Markers to distinguish normal and neoplastic mammary epithelial cellsin vitro: comparison of saturation density, morphology and concanavalin a reactivity

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Abstract
Normal and premalignant mouse mammary epithelial cells can be prepared in high yields by collagenase dissociation of minced glands followed by a brief, differential centrifugation to remove contaminating fibroblasts and fat cells. The major difficulties in preparing pure cultures in quantity are 1) incomplete dissociation of gland material, and 2) cell death during enzymatic digestion. These problems are eliminated by careful selection of collagenases for dissociation. Normal and premalignant mammary epithelial cells are morphologically indistinguishable from malignant mouse mammary epithelial cells in primary monolayer cultures. In addition, the growth rates and saturation densities achieved by normal mammary epithelial cells are indistinguishable from those of malignant mammary epithelial cells in primary culture. In both cases, a monolayer of cells is preserved with no evidence of focal overgrowth. Malignant adenocarcinoma mammary cells can however be distinguished from normal mammary epithelial cells by virtue of differences in their surface interactions with concanavalin A. A hemadsorption assay using Con‐A‐coated erythrocytes was the most sensitive indicator for these differences. In hemadsorption assays malignant mammary epithelial cells were half‐maximally reactive with 2.5 μg/ml concanavalin A, while normal cells were completely unreactive even at concanavalin A concentrations five‐times higher. Premalignant mammary epithelial cells were as reactive as malignant mammary epithelial cells in the hemadsorption assays. Hemadsorption of malignant cells was observed in primary and secondary cultures of epithelium as well as in cell lines. Malignant cells forming mammary adenocarcinomas were as highly reactive as malignant cells forming scirrhous carcinomas. Malignant cells not releasing mammary tumor virus (MuMTV) were as reactive as cells releasing that virus. Adsorption of concanavalin‐A‐coated erythrocytes to normal mammary epithelial cells could be induced by brief treatment of cell monolayers with hyaluronidase. Exposure of active sites was not affected with either trypsin or collagenase. Our results show that while the growth of malignant cells does not serve to distinguish them from normal cells in monolayer culture, surface changes do exist which can be identified by differences in concanavalin A reactivity. Since the earliest transformants identifiable in vitro (premalignant) have undergone conversion of the surface marker, concanavalin‐A‐mediated hemadsorption provides a sensitive measure for mammary epithelial cell transformants in vitro. Marqueurs Permettant De Distinguer Les Cellules Épithéliales Mammaires Normales Et Néoplasiques In Vitro: Comparaison De La Densité De Saturation, De La Morphologie Et De La Réactivité A La Concanavaline A On peut préparer une série de cultures pures de cellules épithéliales normales et prémalignes de glande mammaire de souris par une dissociation à la collagénase des glandes émincées suivies d'une brève centrifugation différentielle pour éliminer les fibroblastes et les cellules graisseuses. Les difficultés majeures auxquelles on se heurte sont: 1) la dissociation incomplète du matériel glandulaire et 2) la mort des cellules pendant la digestion enzymatique. Ces difficultés peuvent ětre supprimées en sélectionnant soigneusement les collagénases utilisées pour la dissociation. On ne décèle aucune différence morphologique entre les cellules épithéliales mammaires normales et prémalignes et les cellules malignes en cultures primaires en couche unique. De plus, le taux de croissance et la densité de saturation des cellules épithéliales mammaires normales sont analogues à ceux des cellules malignes en culture primaire. Dans les deux cas, les cellules restent en monocouche et il n'y a aucun signe de surcroissance focale. Les cellules mammaires d'adénocarcinome malin se distinguent toutefois des cellules épithéliales mammaires normales par les interactions de leur surface avec la concanavaline A. C'est un test d'hémadsorption avec des érythrocytes recouverts de Con A qui a été l'indicateur le plus sensible de ces différences. Dans les tests d'hémadsorption, la réaction des cellules épithéliales mammaires malignes est semi‐maximale avec 2.5 μg/ml de concanavaline A, tandis que les cellules normales ne réagissent absolument pas, měme lorsque les concentrations de concanavaline A sont cinq fois plus fortes. Les cellules prémalignes réagissent autant que les cellules malignes. L'hémadsorption des cellules malignes a été observée dans les cultures primaires et secondaires d'épithélium ainsi que dans les lignées cellulaires. Les cellules malignes qui forment des adénocarcinomes mammaires réagissent autant que celles qui forment des carcinomes squirrheux. Les cellules malignes qui ne libèrent pas de virus des tumeurs mammaires (MuMTV) réagissent autant que les cellules qui en libèrent. L'adsorption d'érythrocytes recouverts de convanavaline A sur les cellules épithéliales mammaires normales peut ětre induite par un bref traitement des monocouches à l'hyaluronidase. L'exposition des sites actifs n'est obtenue ni avec la trypsine ni avec la collagénase. Nos résultats montrent que si la croissance des cellules malignes ne permet pas de les distinguer des cellules normales en monocouche, il y a des modifications de la surface qui peuvent ětre identifiées par les différences de réactivité à la concanavaline A. Puisque les premiers transformants identifiables in vitro (prémalins) ont subi une conversion du marqueur de la surface, l'hémadsorption médiée par la concanavaline A constitue une épreuve sensible pour la détection des cellules épithéliales mammaires transformées in vitro.