Veränderungen der nucleinsäure-synthese durch arsen bei isolierten menschlichen lymphocyten unter anwendung der sedimentations-und ficoll-methode zur zellgewinnung

Summary

The degree of inhibition of the nucleic acid synthesis of cultivated human lymphocytes caused by Na₂HAsO₄ is dependent on the method of obtaining the lymphocytes. It was shown by means of radioactive incorporation experiments that—with identical arsenic concentrations of over 10µg/ml for the culture medium — the incorporation of¹⁴C-Thymidine into DNA of lymphocytes isolated by the Ficoll method was significantly higher than in the experimental batches obtained by means of the sedimentation method. A preliminary treatment of Ficoll with Dow Chelating Resin (“deionization”) causes an extensive equation of the results of the Ficoll and the sedimentation method. Commercial “non-deionized” Ficoll intensifies the mitogenetic effect of PHA on isolated human lymphocytes by approximately the factor two.

It could be demonstrated by means of emission spectrographic analysis and conductivity measurements that the differing results are probably due to an ion deficit in the commercial Ficoll. This caused and increase in the cell permeability through a change of the membrane potentials, with the release of arsenic-binding cell components from the lymphocytes. The effective arsenic concentration in the incubation batch can possibly be additionally reduced by means of a direct adsorption of arsenate through Ficoll residues still present in the culture batches.

The incorporation of¹⁴C-uridine into the RNA of lymphocytes obtained by commercial Ficoll was higher than the incorporation ratio of cultures obtained by means of the sedimentation method. However this effect could not be proved statistically.

Zusammenfassung

Der Grad der Na₂HAsO₄-bedingten Hemmung der Nucleinsäure-Synthese kultivierter menschlicher Lymphocyten ist abhängig von der Methode der Lymphocytengewinnung. Durch radioaktive Einbauversuche wurde nachgewiesen, daß—bei identischen Arsenkonzentrationen von über 10 µg/ml Kulturmedium — die Inkorporation von¹⁴C-Thymidin in die DNA von Lymphocyten, die mit der Ficoll-Methode isoliert wurden, signifikant höher lag, als in den Versuchsansätzen, deren Zellen mittels der Sedimentationsmethode gewonnen wurden. Eine Vorbehandlung von Ficoll mit Dow-Chelating Resin („Deionisation“) bewirkt eine weitgehende Befundangleichung zwischen Ficoll- und Sedimentationsmethode. Handelsübliches „nicht deionisiertes“ Ficoll verstärkt den mitogenen Effekt von PHA auf isolierte menschliche Lymphocyten ≈ um den Faktor zwei.

Durch emissionsspektrographische Untersuchungen und Leitfähigkeitsmessungen konnte gezeigt werden, daß die sich unterscheidenden Befunde wahrscheinlich Folge eines Ionendefizits im handelsüblichen Ficoll sind. Dieses verursacht über eine Veränderung der Membranpotentiale eine Erhöhung der Zellpermeabilität mit Freisetzung Arsen-bindender Zellbestandteile aus den Lymphocyten. Die wirksame Arsenkonzentration im Inkubationsansatz kann möglicherweise zusätzlich vermindert werden durch eine direkte Adsorption von Arsenat durch noch vorhandene Ficoll-Reste in den Kulturansätzen.

Der Einbau von¹⁴C-Uridin in die RNA von Lymphocyten, die mit handelsüblichem Ficoll gewonnen wurden, lag zwar auch über der Einbaurate jener Kulturen, die mittels der Sedimentationsmethode gewonnen wurden, jedoch konnte. dieser Effekt statistisch nicht abgesichert werden.