Die Transfusion von H³Thymidin-markierten homologen Knoehenmarkzellen in ganzkörperbestrahlte Ratten^[*]

Zusammenfassung

1. Tritium-markiertes Thymidin wird in vitro in Knochenmarkzellen eingebaut, die sich in der Phase der DNS-Synthese befinden und damit ihre Fähigkeit zu weiterer Proliferation anzeigen. Derartig markierte unreife Knochenmarkzellen werden in ganzkörperbestrahlte Ratten unmittelbar nach Bestrahlung transfundiert. Die markierten Zellen werden in Autoradiographien von Zellausstrichen der untersuchten Organe nachgewiesen.

2. Untersuchungen der Organe ganzkörperbestrahlter Ratten 1, 14 und 38 Stunden nach der Transfusion markierter Markzellen zeigt, daß ein Teil der intravenös transfundierten Zellen in Knochenmark, Milz und Lymphknoten gelangt, wobei sich im Knochenmark die größte Zahl markierter myeloischer Zellen findet. Im Blut finden sich nach 1 Stunde noch unreife, markierte Vorstufen. Nach 38 Stunden können erstmalig markierte neutrophile Granulozyten nachgewiesen werden, die durch Teilung von markierten Myelozyten und nachfolgende Ausreifung entstanden sein müssen.

3. Die Untersuchungen zeigen, daß übertragene unreife Knochenmarkzellen in strahlengeschädigten Organen sich teilen und ausreifen können. Ihre im Verhältnis zu den organeigenen Zellen geringe Zahl läßt jedoch Zweifel aufkommen, ob diese Proliferationsfähigkeit das Wesen der die Regeneration eines strahlengeschädigten Knochenmarkes beschleunigenden Wirkung einer Markzelltransfusion ist.

Summary

1. Tritium labelled thymidine is incorporated in vitro into bone-morrow cells during DNA-synthesis thus indicating their proliferative potentials. Thymidine labelled bone-marrow cells were transfused into total body irradiated rats immediately after gamma-irradiation (Cobalt⁶⁰). The labelled cells were traced in marrow-, spleen-, and lymphnode smears by means of high resolution autoradiography.

2. The recipient, irradiated rats, were sacrificed 1, 14 and 38 hours after transfusion of the labelled cell suspension. A fraction of the labelled cells was found in bone-marrow, spleen, lymphnode and blood of the irradiated recipient. One hour after injection a fraction of labelled immature cells was still present in the peripheral blood. 38 hours after injection some labelled segmented neutrophiles were found in the peripheral blood indicating proliferation and maturation of transfused, labelled precursor forms.

3. It is concluded that transfused immature bone-marrow cells are able to divide and mature in radiation damaged organs. The small number of labelled cells per total number of marrow-cells in the recipient bone-marrow suggests that the proliferative potential of transfused bone-marrow cells into irradiated recipients may not be the most important factor for the stimulation of the bone-marrow recovery seen after marrow-cell transfusions.

Résumé

1. De la thymidine marquée au tritium est introduit “in vitro“ dans des cellules de la moelle osseuse, qui se trouvent dans la phase de la synthèse de la DNS et qui indiquent par cela leur capacité proliférative. Les cellules de la moelle marquées de telle façon sont injectées immédiatement après une irradiation totale du corps des rats.

2. L’examination des organes des rats irradiés totalement 1, 14 et 38 heures après la transfusion des cellules de la moelle marquées montre qu’une partie des cellules transfusées par voie intraveineuse entre dans la moelle osseuse, la rate et les ganglions lymphatiques. La plus grande partie des cellules myeloïques marquées se trouve dans la moelle. Après une heure on trouve dans le sang encore des cellules immatures marquées. Après 38 heures on peut détecter pour la première fois des granulocytes neutrophiles marquées qui doivent être formées par la division des myelocytes marquées après leur maturation.

3. Les examinations montrent que des cellules immatures transfusées sont capable de maturation et de division dans un organisme endomagé par des rayons. Leur nombre minime en relation aux cellules propres de l’organisme donne naissance à des doutes, que la capacité proliférative soit le principe de l’effet accélérant d’une transfusion des cellules de la moelle osseuse sur la régénération de la moelle endomagée par des rayons.

^* Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

• Literatur

• 1 van Bekkum D. W.. Factors influencing the take and the rejection of bone marrow grafts. VII. European Congress of Hematology; London: 1959. To be published in the Proceedings of the Congress.
• 2 Dohert D. G., Congdon C. C., Makinoda T., Hollaender A.. Modification of the biological response of mammals to whole body irradiation. In: Radiation Biology and Medicine. edit, by Calus W. D.. Addison-Wesley Publishing Company, Inc.; 1958
• 3 Loutit J. F.. Haemopoiesis following bone marrow transplantation. VII. European Congress of Hematology; London: 1959. To be published in the Proc. of the Congress.
• 4 Ferrebee J. W., Thoma E. D.. The restoration of haematopoiesis following lethal exposure to radiation. Transact. Ass. Amer. Physicians LXXII: 284 1959;
• 5 Congdon C. C.. Experimental treatment of total body irradiation injury: a brief review. Blood 12: 746 1957;
• 6 Maisin H.. Contribution à l’étude du syndrome médullaire après irradiation. Editions Arscia, S. A.; Bruxelles: 1959
• 7 Cole L. J., Ellis M. E.. On the nature of the spleen-bone marrow radiation recovery factor. Radiobiology Symposium, Liège 1954, 141. Academic Press Inc.; London: 1955
• 8 Jacobson L. O.. Evidence for a humoral factor (or factors) concerned in recovery from radiation injury: a review. Cancer Res 12: 315 1952;
• 9 Friedkin M.. Studies of desoxyribonucleic acid synthesis in embryonic tissues with thymidine-C¹⁴ . J. biol. Chem 220: 627 1956;
• 10 Taylor J. H., Woods P. S., Hughes W. L.. The organisation of chromosomes as revealed by autoradiographic studies using tritium-labeled thymidine. Proc. nat. Acad. Sei 43: 122 1957;
• 11 Cronkite E. P., Fliedner T. M., Bond V. P., Rubini J. R., Brecher G., Quastler H.. Dynamics of hemopoietic proliferation in man and mice studied by H³Thymidine incorporation into DNA. N. Y. Acad. Sei 77: 803 1959;
• 12 Fliedner T. M., Cronkite E. P., Bond V. P.. Die Proliferationsdynamik der Blutzellbildung autoradiographisch untersucht mit tritiummarkiertem Thymidin. Schweiz, med. Wschr 89: 1061 1959;
• 13 Bond V. P., Fliedner T. M., Cronkite E. P., Rubini J. R., Brecher G., Schork P. K.. Proliferative potentials of bone marrow and blood cells studied by in vitro uptake of H³Tymidine. Acta haemat 21: 1 1959;
• 14 Fliedner T. M., Frischbier H. J.. In Vorbereitung.
• 15 Stodtmeister R., Sandkühler S., Fliedner T. M.. Über die Pathogenese akuter Knochenmarkatrophie bei Ratten nach Ganzkörperbestrahlung mit schnellen Elektronen. Folia haemat 74: 303 1956;
• 16 Fliedner T. M., Cronkite E. P., Bond V. P., Andrews G.. Mitotic activity and cytology of human bone marrow after accidental exposure to ionizing radiation. VII. European Congress of Hematology; London: 1959. To be published in the Proc. of the Congress.
• 17 Stodtmeister R., Fliedner T. M.. Unveröffentlichte Befunde.
• 18 Porter K. A., Murray J. E.. Successful homotransplantation of rabbit bone marrow after preservation in glycerol at —70° C. Cancer Res 18: 117 1958;
• 19 Ford C. E., Hamerton J. L., Barnes D. W., Loutit J. F.. Cytological identification of radiation-chimaeras. Nature 177: 452 1956;
• 20 Lindsley D. L., Odell Jr. T. T., Tansche F. G.. Implantation of functional erythropoietic elements following total-body irradiation. Proc. Soc. exp. Biol. (N. Y.) 90: 512 1955;
• 21 Nowell P. C., Cole L. J., Roan P. L., Habermayer J. G.. The distribution and in situ growth pattern of injected marrow in X-irradiated mice. J. nat. Cancer Inst 18: 127 1957;
• 22 Fliedner T. M.. Die Proliferationsdynamik der Hämopoese der Ratte. In Vorbereitung.
• 23 Painter R. B., Drew R. M.. Studies on desoxyribonucleic acid metabolism in human cancer cell cultures (Hela). Lab. Invest 8: 278 1959;
• 24 Fliedner T. M.. Markzelltransfusionen bei strahlenbedingter Knochenmarkschädigung. Strahlentherapie 106: 212 1958;
• 25 Thom H. J.. Die Beeinflussung strahlenbedingter Knochenmarkschäden durch Milzhomogenat. Strahlentherapie 109: 47 1959;
• 26 Cole L. I., Ellis M.. Spleen desoxyribonucleic acid content as an index of recovery in X-radiated mice treated with spleen homogenate. Cane. Res 14: 738 1954;
• 27 Turchini J., Kien K. V.. Sang 20: 60 1949; zit. nach (29).
• 28 Verconteren R.. Bull. Soc. chim. biol 33: 522 1951; zit. n. (29).
• 29 Braunsteiner H.. (Herausg.): Physiologie und Physiopathologie der weißen Blutzellen. Georg Thieme; Stuttgart: 1959