Zellcyclusänderungen und ineffektive Zellneubildung bei gestörter Granulo- und Erythropoese

Summary

The authors discuss the results of the pulse-cytophotometric nucleic acid analysis obtained in 395 tests of blood and bone marrow from 119 patients. Compared with Feulgen-photometric DNA investigations, a difference was found in only 3 of 35 cases. This difference may be attributed to the various methods applied.

In the study of the chromosomes, an additional stem-line with tetraploid values was seen twice in eight cases of haemoblastosis. In these cases the increased DNA values might be a consequence of hyperdiploid cells. In no case however were any aneuploid cells observed which could be responsible for DNA values between 2c and 4c. Therefore, the results of quantitative DNA analysis can be adscribed also to patients with haemoblastosis according to the concept G₀, G₁-S-(G₂). Disturbances of the cell cycle can by these means be registered in the transitional period from G₁ to S, as well as within the S-phase and the G₂-phase. We found that a regulation mainly occurs by blocking the transitional period from G₁ to S.

55³H-thymidin-autoradiographic investigations were made concomitantly on the same material and the results statistically compared with nucleic acid analysis carried out by means of cytophotometry. According to our results we assume that an ineffective cell- renewal results from S-phase cells out of the cycle. This fact has been observed with acute leukaemia as well as with panmyelophthisis and with the tested groups of anaemia caused by uraemia. We suppose that an ineffective renewal of blood cells by out-of-cycle cells after the beginning of the DNA reduplication is probably more frequent than assumed until now.

It has to be said however that the pulse-cytophotometric nucleic acid analysis is not a method suitable for the very exact diagnosis of the shifting within the S-phase in cases with a low part of S- and G₂-phase cells, because the diagnosis could be veiled by a large dispersion of the DNA-values of G₀/G₁ cells.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit werden die an 395 Proben von Blut und Knochenmark von 119 Patienten gewonnenen durchflußphotometrischen Nucleinsäurebestimmungen vorgelegt. Der Vergleich mit feulgenphotometrischen DNS-Untersuchungen zeigte nur in 3 von 35 Fällen einen allein methodisch erklärbaren Unterschied in den Ergebnissen.

Bei 8 der Kranken mit Hämoblastose, bei denen erhöhte DNS-Werte Folge einer Hyperdiploidie sein könnten, wurde zweimal zusätzlich eine Stammlinie bei tetraploiden Werten gefunden, aber in keinem Fall Aneuploidien, die zwischen 2c und 4c liegende DNS-Werte erklären könnten. Die gewonnenen Ergebnisse quantitativer DNS-Untersuchungen können deshalb auch bei den Kranken mit Hämoblastosen nach dem Konzept G₀, G₁-S-(G₂) gedeutet werden. Danach lassen sich Störungen des Zellcyclus sowohl im Übergang von G₁ nach S, innerhalb der S-Phase wie in der G₂-Phase erfassen. Wie bisher bereits angenommen, erfolgt eine Regulation vorwiegend durch eine Blockade des G₁-S-Überganges.

Die in 55 Fällen gleichzeitig durchgeführten³H-Thymidinautoradiographischen Untersuchungen gestatten bei dem statistischen Vergleich mit den durchflußphotometrisch gewonnenen Nucleinsäurebestimmungen die Annahme, daß eine ineffektive Zellneubildung durch ein Ausscheren von S-Phase-Zellen aus dem Cyclus erfolgt, und sowohl bei akuten Leukämien wie bei Panmyelopathien, wie in der untersuchten Gruppe der Anämien bei Urämie eine große Bedeutung hat. Eine ineffektive Blutzellneubildung durch Austritt aus dem Cyclus nach Beginn der DNS-Reduplikation scheint damit häufiger zu sein als bisher angenommen.

Die Methode der durchflußphotometrischen Nucleinsäurebestimmung ist nicht geeignet, um bei niedrigem Anteil an S- und G₂-Phase-Zellen Verschiebungen innerhalb der S-Phase auch unter Behandlung mit Cytostatika mit ausreichender Genauigkeit zu erkennen, da die Befunde durch die breite Streuung der DNS-Werte der G₀/G₁-Zellen überdeckt werden können.