Experiments and theoretical cell kinetic calculations on the problem of in vivo synchronization with vincristine in L 1210 ascites tumor cells and crypt cells of the mouse

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Abstract
Es werden Versuche zur Synchronisation der Mäuseleukämie L 1210 Asciteszellen und der Krypten-Epithelien des Jejunum der Maus durch Applikation von Vincristin beschrieben. Bei beiden Zellarten steigt der Prozentsatz der Mitosen auf ein Maximum bei 4 Std an und fällt dann in weiteren 8 Std (=„Auslaufzeit“) wieder auf etwa den normalen MitoseIndex ab. Anschließend wurden sowohl bei den L 1210 Ascites-Zellen bis 48 Std und bei den Krypten-Epithelien bis 38 Std keine Maxima des Markierungs-index und des Mitose-Index gefunden. Bei beiden Zellarten kommt also durch eine Einwirkung von Vincristin kein Synchronisations-Effekt zustande. Anhand von zellkinetischen Überlegungen wird untersucht, ob unter den gegebenen Bedingungen überhaupt Maxima des Markierungs- und des Mitose-Index erwartet werden können. Es zeigte sich, daß der theoretische zeitliche Verlauf des Mitose-Index mit den gemessenen Werten gut übereinstimmt. Von der Theorie her kann also für den Mitose-Index kein Maximum erwartet worden. Bei der Berechnung des zeitlichen Verlaufs des Markierungs-index zeigte sich, daß die theoretische Kurve sehr stark von den — im einzelnen nicht bekannten — Schwankungen der Generationszeit nach Vincristin-Gabe abhängt. Die Überlegungen machen es wahrscheinlich, daß auch für den Markierungs-index — in Übereinstimmung mit dem experimentellen Ergebnis — kein Maximum des Markierungs-index erwartet werden kann. Auf die allgemeine Bedeutung einer langen „Auslaufzeit“ von 8 Std und länger für das Ausbleiben eines Synchronisations-Effektes wird hingewiesen. Experiments are described on synchronizing L 1210 ascites tumor cells and jejunal crypt cells of the mouse with vincristine. In both cases the percentage of mitoses increases to a peak value 4 hrs after application of vincristine and decreases during the following 8 hrs (“releasing time”) to the level of the normal mitotic index. Following this first mitotic peak no further peak of neither the mitotic nor the labeling index was observed during 48 hrs in L 1210 ascites tumor cells and during 38 hrs in crypt epithelia. Thus, in both cell types it was not possible to obtain a synchronizing effect by applying vincristine. Based on cell kinetic considerations it was examined whether peaks of the mitotic as well as the labeling index can be expected at all under the given circumstances. The results show that the theoretical course of the mitotic index coincides with the measured values. This means that no peak of the mitotic index can be expected from the theoretical point of view. In calculating the time course of the labeling index the theoretical curve proved to depend to a high degree on the variations of the cycle time which are not known in detail, especially not after application of vincristine. However, the theoretical conditions show that also in the case of the labeling index no peak can be expected. This agrees with the experimental results. The general significance of a long “releasing time” of 8 hrs or more for the lack of a synchronizing effect is discussed.