Клеточные механизмы, изучение поведения клеток

Архив рубрики «Препараты»

В синхронной культуре HeLa винбластин и винкристии вызывали накопление в митозе 100 клеток при начале действия в фазах Gi, S или G2 (MadocJones, Mauro, 1968). Время вступления клеток в митоз при действии ингибиторов в течение 3 ч соответствовало ожидаемому при нормальной продолжительности фаз цикла. Винбластин вызывал гибель 99 клеток в фазе S, но не влиял на время их вступления в митоз. Таким образом, в культуре клеток митотические ингибиторы блокируют клетки в метафазе и не влияют на прохождение клетками других фаз цикла.
Существенный интерес представляют данные о влиянии митотических ингибиторов на клеточный цикл в опухолях животных и человека. В асцитном раке Эрлиха митотический индекс увеличивался приблизительно линейно в течение 8 ч после введения 12 мкг винкристина, а затем начинал падать и возвращался к исходной величине через 2638 ч (Hartenstein е. а., 1973). Максимальный митотический индекс составлял 4 после введения 1 мкг викристина и 12 после введения 2 мкг. Следовательно, 1 мкг является дозой, недостаточной для полного блокирования всех клеток в митозе. Доля клеток с количеством ДНК, соответствующем фазе G2, начинала возрастать через 8 ч и через 31 55 ч такие клетки составляли большинство популяции. Так, в контроле число клеток, содержавших 2 С ДНК, было в 2 раза больше, чем содержавших 4 С, а после введения винкристина соотношение было обратным. Следовательно, доля клеток, блокированных в фазе G2, была значительно больше, чем следовало ожидать на основании величины митотического индекса, показывающего число клеток, блокированных в метафазе. Очевидно, часть клеток, блокированных в метафазе, без деления переходят в интерфазу и на основании удвоенного содержания ДНК регистрируются как клетки в фазе G2. В опухолях человека винкристин длительно блокировал клетки в митозе (Frei е. а., 1964). Так, в раковой опухоли молочной железы человека через 6 ч после введения винкристина в дозе 0,1 мг/мг митотический индекс увеличивался до 2,4 (до введения 0,23) и оставался значительно повышенным (1,42,2) в течение 3 дней. В лимфосаркоме человека митотический индекс достигал максимума 1,75 через 12 ч после введения винкристина при очень низкой исходной величине (0,03).

В культуре фибробластов L винбластин в концентрации 50200 нг/мл накапливал за 20 ч 7075 клеток в митозе (Bruchovsky е. а., 1965). При подсчете митозов в этой работе учитывали клетки, блокированные в метафазе, и патологические ядра (ib основном микроядра, очевидно, образующиеся из блокированных клеток). Патологические ядра появлялись через 14 ч, когда в метафазе было блокировано 47 клеток. Затем число метафаз уменьшалось, а число патологических ядер увеличивалось. Было показано, что на прохождение клетками фаз Gb S и G2 винбластин не влияет. Так, винбластин не влиял на нарастание индекса метки при непрерывной метке в течение периода, равного Максимальный индекс метки в присутствии винбластина был на 15 меньше, чем в контроле, что соответствует доле клеток в фазе G2. При добавлении в среду винбластина и 3Нтимидина меченые митозы появлялись одновременно с контролем. Максимум процента меченых митозов наблюдался после времени, равного sKg что и следовало ожидать при отсутствии влияния на фазы S и G2 и задержке в метафазе всех клеток фазы Go.

Колхицин, колцемид, винбластин и винкристин блокируют клетки только в метафазе. Существенный интерес для разработки оптимальных схем комбинирования препаратов представляют данные о длительности блокирования клеток митотическими ингибиторами и закономерностях восстановления пролиферации.
В культуре клеток HeLa колцемид и колхицин в концентрации 10 нг/мл задерживали клетки в метафазе. Линейный характер накопления митозов указывал, что препараты не влияют на фазы цикла, предшествующие митозу. Если культуру отмывали от митотических ингибиторов через 15 ч после их добавления, то через 13 ч клетки делились. Задержка клеток в метафазе более 56 ч была необратимой и клетки погибали (Kleinfeld, Sisken, 1966).

В культуре клеток хомячка блеомицин не влияет на переход из фазы Gi в фазу S и на синтез ДНК в фазе S. После инкубации с блеомицином 90 клеток содержали ДНК, в количестве, соответствующем фазе G2. Переход клеток из фазы G2 в митоз тормозился через 90 мин после добавления антибиотика. Степень торможения зависела от дозы и была полной только при высокой концентрации блеомицина в среде (0,2 мг/мл). После отмывания клеток от антибиотика деление не возобновлялось и, следовательно, блокирование клеток в фазе G2 являлось необратимым (Tobey, 1972а). Watanabe с соавторами (1974) изучали действие блеомицина на клеточный цикл в синхронизированной культуре фибробластов L. Блеомицин не влиял на переход из фазы Gi в фазу S и увеличивал продолжительность фазы S на 5 ч. Если антибиотик действовал на клетки в фазе Gi в течение 1 ч, то фаза S удлинялась на 1 ч, но клетки блокировались в фазе G2 более 68 ч. Это указывает на особую чувствительность процессов, происходящих в фазе G2, к блеомицину. Авторы считают, что блеомицин повреждает митотический аппарат. Таким образом, в разных типах клеток блеомицин блокировал вступление из фазы G2 в митоз, а на другие фазы цикла не влиял или оказывал слабое действие.

Изменение состава популяции асцитного рака Эрлиха после введения блеомицина изучалось методом цитофотометрии ДНК (Nagatsu е. а., 1972). Блеомицин вызывал значительное увеличение числа клеток в фазе G2 и уменьшение их в фазе Gi. Увеличенное число клеток в фазе G2 обнаруживалось в течение 712 дней после однократного введения блеомицина. Одновременно в популяции появлялись клетки, содержавшие октаплоидное количество ДНК, и наблюдались меченые клетки, содержавшие ДНК в количестве, соответствующем фазе G2. Следовательно, часть клеток, блокированных в фазе G2, без деления переходила в фазу S. Таким образом, в клетках асцитного рака Эрлиха блеомицин вызывал длительное блокирование клеток в фазе G2.