Characterisation of the pruritus responses and pruritic behaviours in an interleukin 31-induced canine model of pruritus

Vet Dermatol. 2023 Dec 27. doi: 10.1111/vde.13231. Online ahead of print.

Abstract

Background: Intravenous administration of interleukin (IL)-31 in healthy dogs has been used as a model to assess antipruritic drugs. However, there is no known in-depth characterisation of pruritic behaviours, and the repeatability of the IL-31-induced pruritus in the individual dogs is currently unknown.

Objectives: To evaluate the immediate/delayed pruritus responses and the pruritic behaviours observed in the IL-31-induced pruritic model in healthy dogs after repeated IL-31 injections.

Animals: Fifteen healthy laboratory beagles.

Methods: All dogs were video-recorded for 270 min after two intravenous recombinant IL-31 injections (1.75 μg/kg) and vehicle (phosphate-buffered saline, control) injections, respectively; interventions were randomised and performed with a 2 week wash-out period. Two blinded investigators reviewed the pruritic behaviours of all video recordings.

Results: Both canine IL-31 (IL-31_01, IL-31_02) injections significantly increased pruritic seconds and categorical minutes ('YES'/'NO' behaviour per discrete 1 min interval) in healthy dogs compared with both vehicle groups (Vehicle_01, Vehicle_02). The second intravenous canine IL-31 (IL-31_02) administered 14 days after the first IL-31 injection induced a significant increase in pruritic seconds (p = 0.021) and not pruritic categorical minutes (p = 0.231). An increase in pruritic seconds was observed in both IL-31 groups in the first 30 min post-administration, while there was no significant difference between IL-31 and vehicle groups.

Conclusions and clinical relevance: In conclusion, intravenous IL-31 reproducibly induces itch responses in dogs. Future evaluations of the canine IL-31 pruritic model should assess total pruritic behaviours in seconds rather than using a biased 'YES/NO' behaviour per 1 min scoring system.

Hintergrund: Die intravenöse Administration von Interleukin (IL)-31 wurde bei gesunden Hunden als Modell verwendet, um anti-pruritische Wirkstoffe zu beurteilen. Es gibt jedoch keine in die Tiefe gehende Charakterisierung von Juckreiz-Verhalten und die Reproduzierbarkeit von IL-31 induziertem Juckreiz ist beim einzelnen Hund zurzeit unbekannt.

Ziele: Das Ziel dieser Studie war eine Evaluierung des Pruritus vom Sofort- bzw Spättyp sowie des Juckreizverhaltens im IL-31 induzierten Juckreiz-Modell bei gesunden Hunden nach wiederholten IL-31 Injektionen.

Tiere: 15 gesunde Labor Beagles.

Methoden: Alle Hunde wurden nach zwei intravenösen Injektionen von rekombinantem IL-31 (1,75 μg/kg) bzw Trägermedium (mit Phosphat gepufferte Kochsalzlösung als Kontrolle) 270 min lang auf Video aufgezeichnet; die Intervention wurde zufällig zugeteilt und mit einer 2-wöchigen Auswaschzeit durchgeführt. Zwei geblindete UntersucherInnen reviewten das Juckreizverhalten auf allen Videoaufnahmen.

Ergebnisse: Beide caninen IL-31 (IL-31_01, IL-31_02) Injektionen erhöhten die Juckreizsekunden und die kategorischen Minuten („JA“/“NEIN“ Verhalten pro einzelnem Minutenintervall) bei gesunden Hunden im Vergleich zu beiden Gruppen mit Trägermedium (Trägermedium_01, Trägermedium_02). Das zweite intravenös verabreichte IL-31 (IL-31_02), welches 14 Tage nach der Injektion des ersten IL-31 verabreicht wurde, induzierte eine signifikante Erhöhung der Juckreizsekunden (p = 0,021) und der nicht juckenden kategorischen Minuten (p = 0,231). Eine Zunahme der Juckreizsekunden wurde in beiden IL-31 Gruppen während der ersten 30 min nach der Administration beobachtet, während kein signifikanter Unterschied zwischen den IL-31 und Trägermedium Gruppen bestand.

Schlussfolgerungen und klinische bedeutung: Zusammenfassend kann man sagen, dass die intravenöse IL-31 Reproduzierbarkeit Juckreizreaktionen bei Hunden auslöst. Zukünftige Untersuchungen des caninen IL-31 Juckreizmodells sollten das Pruritus Gesamtverhalten in Sekunden statt einem voreingenommenen „JA/NEIN“ Verhalten pro 1 min Bewertung beurteilen.

背景: 给健康犬静脉注射白细胞介素(IL)-31已被用作评估止痒药物的模型。然而,目前还不知道瘙痒行为的深层特征,IL-31诱导的瘙痒在犬个体中的可重复性目前尚不清楚。 目的: 评估重复注射IL-31后,在IL-31诱导的健康犬瘙痒模型中观察到的即时/延迟性瘙痒反应和瘙痒行为。 动物: 15只健康的实验比格犬。 方法: 分别在两次静脉注射重组IL-31(1.75μg/kg)和载体(磷酸盐缓冲盐水,对照)后,对所有犬进行270分钟的视频记录;干预措施是随机的,并在2周的洗脱期内进行。两名盲法研究人员对所有录像中的瘙痒行为进行了审查。 结果: 与两种媒介物组(vehicle_01,vehicle_02)相比,两种犬IL-31(IL-31_01,IL-31_02)注射均显著增加了健康犬的瘙痒秒数和分类分钟数(每离散1分钟的“是”/“否”行为)。在第一次注射IL-31后14天,第二次静脉注射犬IL-31(IL-31_02)可显著增加瘙痒秒数(p=0.021),而不是瘙痒分类分钟数(p=0.231)。在给药后的前30分钟,两组IL-31均观察到瘙痒秒数增加,而IL-31和载体组之间无显著差异。 结论和临床相关性: 总之,静脉注射IL-31可重复诱导犬的瘙痒反应。未来对犬IL-31瘙痒模型的评估应以秒为单位评估总的瘙痒行为,而不是使用每1分钟有偏差的“是/否”行为评分系统。.

Contexte: L'administration intraveineuse d'interleukine (IL)-31 à des chiens sains est utilisée comme modèle pour évaluer les médicaments antiprurigineux. Cependant, il n'existe pas de caractérisation approfondie des comportements associés au prurit, et la répétabilité du prurit induit par l'IL-31 chez les chiens individuellement n'est pas connue à l'heure actuelle.

Objectifs: Évaluer les réponses prurigineuses immédiates/retardées et les comportements associés au prurit observés dans le modèle de prurit induit par l'IL-31 chez des chiens sains après des injections répétées d'IL-31.

Animaux: 15 beagles de laboratoire sains. MÉTHODES: Tous les chiens sont enregistrés sur vidéo pendant 270 minutes après deux injections intraveineuses d'IL-31 recombinant (1,75 μg/kg) et de véhicule (solution saline tamponnée au phosphate, contrôle), respectivement ; les interventions sont randomisées et réalisées avec une période de « wash out » de 2 semaines. Deux investigateurs en aveugle examinent les comportements associés au prurit à partir de tous les enregistrements vidéo. RÉSULTATS: Les deux injections d'IL-31 canine (IL-31_01, IL-31_02) augmentent de manière significative les secondes de prurit et les minutes catégoriques (comportement "OUI"/"NON" par intervalle discret de 1 minute) chez les chiens sains par rapport aux deux groupes de véhicules (Vehicle_01, Vehicle_02). La seconde injection intraveineuse d'IL-31 (IL-31_02) administrée 14 jours après la première injection d'IL-31 induit une augmentation significative du temps en secondes de prurit (p = 0,021), mais pas en minutes catégoriques de prurit (p = 0,231). Une augmentation des secondes de prurit est observée dans les deux groupes IL-31 au cours des 30 premières minutes suivant l'administration, alors qu'il n'y a pas de différence significative entre les groupes IL-31 et le véhicule.

Conclusions et pertinence clinique: En conclusion, l'IL-31 intraveineux induit de manière reproductible des réactions de démangeaison chez les chiens. Les futures évaluations de comportements associés au prurit induits par l'IL-31 chez le chien devront évaluer l'ensemble des comportements associés au pruriten quelques secondes plutôt que d'utiliser un système de notation biaisé "OUI/NON" par 1 min.

背景: 健常犬にインターロイキン(IL)-31を静脈内投与することは、鎮痒薬を評価するモデルとして用いられてきた。しかし、掻痒行動の詳細な特徴については知られておらず、IL-31による掻痒の個々の犬における再現性は現在のところ不明である。 目的: 本研究の目的は、健常犬のIL-31誘発掻痒モデルにおいて、IL-31を反復注射した後に観察される即時性/遅延性掻痒反応および掻痒行動を評価することであった。 供試動物: 15頭の健常実験用ビーグル。 方法: すべてのイヌに組換えIL-31(1.75μg/kg)および溶媒(リン酸緩衝生理食塩水、対照)をそれぞれ2回静脈内注射した後、270分間ビデオ録画した; 介入は無作為に行い、2週間の洗浄期間を置いた。盲検化された2人の研究者がすべてのビデオ録画の掻痒行動を検討した。 結果: 両イヌIL-31(IL-31_01、IL-31_02)注射は、両溶媒群(Vehicle_01、Vehicle_02)と比較して、健常犬の掻痒秒数およびカテゴリー分(離散的な1分間隔あたりの「YES」/「NO」行動)を有意に増加させた。最初のIL-31注射から14日後に2回目のイヌIL-31(IL-31_02)を静脈内投与すると、掻痒秒数(p = 0.021)が有意に増加したが、掻痒範疇分数(p = 0.231)は増加しなかった。掻痒秒数の増加は、IL-31投与後の最初の30分間にIL-31投与群の両方で観察されたが、IL-31投与群と溶媒投与群の間には有意差は認められなかった。 結論と臨床的意義: 結論として、IL-31の静脈内投与はイヌにおいて再現性よく掻痒反応を誘導した。今後、イヌIL-31掻痒モデルを評価する際には、1分あたりの「YES/NO」行動という偏ったスコアリングシステムを用いるのではなく、数秒単位で総掻痒行動を評価すべきである。.

Contexto: A administração intravenosa de interleucina (IL)-31 em cães saudáveis tem sido utilizada como modelo para estudos com medicamentos antipruriginosos. Entretanto, até onde se sabe, não existe uma caracterização aprofundada dos comportamentos pruriginosos, e a repetibilidade do prurido induzido por IL-31 em cães individuais.

Objetivos: Avaliar as respostas imediatas/tardias ao prurido e os comportamentos pruriginosos observados no modelo pruriginoso induzido por IL-31 em cães saudáveis após repetidas injeções de IL-31.

Animais: 15 beagles de laboratório saudáveis. MÉTODOS: Todos os cães foram filmados por 270 minutos após duas injeções intravenosas de IL-31 recombinante (1,75 μg/kg) e injeções de veículo (solução salina tamponada com fosfato, controle), respectivamente; as intervenções foram randomizadas e realizadas com um período de eliminação de 2 semanas. Dois investigadores cegos revisaram os comportamentos pruriginosos de todas as gravações de vídeo.

Resultados: Ambas as injeções caninas de IL-31 (IL-31_01, IL-31_02) aumentaram significativamente os segundos pruriginosos e os minutos categóricos (comportamento “SIM”/“NÃO” por intervalo discreto de 1 minuto) em cães saudáveis em comparação com ambos os grupos de veículos (Veículo_01, Veículo_02). A segunda IL-31 canina intravenosa (IL-31_02) administrada 14 dias após a primeira injeção de IL-31 induziu um aumento significativo nos segundos pruriginosos (p = 0,021), e não nos minutos categóricos pruriginosos (p = 0,231). Foi observado um aumento nos segundos pruriginosos em ambos os grupos de IL-31 nos primeiros 30 minutos após a administração, enquanto não houve diferença significativa entre os grupos de IL-31 e de veículo. CONCLUSÕES E RELEVÂNCIA CLÍNICA: Em conclusão, a IL-31 intravenosa induz de forma reprodutível respostas de coceira em cães. Avaliações futuras do modelo pruriginoso de IL-31 canino devem avaliar os comportamentos pruriginosos totais em segundos, em vez de usar um comportamento tendencioso “SIM/NÃO” por sistema de pontuação de 1 minuto.

INTRODUCCIÓN: La administración intravenosa de interleuquina (IL)-31 en perros sanos se ha utilizado como modelo para evaluar fármacos antipruriginosos. Sin embargo, no se conoce una caracterización profunda de los comportamientos pruriginosos y actualmente se desconoce la repetibilidad del prurito inducido por IL-31 en perros individuales.

Objetivos: Evaluar las respuestas de prurito inmediatas/retrasadas y los comportamientos pruriginosos observados en el modelo pruriginoso inducido por IL-31 en perros sanos después de inyecciones repetidas de IL-31.

Animales: 15 beagles de laboratorio sanos. MÉTODOS: Todos los perros fueron grabados en vídeo durante 270 minutos después de dos inyecciones intravenosas de IL-31 recombinante (1,75 μg/kg) y de vehículo (solución salina tamponada con fosfato, control), respectivamente. Las intervenciones fueron aleatorizadas y realizadas con un período de lavado de 2 semanas. Dos investigadores que desconocían los grupos revisaron los comportamientos pruriginosos de todas las grabaciones de vídeo.

Resultados: Ambas inyecciones caninas de IL-31 canins (IL-31_01, IL-31_02) aumentaron significativamente los segundos pruriginosos y los minutos categóricos (comportamiento “SÍ”/”NO” por intervalo discreto de 1 minuto) en perros sanos en comparación con ambos grupos de control (Vehículo_01, Vehículo_02). La segunda IL-31 canina intravenosa (IL-31_02) administrada 14 días después de la primera inyección de IL-31 indujo un aumento significativo en los segundos pruriginosos (p = 0,021) y no en los minutos categóricos pruriginosos (p = 0,231). Se observó un aumento en los segundos pruriginosos en ambos grupos de IL-31 en los primeros 30 minutos posteriores a la administración, mientras que no hubo diferencias significativas entre los grupos de IL-31 y vehículo. CONCLUSIONES Y RELEVANCIA CLÍNICA: En conclusión, la IL-31 intravenosa induce de manera reproducible respuestas de prurito en perros. Las evaluaciones futuras del modelo pruriginoso canino IL-31 deberían evaluar las conductas pruriginosas totales en segundos en lugar de utilizar un comportamiento sesgado de “SÍ/NO” por sistema de puntuación de 1 minuto.

Keywords: canine; interleukin-31; intravenous; pruritic model.