n s i t i z e d

c o n t r o l

a n i m a l s

a n d

s e n s i t i z e d

a n i m a l s

p r e t r e a t e d w i t h

m e p y r a m i n e

p l u s B O L - 1 4 8 .

Wh e n

t h e

r e a c t i o n s

w e r e

r e a d

3 0 m i n u t e s

l a t e r ,

a l l

s e n s i t i z e d

c o n t r o l

r a t s

h a d l e s i o n s

t h a t

v a r i e d i n

d i a m e t e r f r o m

1 0

t o

2 2

m m . ,

w h e r e a s t h e a n i m a l s

p r e t r e a t e d

w i t h

m e p y r a m i n e a n d

B O L - 1 4 8

s h o w e d

n o v i s i b l e

r e a c t i o n .

PRESENCE

OF DEL YED

UT NEOUS

REACTION

Th e

a b o v e r e s u l t s

a p p e a r e d i n d e e d

t o

i n d i c a t e a

d i s c r e p a n c y

b e t w e e n t h e

e f f e c t

o f

a n t a g o n i s t s o f

h i s t a m i n e a n d

5HT i n

s y s t e m i c

a n a p h y l a x i s a n d

t h e e f f e c t o f

t h e s e s a m e

d r u g s

i n

ACA.

H o w e v e r , when a

g r o u p o f

a c t i v e l y

s e n s i t i z e d

r a t s

p r e t r e a t e d w i t h

BOL-

1 4 8

a n d

m e p y r a m i n e ,

a n d

c h a l l e n g e d

w i t h o u t

p r o d u c i n g a n y

v i s i b l e

r e a c t i o n

i n

t h e

i n j e c t i o n

s i t e s a t

3 0

m i n u t e s , w a s

e x a m i n e d 4

h o u r s

l a t e r ,

a f a i n t

b u t

d e f i n i t e

b l u e c o l o u r w a s

s e e n

a r o u n d t h e

i n j e c t i o n s i t e s

Th e

r e a c t i o n

i n c r e a s e d

w i t h

t i m e

t o

f o r m a

b l u e r i n g

s u r r o u n d -

i n g

a

h a r d

a n d

d e e p

n o d u l a r l e s i o n

w h i c h w a s s t i l l

p r e s e n t

2 4 h o u r s

l a t e r , a n d

i n s o m e

a n i m a l s e v e n

4 8

h o u r s

l a t e r , b y

w h i c h t i m e a

c e n t r a l

n e c r o t i c

a r e a h a d

d e v e l o p e d .

B e c a u s e

o f

t h e

v e r y

l o w

l e v e l

o f

p r e c i p i t a t i n g

a n t i b o d y i n t h e

s e r a

o f t h e s e

a n i m a l s a n d

t h e

s l o w

d e v e l o p m e n t o f t he

l e s i o n s ,

t h e y w e r e

c o n s i d e r e d

a s d e l a y e d

c u t a n e o u s

r e a c t i o n s .

I t s e e m e d

c l e a r

t h e n t h a t

t h e s e

a n i m a l s h a d

a

m i x e d

c u t a n e o u s

r e a c t i o n i n

w h i c h

t h e f i r s t

i m m e d i a t e

t y p e


r e a c t i o n w a s

f o l l o w e d b y

a

d e l a y e d - t y p e

r e a c t i o n a n d

t h e e f f e c t o f

m e p y r a m i n e

a n d

BOL-148 w a s t o

s u p p r e s s

t he f i r s t

r e a c t i o n

w i t h o u t

i n t e r f e r i n g w i t h

t h e

s e c o n d .

M e c h a n i s m

o f A n a p h y l a x i s

7 0 1


3/7

THE

EFFECT OF MEPYR MINE

ND

BOL-148 ON P ND

INDU ED

SIMULT NEOUSLY

IN

THE

S ME

NIM L

I n

t h e

f a c e

o f

t h e s e r e s u l t s m o r e

e x p e r i m e n t s w e r e n e e d e d t o

e l i m i n a t e

t h e p o s s i b i l i t y

t h a t

s i m i l a r r e a c t i o n s

c o u l d o c c u r

a f t e r p a s s i v e

s e n s i t i z a t i o n w i t h

r a t a n t i s e r u m t a k e n

f r o m

a n i m a l s g i v i n g d e l a y e d

c u t a n e o u s r e a c t i o n s

a n d h a v i n g

M S b

i n t h e i r s e r a .

A c c o r d i n g l y ,

r a t s

a c t i v e l y

s e n s i t i z e d

t o

Ea

w e r e

p r e p a r e d

f o r

PCA

b y

i n j e c t i n g

0 - 1

m l .

o f

t h r e e

d i f f e r e n t

r a t

a n t i s e r a c o n t a i n i n g

M S b t o human

s e r u m a l b u m i n

( H S A ) i n

o n e

s i d e o f t h e

d o r s a l s k i n .

S e v e n t y - t w o h o u r s

l a t e r t h e a n i m a l s

w e r e i n j e c t e d i n t r a v e n o u s l y

w i t h

1

m l .

s a l i n e

c o n t a i n i n g

e x c e s s HS a n d

E v a n s

b l u e ,

a n d

i m m e d i a t e l y a f t e r w a r d s

t h e y

w e r e i n j e c t e d i n

t h r e e s i t e s

o n

t h e n o n - i n j e c t e d

s i d e o f

t h e d o r s a l

s k i n w i t h 0 . 1 m l .

s a l i n e

c o n t a i n i n g

0 - 0 1 ,

0 - 1

a n d 0 - 2

m g .

E a .

On e g r o u p w a s g i v e n

n o o t h e r t r e a t m e n t ;

a n o t h e r g r o u p

w a s p r e t r e a t e d

w i t h m e p y r a m i n e

a n d B O L - 1 4 8 .

Th e r e s u l t s

o f t h e s e e x -

p e r i m e n t s

s h o w e d t h a t , 3 0

m i n u t e s a f t e r

c h a l l e n g e ,

b o t h

PCA a n d r e a c t i o n s

w e r e

p r e s e n t

i n

t h e

c o n t r o l a n i m a l s ;

i n t h e

a n i m a l s p r e t r e a t e d

w i t h m e p y r a m i n e

a n d BOL-148

n o

r e a c t i o n c o u l d

b e

d e t e c t e d .

T h i s

w a s v e r i f i e d b y e x t e r n a l

i n s p e c t i o n o f

t h e i n j e c t i o n

s i t e s

a n d b y

k i l l i n g

s o m e

o f

t h e

a n i m a l s

a n d

o b s e r v i n g

t h e

l e s i o n s

o n

t h e

i n n e r

s i d e

o f

t h e

s k i n . Th e r e m a i n i n g

a n i m a l s w e r e

t he n o b s e r v e d a f t e r 6 ,

1 2 a n d 2 4 h o u r s .

Deep i n d u r a t e d

l e s i o n s w e r e

d e t e c t e d a t

6 , 1 2 a n d 2 4

h o u r s i n

t he

s i t e s

p r e p a r e d f o r ACA,

b u t a t

n o

t i m e

d i d

t h e

s i t e s p r e p a r e d

f o r

PCA s h o w

a c c u m u l a t i o n

o f

d y e o r

a n y

o t h e r

v i s i b l e r e a c t i o n .

ROLE

OF

MCSAb ND

DEL YED

HYPERSENSITIVITY

IN

R T N PHYL XIS

Th e

r e s u l t s

o f

t h e

p r e v i o u s

e x p e r i m e n t s

s u g g e s t e d

t h a t


i n

r a t s i s

t h e

r e s u l t

o f

a m i x e d

r e a c t i o n

i n w h i c h b o t h i m m e d i a t e

a n d

d e l a y e d h y p e r s e n s i t i v i t y

a r e

p r e s e n t .

E x p e r i m e n t s

w e r e

t h e n

p l a n n e d

t o e x a m i n e

t h e r o l e

o f

e a c h o f t h e s e f a c t o r s

i n

s y s t e m i c


i n t h e r a t .

P a s s i v e

S y s t e m i c


w i t h

MCSAb

To

a s s e s s t h e r o l e

o f

MCSAb i n

s y s t e m i c

a n a p h y l a x i s , p a s s i v e

s y s t e m i c


was

i n d u c e d

w i t h MCSAb.

Te n

r a t s

w e r e

i n j e c t e d

v i a

t h e

t a i l v e i n

on

e a c h

o f two

c o n s e c u t i v e

d a y s

w i t h

5

m l .

o f r a t a n t i s e r u m

c o n t a i n i n g

MCSAb

t o

E a .

S e v e n t y - t w o

h o u r s

a f t e r

t h e

f i r s t

i n j e c t i o n t h e y

w e r e

i n j e c t e d i n t r a v e n o u s l y

w i t h

1 0

m g .

E a . On e t o

2

m i n u t e s

a f t e r

a n t i g e n

i n j e c t i o n

a l l

a n i m a l s

s h o w e d

s i g n s

o f


s u c h a s

d i f f i c u l t y

i n

b r e a t h i n g ,

w e a k n e s s

a n d

h y p e r a e m i a

o f e a r s

a n d

f e e t .

S y m p t o m s

i n c r e a s e d w i t h

t i m e ,

a n d

a t

3 0

m i n u t e s

t h e


p r o s t r a t e

a n d

c y a n o t i c .

H o w e v e r ,

t h e s e

s y m p t o m s

s u b s i d e d

w i t h i n

1

h o u r

a n d

a l l t he

a n i m a l s

h a d

r e c o v e r e d

b y

2

h o u r s

a f t e r

a n t i g e n .

S i x

h o u r s

l a t e r

t h e

a n i m a l s

w e r e

k i l l e d ,

a n d

t h e

s k i n

was

f i x e d

a n d

s t a i n e d

a s

d e s c r i b e d e l s e w h e r e

( M o t a ,

1 9 5 7 ) .

M i c r o s c o p i c

o b s e r v a t i o n

o f t he

s u b c u t a n e o u s t i s s u e

o f

t h e s e

a n i m a l s

s h o w e d

g e n e r a l i z e d

m a s t c e l l

d i s r u p t i o n .

TIME

COURSE

OF

PPE R N E

OF

DEL YED

HYPERSENSITIVITY,

MCSAb

ND N PHYL XIS

IN

TIVELY

SENSITIZED

RATS

Th e

t i m e

c o u r s e

o f

a p p e a r a n c e

o f

MCSAb

a n d

d e l a y e d


w as

t h e n

s t u d i e d

i n an

a t t e m p t

t o e s t a b l i s h

t h e

r e l a t i v e

i m p o r t a n c e

o f

t h e s e two

f a c t o r s i n

s y s t e m i c


i n

r a t s .

l a r g e

number

o f

a n i m a l s

w as

i n j e c t e d

w i t h 0 - 2 5 m l . B .

p e r t u s s i s

c o n t a i n i n g 0 - 2 5

m g .

Ea

i n

t h e

d o r s a l s k i n

o f

e a c h

f o o t .

A t

3 4

5

6

8 a n d

1 2

d a y s

g r o u p s

7 0 2

I

M o t a


4/7

o f a n i m a l s w e r e i n j e c t e d e i t h e r

i n t r a d e r m a l l y ,

w i t h 0 - 1

m l .

s a l i n e

c o n t a i n i n g

0 - 0 1 o r 0 - 2

m g .

E a ,

f o r c u t a n e o u s r e a c t i o n s , o r i n t r a v e n o u s l y ,

w i t h 1 0

m g .

E a ,

f o r

s y s t e m i c

r e a c t i o n s .

I n

a l l

i n s t a n c e s t h e

a n i m a l s w e r e b l e d

b e f o r e

a n t i g e n

i n j e c t i o n

a n d

t h e i r

s e r a

w e r e

t e s t e d

f o r

MCSAb.

Th e

r e s u l t s

o f t h i s

e x p e r i m e n t

a r e

s h o w n

i n

T a b l e

1 I t c a n b e s e e n

t h a t

4

a n d

TABLE

1

DEVELOPMENT

OF DEL YED

UT NEOUS

REACTIONS, M S b

ND

ANA-

PHYLAXIS IN

RATS SENSITIZED

WITH ANTIGEN

P L u S

B .

p e r t u s s i s

D a y s

a f t e r D e l a y e d

Ssei


c u t a n e o u s

MCSAb

S s a n a p h y a i s

i n j e c t i o n

r e a c t i o n

3

0 / 5

0 / 1 0 0 / 5

4

2 / 5 0 / 1 0

0 / 5

5 5 / 6 0 / 1 2 0 / 6

6 5 / 5 1 1 / 1 5 1 0 / 1 0

( 3

d i e d )

8 7 / 8 1 6 / 1 8 1 0 / 1 0

( 8

d i e d )

1 2

1 0 / 1 0

2 0 / 2 0

1 0 / 1 0

( a l l d i e d )

I n e a c h c o l u m n t h e

f i r s t

f i g u r e r e p r e s e n t s

t h e

number

o f

a n i m a l s

g i v i n g

a

p o s i t i v e t e s t a n d t h e

s e c o n d

f i g u r e

t h e t o t a l

number

o f

a n i m a l s

t e s t e d .

5

d a y s

a f t e r

t h e s e n s i t i z i n g

i n j e c t i o n d e l a y e d c u t a n e o u s r e a c t i o n s w e r e a l r e a d y p r e s e n t ,

b u t

n o

MCSAb

o r

s y s t e m i c a n a p h y l a x i s c o u l d

b e d e t e c t e d a t t h a t t i m e . H o w e v e r ,

o n

t he

s i x t h

d a y m o s t

o f t h e

a n i m a l s

g a v e

b o t h MCS b a n d d e l a y e d

c u t a n e o u s

r e a c t i o n s ,

a n d

m i l d o r s t r o n g s h o c k r e s u l t e d a f t e r

i n t r a v e n o u s

i n j e c t i o n o f a n t i g e n . I t m u s t b e

n o t e d t h a t ,

a l t h o u g h

a l l

t he

a n i m a l s s h o w e d s i g n s o f s h o c k

( s u c h a s

d i f f i c u l t y i n b r e a t h i n g

a n d

w e a k -

n e s s )

i m m e d i a t e l y a f t e r a n t i g e n

i n j e c t i o n ,

t h e s e

s i g n s h a d d i s a p p e a r e d a n d

t h e

a n i m a l s h a d

a p p a r e n t l y

r e c o v e r e d a b o u t

1

h o u r

l a t e r .

H o w e v e r , 6

h o u r s a f t e r

a n t i g e n

i n j e c t i o n t h e

a n i m a l s

w e r e

a g a i n w e a k ,

a n d 4

h o u r s

l a t e r ,

when t h e y w e r e o b s e r v e d

f o r

t he

l a s t

t i m e

t h a t d a y ,

t h e y

w e r e a l l p r o s t r a t e . On

t he f o l l o w i n g

d a y

a l l

h a d r e c o v e r e d

e x c e p t

f o r

t h r e e

t h a t

w e r e

f o u n d

d e a d .

T h e s e t h r e e a n i m a l s

h a d

MCSAb

i n t h e

s e r u m ,

b u t s o d i d s o m e

o f t h e a n i m a l s

t h a t d i d

n o t d i e

( s e e

T a b l e

1 ) . On

t h e e i g h t h

d a y

a n d e v e n more o n t h e

t w e l f t h d a y

t he

a n i m a l s

h a d c u t a n e o u s r e a c t i o n s

o f t h e i m m e d i a t e t y p e ,

f o l l o w e d b y v e r y

c o n sp i c u o u s d e l a y ed r e a c t i o n s w h i c h a t t a i n e d

m a x i m a l

i n t e n s i t y

4 8 h o u r s

l a t e r .

On

t he

t w e l f t h d a y

a l l

a n i m a l s

h a d

M S b i n

t he

s e r u m a n d

a l l

s h o w e d v e r y s e v e r e

a n d f a t a l


PASSIVE

SYSTEMIC N PHYL XIS WITH MCSAb

I N R TS

WITH

DEL YED

HYPERSENSITIVITY

Th e

p r e v i o u s

e x p e r i m e n t

s u g g e s t e d

t h a t

a c t i v e l y

s e n s i t i z e d

r a t s

a r e

f u l l y

s u s c e p t i b l e

t o


o n l y

when

b o t h i m m e d i a t e a n d d e l a y e d h y p e r s e n s i t i v i t y a r e f u l l y

e s t a b l i s h e d .

I n

o r d e r

t o t e s t t h i s

p o s s i b i l i t y , r a t s w e r e

a c t i v e l y s e n s i t i z e d

b y i n j e c t i n g

Ea

p l u s

B .

p e r t u s s i s ,

a s

a l r e a d y d e s c r i b e d .

Some

o f

t h e a n i m a l s w e r e t h e n p a s s i v e l y

s e n s i t i z e d

b y

i n t r a v e n o u s i n j e c t i o n

o f 5 m l .

o f

r a t a n t i s e r u m c o n t a i n i n g

M S b

t o

Ea

PCA t i t r e , 1 0 0 )

o n t h e t h i r d

a n d f o u r t h

d a y s

a f t e r

t h e

a n t i g e n

i n j e c t i o n .

c o n t r o l g r o u p

o f

n o n s e n s i t i z e d

r a t s

w a s p a s s i v e l y s e n s i t i z e d i n t h i s s a m e w a y .

S e v e n t y - t w o

h o u r s

a f t e r

t h e f i r s t i n j e c t i o n

o f

a n t i s e r u m a n d 6

d a y s a f t e r a n t i g e n i n j e c t i o n , s o m e o f

e a c h

g r o u p o f a n i m a l s w e r e

i n j e c t e d

i n t r a d e r m a l l y

w i t h

0

0 1 , 0

1

o r 0 - 2

m g .

Ea f o r c u t a n e o u s r e a c t i o n s , a n d s o m e

w e r e

i n j e c t e d

v ia t he

t a i l

v e i n

w i t h

1

m l . s a l i n e

c o n t a i n i n g

1 0 m g . Ea f o r s y st em i c a n a p hy l a x i s .

7 0 3

e c h a n i s m o



5/7

Th e r e s u l t s o f

t h i s e x p e r i m e n t

a r e g i v e n

i n T a b l e

2 . A l l

a n i m a l s

i n

t h e

t h r e e

g r o u p s s h o w e d


s h o c k when

c h a l l e n g e d

i n t r a v e n o u s l y

w i t h

a n t i g e n , b u t s h o c k w a s

much

m o r e

s e v e r e

i n t h e a n i m a l s

s u b j e c t e d

t o

b o t h a c t i v e a n d

p a s s i v e

s e n s i t i z a t i o n , a l l o f w h i c h

d i e d

l e s s

t h a n 2 h o u r s

a f t e r c h a l l e n g e .

None o f t he

a n i m a l s

i n t h e p a s s i v e l y

s e n s i t i z e d

g r o u p d i e d

f r o m

a n a p h y l a c t i c s h o c k ,

a n d

o n l y

t h r e e

o f t e n

i n t h e a c t i v e l y s e n s i t i z e d

g r o u p

d i e d

( m a n y

h o u r s

a f t e r

a n t i g e n

i n j e c t i o n ) .

TABLE 2

THE

RESPONSE OF

RATS

TO

A C T I V E ,

P A S S I V E ,

ND ACTIVE PLUS PASSIVE

SENSITIZATION

P a s s i v e


w a s i n d u c e d

w i t h

M S b

i n a c t i v e l y

s e n s i t i z e d r a t s

a t a t i m e w h e n

c u t a n e o u s

d e l a y e d

r e a c t i o n s

w e r e p r e s e n t ,

b u t

t he


n o t y e t f u l l y s u s c e p t i b l e

t o


T i m e b e t w e e n


C u t a n e o u s


T r e a t m e n t

a c t i v e

s e n s i -

p a s s i v e s e n s i -

d e l a y e d

.l*

c h a l l e n g e

t i z a t i o n

a n d t i z a t i o n

a n d

d e a t y

A

y*

ang

c h a l l e n g e ( d a y s )

c h a l l e n g e

( d a y s )

r e a c t i o n d e a t h ( h r . )

A c t i v e


Ea

p l u s

B .

p e r t u s s i s

6

8 / 1 0

1 0 / 1 0

( 3 )

>10

P a s s i v e


MCSAb

t o Ea

3

1 5 / 1 5 ( 0 )

A c t i v e

a n d p a s s i v e

s e n s i t i z -

a t i o n

t o

Ea 6

3

6 / 6 ( 6 )


6/7

M e c h a n i s m

o f


h i s t a m i n e

a n d

5 H T ,

w h i c h

a l s o

o c c u r s

a s

a

r e s u l t o f

B .

p e r t u s s i s i n o c u l a t i o n ,

w as

f i r s t

t h o u g h t

t o

e x p l a i n

t h e

s e v e r i t y

o f


i n t h e s e

a n i m a l s ,

b u t i t w as l a t e r

s h o w n

t h a t t h e

i n c r e a s e d

s e n s i t i v i t y

t o


w as s t i l l

p r e s e n t

a t

a

t i m e

when


t o

h i s t a m i n e a n d

5HT

h a d

d i s a p p e a r e d ( M u n o z ,

S c h u c h a r d t

a n d

V e r w e y , 1 9 5 8 ) .

L a t e r

i t w as s h o w n

t h a t

a

s t r i k i n g

i n c r e a s e

i n

t h e


mast

c e l l

d a m a g e

a l s o

r e s u l t e d

a f t e r

s e n s i t i z a t i o n

w i t h

B .

p e r t u s s i s

M o t a , 1 9 5 8 ) .

H o w e v e r ,

t h e

o b s e r v a t i o n s

s h o w i n g

t h a t

r a t s

s e n s i t i z e d

i n

t h i s

w ay

a r e

n o t

p r o t e c t e d b y

p r e v i o u s

t r e a t m e n t

w i t h

a n t a g o n i s t s

o f

h i s t a m i n e

a n d

5HT

o r

b y

d e p l e t i o n

o f

t h e

mast c e l l

p o p u l a t i o n

w i t h

t h e

c o m p o u n d 4 8 / 8 0

( M o t a ,

1 9 6 3 ) s t r o n g l y s u g g e s t e d

t h a t

d a m a g e

t o

t h e mast

c e l l s

a l o n e c o u l d n o t

a c c o u n t

f o r


d e a t h i n

t h i s

s p e c i e s .

N e v e r t h e l e s s t h e r e

c a n b e

l i t t l e d o u b t t h a t

B .

p e r t u s s i s

h a s an

a d j u v a n t

e f f e c t

t h a t

i s r e f l e c t e d

i n

an

i n c r e a s e i n

a g g l u t i n i n s ( K i n d ,

1 9 5 7 ) ,

p r e c i p i t a t i n g a n t i b o d i e s ,

MCSAb

a n d i n

t h e

e s t a b l i s h m e n t

o f a

d e l a y e d

h y p e r s e n s i t i v i t y ,

a s

s h o w n

i n

t h i s

p a p e r .

Th e

i n c r e a s e

i n

t h e

p r o d u c t i o n

o f

t he

u s u a l

serum


a n t i b o d y

d o e s

n o t

s e em

t o

a c c o u n t

f o r

t h e s e v e r e


i n

t h e s e

a n i m a l s ,

s i n c e

r a t s

i m m u n i z e d

w i t h

r e p e a t e d

d o s e s

o f

a n t i g e n ,

a n d

h a v i n g

much

h i g h e r

l e v e l s

o f


a n t i b o d y

t h a n

r a t s

i n j e c t e d

w i t h

a

s i n g l e i n j e c t i o n

o f

a n t i g e n

p l u s

B .

p e r t u s s i s

d o n o t

s h o w

t h e

s e v e r e

a n d

f a t a l


e x h i b i t e d

b y

t h e

l a t t e r .

T h u s ,

i t

s e e m s

t h a t e i t h e r

e n -

h a n c e m e n t

i n

t h e

p r o d u c t i o n

o f

MCSAb,

o r t h e

p r e s e n c e

o f

a

d e l a y e d t y p e

o f

h y p e r -


or

b o t h ,

a r e l e f t

t o

a c c o u n t

f o r


i n t h i s

s p e c i e s .

W h e n

t h e

r o l e

p l a y e d

b y

MCSAb

i s

j u d g e d

b y

t h e

e x p e r i m e n t a l

r e s u l t s

i n

t h i s

p a p e r ,

i t

s e e m s

t h a t

t h e

p r o d u c t i o n

o f

t h i s

a n t i b o d y

a l o n e

c a n n o t

b e

e n t i r e l y r e s p o n s i b l e

f o r


d e a t h

i n

t h e s e

a n i m a l s .

T h e

r e s u l t s

s h o w i n g

t h a t

p a s s i v e


w i t h

MCSAb

i s

o n l y

a b l e

t o

m i m i c

t h e

f i r s t

s t a g e

o f

A C A ,

a n d

t h a t

a n t a g o n i s t s

o f

h i s t a m i n e

a n d

5 H T , a l t h o u g h

a b l e t o

p r e v e n t

PCA

w i t h

MCSAb,

a r e

n o t

a b l e t o

c o m p l e t e l y p r e v e n t

ACA,

i n d i c a t e d

t h a t

s o m e t h i n g

not

a t t a i n e d

b y

p a s s i v e


w i t h

s e r u m

w a s

p r e s e n t

i n

a c t i v e l y

s e n s i t i z e d

a n i m a l s .

W h e t h e r

t h e

a b s e n c e o f

f a t a l


a f t e r

p a s s i v e


w i t h

MCSAb

w as

d u e

t o

a

l o w

d o s e o f

a n t i b o d y

o r

t o

i t s

i n a b i l i t y

t o

i n d u c e

a l l

t h e

r e -

a c t i o n s t h a t

occur i n

a c t i v e l y

s e n s i t i z e d

a n i m a l s

i s

n o t

k n o w n . H o w e v e r , t he f a c t t h a t

g e n e r a l i z e d

mast

c e l l

d a m a g e

was

f o u n d

i n

t h e

a n i m a l s

s u b j e c t e d

t o

p a s s i v e

s y s t e m i c


s u g g e s t s

t h a t

t h e

amount

o f

a n t i b o d y

u s e d w a s a t

l e a s t s u f f i c i e n t t o

s e n s i t i z e

t h e s e

c e l l s

Th e

r e s u l t s

o f

t h e

e x p e r i m e n t s

i n

T a b l e

1

w h i c h s h o w

t h a t

d e l a y e d

c u t a n e o u s r e -

a c t i o n s a r e

p r e s e n t

a t a

t i m e

w h e n

MCSAb h a d

n o t

a p p e a r e d a n d a n a p hy l a x is c o u l d n o t

b e

i n d u c e d ,

t o g e t h e r

w i t h

t h e

o b s e r v a t i o n t h a t

f a t a l


c o u l d

n o t b e o b t a i n e d

a f t e r

p a s s i v e


w i t h

MCSAb,

s u g g e s t t h a t b o t h

d e l a y e d


a n d

MCSAb

may

b e

r e q u i r e d

s i m u l t a n e o u s l y

f o r

t h e f u l l

d e v e l o p m e n t o f a n a p h y l a x i s

i n

t h i s

s p e c i e s

T h e

f a t a l


t h a t

r e s u l t s

w h e n p a s s i v e s e n s i t i z a t i o n w i t h M S b i s

c o n f e r r e d

on

a c t i v e l y

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a n t i g e n p l u s B .

p e r t u s s i s

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7 0 6

L

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KNOWLEDGMENTS

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s k i l l e d t e c h n i c a l

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W i l l i a m s

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M i s s S a l l y V i e r l i n g .

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U . S . A t o m i c

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C o m m i s s i o n .

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g r a t e f u l

t o S a n d o z

P h a r m a c e u t i c a l s f o r

a

g e n e r o u s

g i f t o f

B O L - 1 4 8 .

REFERENCES

H A L P E R N ,

B .

N .

a n d

P A C A U D ,

A .

( 1 9 5 1 ) .

T e c hn i q u e

d e

p r e l e v e m e n t

d 6 c h a n t i l l o n s

d e s a n g c h e z

l e s

p e t i t s

a n i m a u x

d e l a b o r a t o i r e

p a r

p o n c t i o n

d u

p l e x u s

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C . R .

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R e l a t i o n s h ip

o f

t h e a n a p h y l a x i s


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p r o p e r t i e s

o f

H e m o p h i l u s

p e r t u s s i s

v a c c i n e .

J .

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T h e

a l t e r e d

r e a c t i v i t y

o f m i c e

a f t e r

i n o c u l a t i o n

w i t h

B o r d e t e l l a

p e r t u s s i s v a c c i n e .

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H i s t am i n e


a n d a n a p h y l a x i s

i n t h e

p e r t u s s i s - v a c c i n -

a t e d

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P r o c .

S o c .

e x p .

B i o l .

( N . Y . ) ,

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A c t i o n o f a n a p h y l a c t i c s h o c k

a n d

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on

m a s t c e l l s a n d

h i s t a m i n e

i n

r a t s .

B r i t .

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P h a r m a c o l . ,

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MOTA,

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( 1 9 5 8 ) .

M a s t

c e l l

a n d h i s t a m i n e

i n r a t

a n a p h y l a x i s :

Th e e f f e c t o f

H a e m o p h i l u s

p e r t u s s i s .

N a t u r e

( L o n d . ) , 1 8 2 ,

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F a i l u r e o f

r a t

a n d

r a b b i t

a n t i s e r u m

t o

p a s s i v e l y s e n s i t i z e

n o r m a l a n d p e r t u s s i s - t r e a t e d

r a t s a n d

m i c e s o a s t o i n d u c e

m a s t c e l l damage

a n d

h i s t a m i n e

r e l e a s e o n l a t e r

c o n t a c t w i t h a n t i g e n .

I m m u n o l o g y ,

5 ,

1 1 .

MOTA, I

( 1 9 6 3 ) .

M a s t c e l l s a n d a n a p h y l a x i s .

A n n .

N . Y .

A c a d . S c i

1 0 3 ,

2 6 4 .

MOTA,

I

( 1 9 6 4 ) . T h e

m e c h a n i s m o f a n ap hy l a xi s.

I

P r o d u c t i o n a n d b i o l o g i c a l

p r o p e r t i e s

o f m a s t

c e l l


a n t i b o d y . I m m u n o l o g y ,

7 ,

6 8 1 .

MUNOZ, J . , S C H U C H A R D T ,

L .

F .

a n d

VERWEY,

W.

F .

( 1 9 5 8 ) .

A n a p h y l a x is

i n

H e m o p h i l u s

p e r t u s s i s - t r e a t e d

m i c e .

I P a s s i v e a n a p h y l a x i s

w i t h h e t e r o l o g o u s

r a b b i t

a n t i b o d y .

.

I m m u n o l . ,

8 0 ,

7 7 .

Mota 1964 'the Mechanism of Anaphylaxis II. the Role of 'Mast Cell Sensitizing' Antibody and Delayed...

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