Summary
A new in vitro assay for screening the sensitivity of human tumour cells against Cyclophosphamide has been developed. While biologically activated Cyclophosphamide was unsuitable because of unpurities in the material, synthetic 4-Hydroxycyclophosphamide was shown to inhibit the incorporation of tritiated uridine and thymidine into the nucleic acids of human tumour cells in vitro.
29 tumours including 14 mammarial carcinomas, 8 ovarial carcinomas and 7 other malignant tumours were tested. While 12 tumours showed a significant and 5 only a slight inhibition of the 3H-uridine incorporation in vitro. 12 tumours showed no effect.
Histologically none-differentiated tumours were more sensitive against 4-Hydroxycyclo-phosphamide as compared with the more differentiated ones.
First observations point to 4-Hydroperoxycyclophosphamide instead of 4-Hydroxy-cyclophosphamide as a more suitable form of activated Cyclophosphamid for the in vitro assay of Cyclophosphamide sensitiveness because of the higher stability and better availability of this compound.
Zusammenfassung
Das Cytostaticum Cyclophosphamid (ENDOXAN®) wird in vivo über 4-Hydroxycyclophosphamid zur Wirkform „gegiftet“ bzw. aktiviert.
Unsere Ergebnisse zeigen, daß auf biologischem Weg aktiviertes Cyclophosphamid für in vitro Tumorsensibilitätsteste ungeeignet ist, da die Versuchsergebnisse durch die zwangsläufig mit zugesetzten Fremdeiweiße bzw. Leberextrakte verfälscht werden. Diese Schwierigkeiten lassen sich mit chemisch dargestelltem 4-Hydroxycyclophosphamid umgehen. Bei 29 Tumortestungen (14 Mammacarcinome, 8 Ovarialcarcinome, 7 weitere Malignome) wurde mit Hilfe einer Kurzzeitinkubationstechnik die Einbauhemmung von 3H-Uridin und 3H-Thymidin geprüft. 12 Tumoren zeigten deutliche, 5 weitere mäßige Beeinträchtigungen des Einbaus der Nucleinsäurepräkursoren. 11 von 12 in vitro gegen 4-Hydroxycyclophosphamid empfindliche Tumoren reagierten auch gegenüber anderen Cytostatica sensibel. Histologisch entdifferenzierte Tumoren waren empfindlicher gegenüber 4-Hydroxycyclophosphamid als hochdifferenzierte Tumoren. Erste weiterführende Untersuchungen deuten darauf hin, daß das nur geringe Zeit haltbare 4-Hydroxycyclophosphamid in vitro ersetzbar ist durch 4-Hydroperoxycyclophosphamid. Diese Substanz ist bei −20° C mehrere Monate haltbar.
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Literatur
Bastert,G., Voelcker,G., Peter,G., Schmidt-Matthiesen,H., Hohorst,H.J.: Zur Problematik der in vitro Sensibilitätstestung von Tumoren gegenüber Cyclophosphamid. 3Uridin- und 3H-Thymidineinbau in Tumorzellen nach Vorinkubation mit 4-Hydroperoxycyclophosphamid (in Vorbereitung)
Brock,N., Hohorst,H.J.: Über die Aktivierung von Cyclophosphamid in vivo und in vitro. Arzneim.-Forsch. 13, 1021 (1963)
Brock,N., Hohorst,H.J.: Metabolism of cyclophosphamide. Cancer 20, 900 (1967)
Brock,N., Gross,R., Hohorst,H.J., Klein,H.O., Schneider,B.: Aktivierung von Cyclophosphamid beim Menschen und Tier. Cancer 27, 1512 (1971)
Helge,H., Neubert,D., Bass,R., Brock,N.: Einfluß von Cyclophosphamid auf die RNS-Synthese in Zellkernen und Mitochondrien. Arch. exp. Path. Pharm. 253, 44 (1966)
Hohorst,H.J., Ziemann,A., Brock,N.: Herkunft und Spiegel von N,N-Bis-(2-chloräthyl)-amin im Serum nach Injektion von N,N-Bis-(2-chloräthyl)-N′,O-propylenphosphorsäureester-diamid. Arzneim. Forsch. 16, 1529 (1966)
Hohorst,H.J., Ziemann,A., Brock,N.: 4-Ketocyclophosphamide, a metabolite of cyclophosphamide. Arzneim.-Forsch. 21, 1524 (1971)
Klinke, F., Liss, E., Palme, G.: 3H-Endoxan: Verteilungskinetik und DNS-Bindung. Vortrag 2. Jahrestagung d. Gesellschaft für Nuklearmedizin. Heidelberg 22./24. 10. 1964
Kummer,D.: Cytostatica- und Röntgenstrahleneffekte im Nucleinsäurestoffwechsel von soliden und malignen Tumoren in vitro. Z. Krebsforsch. 74, 76 (1970)
Kummer,D.: Cytostatica-Sensibilitätstest solider, maligner Tumoren in vitro zur gezielten kombinierten operativen und chemotherapeutischen Behandlung des Krebsleidens. Z. Krebsforsch. 76, 124 (1971)
Limburg,H., Krahe,M.: Züchtung von menschlichen Krebsgewebe in der Gewebekultur und seine Sensibilitätstestung gegen neuere Cytostatica. Dtsch. med. Wschr. 89, 1938 (1964)
Liss, E., Palme, G.: Unterschiede im Wirkungsmechanismus verschiedener alkylierender Cytostatica. In: Krebsforschung und Krebsbekämpfung. VI., S. 145. Urban u. Schwarzenberg 1967
Liss,E., Klinke,F., Palme,G.: Biochemische Untersuchungen über den Einfluß von Umwandlungsprodukten des Endoxans auf isolierte Aszitestumorzellen. Z. Krebsforsch. 68 73 (1966)
Palme, G., Liss, E., Wiebel, F.: Autoradiographische Untersuchungen über den Einfluß alkylierender Cytostatica auf den Generationszyklus normaler Wechselgewebe und Ascitestumorzellen. Vortrag 2. Jahrestagung d. Gesellsch. f. Nuclearmedizin. Heidelberg 22./ 24. 10. 1964
Peter, G.: Diplomarbeit. Aus der Abt. f. Zellchemie des Gustav Emden Zentrums d. Biolog. Chemie der J. W. Goethe Univ. Frankfurt am Main (1973)
Rajewski,M. F.: Zellproliferation in normalen und malignen Geweben. 3H-Thymidineinbau in vitro unter Standardbedingungen. Biophysik. 3, 65 (1966)
Seidel,H.J., Wagner,L.A.: Zur Sensibilitätsbestimmung von Tumoren in vitro. I. Vergleichende Untersuchungen am Jensen-Sarkom in vivo und bei lstündiger Inkubation in vitro. Z. Krebsforsch. 72, 105 (1969)
Seidel,H.J.: Zur Sensibilitätsbestimmung von Tumoren in vitro. II. Testungen am soliden Ehrlich-Carcinom der Maus und an einem menschlichen Colon-Carcinom nach Heterotransplantation (GW 77). Z. Krebsforsch. 74, 131 (1970)
Sladek,N.E.: Evidence for an aldehyde possessing alkylating aktivity as the primary metabolite of cyclophosphamide. Cancer Res. 33, 651 (1973)
Takamizawa,A., Matsumoto,S., Iwata,T., Katagori,K., Tochino,Y., Yamaguchi,K.: Studies an cyclophosphamide metabolites an their related compounds. II. J. Amer. Chem. Soc. 95, 985 (1973)
Tanneberger,S.: Gewebekultur und Krebschemotherapie. Arch. Geschwulstforsch. 31/4, 387 (1968)
Voelcker,G., Draeger,U., Peter,G., Hohorst,H.J.: Studien zum Spontanzerfall von 4-Hydroxycyclophosphamid und 4-Hydroperoxycyclophosphamid mit Hilfe der Dünnschichtchromatographie. Arzneim.-Forsch. 24, 1172 (1974)
Voelcker.G.: Persönliche Mitteilung (1974)
Volm,M., Kaufmann,M., Mattern,J., Wayss,K.: Sensibilitätstestungen von Tumoren in vitro: Untersuchungen zur Methodik, Individualität der Tumoren und einer in vivo/in vitro Korrelation. In: Wüst, G.P. (Ed.): Aktuelle Probleme der Therapie maligner Tumoren, S. 49. Stuttgart: Thieme 1973a
Volm,M., Bastert,G., Mattern,J., Wayss,K.: Onkobiogramm und Therapieerfolg bei Transplantationstumoren. Naturwissenschaften 60, 395 (1973b)
Volm,M., Kaufmann,M., Wayss,K., Goerttler,Kl., Mattern,J.: Gezielte Tumor-Chemotherapie durch Onkobiogramme. Dtsch. med. Wschr. 99, 38 (1974)
Wüst,G.P.: Sensibilitätstestung maligner Tumoren gegen Cytostatica in vitro und in vivo. Münch. med. Wschr. 115, 839 (1973)
Wüst, G.P., Matthes, K.J.: Einbau von 3H-Thymidin in extirpierte Tumorstückchen unter Einwirkung von Cytostatica. Fortschritte d. Krebsforsch. Schattauer 367 (1969)
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Wir danken Frau M. Bamberg für die gewissenhafte Assistenz bei der Durchführung der Tumortestungen.
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Bastert, G., Schmidt-Matthiesen, H., Voelcker, G. et al. In vitro Sensibilitätstestung von Tumoren gegenüber aktiviertem Cyclophosphamid (4-Hydroxycyclophosphamid). Kurzzeitinkubation von Originaltumorzellen und 3H-Uridinbzw. 3H-Thymidineinbau. Z. Krebsforsch. 84, 37–47 (1975). https://doi.org/10.1007/BF00305687
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