The effect of actinomycin D on hemopoiesis

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Abstract
The effect of in vivo administration of actinomycin D (Act D) on the hemopoietic precursor compartments and, in particular, the BFU-E, CFU-E, and erythroblast populations was investigated over a 6-day period. Daily injections of mice with 15μg/kg, 30μg/kg, and 60μg/kg Act D showed a dose-dependent effect. The highest dose caused an almost complete eradication of CFU-E as well as the morphologically identifiable erythroblasts. There was no appreciable reduction in BFU-E, GM-CFU, and CFU-S. These observations indicate that Act D interferes with erythropoiesis by selectively inhibiting the CFU-E compartment. The effects are not due to altered sensitivity to erythropoietin as dose response curves were similar for control and Act D-treated cells. Although a considerable reduction in CFU-E is observed and approximately 20–30% of nucleated cells are lost from the small size region, there is no displacement in the velocity sedimentation profiles either from the remaining CFU-E and nucleated cell populations or the BFU-E and GM-CFU populations. Actinomycin D hemmt in niedriger Dosierung selektiv die Differenzierung der morphologisch erkennbaren Erythropoese, ohne die Granulopoese nennenswert zu beeinflussen. Um die cytotoxische Wirkung von Actinomycin D auf die Erythropoese zu charakterisieren und zu lokalisieren, wurden die verschiedenen hämopoetischen Vorläuferzellen (BFU-E, CFU-E, GM-CFC und CFU-S) vor und während einer sechstägigen Behandlung mit niedrigen Dosen von Actinomycin D (15μg/kg, 30μg/kg, 60μg/kg) untersucht. Die CFU-E nahmen unter Actinomycin D rasch ab und waren am sechsten Tag nur noch sehr spärlich nachweisbar. Die morphologisch differenzierten Erythroblasten zeigten einen in ihrer Kinetik ähnlichen Abfall, der allerdings etwas zeitverschoben war. Dagegen wurden die übrigen hämopoetischen Vorläuferzellen (BFU-E, GM-CFC, CFU-S) durch Actinomycin D in der verwendeten Dosis nicht nachweisbar geschädigt. Daraus wurde geschlossen, daß das Actinomycin D eine selektive Schädigung auf die CFU-E und die frühen Pronormoblasten bewirkt. Diese selektive Hemmung der CFU-E- und Pronormoblasten-Differenzierung beruht wahrscheinlich auf einer Inhibition der totalen RNA-Synthese. Aus der Zellgrößenanalyse durch die „velocity“-Sedimentationstechnik und der gegenüber den normalen CFU-E unveränderten Erythropoetin-Sensitivitätnach Actino mycin D wurde geschlossen, daß Actinomycin D eine sehr homogene CFU-E-Population „at random“ hemmt.