Клеточные механизмы, изучение поведения клеток

Архив рубрики «Препараты»

Bhuyan с соавторами (1973) детально изучили соотношение гибели клеток и перехода клеток в фазу S при действии трех ингибиторов синтеза ДНК. Оксимочевина, арабинозил цитозин и 5окси2формилпиримидин тиосемикарбазон при действии в течение 1 ч вызывали гибель всех клеток в фазе S в культуре лейкемии L1210 и не влияли на жизнеспособность клеток в других фазах цикла.

Такое же действие оказывала инкубация культуры в среде, содержащей в 1 мл 20 мкКи 3Нтимидина. Однако при непрерывном воздействии в течение 10 ч зависимость гибели клеток от времени действия была различна для трех ингибиторов синтеза ДНК и 3Нтимидина. В интервале от 1 до 45 ч ингибиторы влияли на жизнеспособность клеток значительно меньше, чем 3Нтимидин. Через 4 ч выжившая фракция составляла при действии тимидина 2,3, при действии ингибиторов синтеза ДНК 2030 После 45 инкубации скорость гибели клеток под влиянием ингибиторов резко возрастала и была почти такой же, как при действии 3Нтимидина. Такое различие в кинетике гибели клеток авторы объясняют тем, что 3Нтимидин не влиял на переход клеток в фазу S, в то время как ингибиторы синтеза ДНК этот переход замедляли. Гибель клеток при действии ингибиторов синтеза ДНК и 3Нтимидина была также изучена в культуре фибробластов хомячка. К клеткам, синхронизированным в митозе, ингибиторы добавляли в начале фазы Gj. В течение 45 ч препараты не вызывали гибели клеток, хотя в контрольной культуре за это время все клетки вступали в фазу S. 3Нтимидин, использованный как эталон воздействия, не нарушающего переход из фазы Gi в фазу S, при добавлении к клеткам в начале фазы Gi за 4 5 ч вызывал гибель 90 клеток. Добавление ингибиторов на 1 ч после перехода клеток в фазу S вызывало гибель значительной части клеток. Таким образом, действие ингибиторов синтеза ДНК на клетки, вошедшие в фазу S до их добавления, оказывалось летальным. Действие ингибиторов до начала синтеза ДНК, тормозившее переход в фазу S, не вызывало быстрой гибели клеток.

Bhuyan с соавторами (1973) интерпретируют это различие как доказательство блокирования ингибиторами перехода из фазы Gi в фазу S. Однако нам представляется более вероятным, что описанные опыты можно объяснить разной чувствительностью клеток к ингибиторам синтеза ДНК в зависимости от того, начался этот синтез до или после добавления препаратов. В пользу такого предположения говорят данные, полученные Bhuyan с соавторами (1972) на асинхронной культуре клеток L1210. В работе определялось влияние интервала между двумя воздействиями препаратов в течение 1 ч на величину выжившей фракции. Для 3Нтимидина максимальная гибель клеток наблюдалась при интервале 5 ч, что близко к длительности фаз Gb G2 и митоза и соответствует времени, за которое клетки в этих фазах, выжившие после первого воздействия, вошли в фазу S.

Оксимочевины интервал, при котором наблюдалась максимальная гибель клеток, также составлял 5 ч. Следовательно, после удаления из среды оксимочевины клетки начинали немедленно вступать в фазу S, что доказывает отсутствие блокирования перехода из фазы Gi в фазу S. При действии арабинозилцитозина и 5окси2формилпиридин тиосемикарбазона максимальная гибель клеток наблюдалась при интервале 71/г ч. Таким образом, после удаления этих ингибиторов восстановление синтеза ДНК было замедлено на 2\/2 ч, что, возможно, является результатом сохранения препаратов в клетке в течение этого периода. При действии каждого из трех ингибиторов погибало в 10 раз больше клеток, если воздействие проводилось двумя периодами по 1 ч с интервалом 57 ч, чем в течение этого же периода непрерывно. Эти данные убедительно показывают, что переход клеток по циклу является одним из факторов, определяющих чувствительность опухоли к химиотерапевтическим препаратам.

Данные о влиянии ингибиторов синтеза РНК и белка на клеточный цикл не только характеризуют действие этих препаратов, но также дают важную информацию о роли нарушения синтеза РНК и белка в блокировании отдельных фаз цикла. В большинстве приводимых ниже работ в качестве ингибитора синтеза РНК использовался актиномицин D, а в качестве ингибиторов синтеза белка пуромицин и циклогексемид. В первичной культуре почки кролика актиномицин D тормозил инициацию синтеза ДНК при действии на первую половину фазы Gb а клетки во второй половине фазы Gi были значительно менее чувствительны (Kishimoto, Lieberman, 1964).