Die subcelluläre Bindung von 67-Gallium in Ascites-Tumorzellen

Summary

Hyperdiploid Ehrlich ascites tumor cells (Bayer, Wuppertal-Elberfeld) were inoculated into the peritoneal cavity of NMRI-mice. When these cells were incubated in vivo together with 67-gallium-citrate the cell concentration of this isotope is greatest on the third day. On this day the cellular concentration of 67-Ga is about 30 times greater than that of the same volume of the surrounding ascites serum. 25% of the gallium within the cell homogenate is dialyzable, 25% probably is bound to larger molecules or cell organelles. After differential centrifugation of the ascites cell homogenate the following distribution of 67-Ga within ascites cells is found: cytoplasm 61%, microsomes 18%, nuclei 9%, mitochondria 5%, ribosomes 5% and lysosomes 2%. These results are confirmed by a centrifugation of the homogenate on a sucrose-gradient. After gel-filtration on Sephadex G-100 80% of the total activity of the cytoplasm-67-Ga is found within the protein peak. It is likely that the remaining 20% of cytoplasmic gallium is the dialyzable isotope. After fractionating the cells by the method described by Schmidt and Thannhauser (1945), most of the total activity is found in the perchloric acid supernatant. This result shows that the binding of gallium within the tumor cells is acid labile, loose and probably not a covalent one. The binding of gallium to cytoplasmic proteins in tumor is discussed.

Zusammenfassung

Ein bis fünf Tage nach i. p. Applikation von 67-Gallium-Zitrat in mit Ehrlich Ascites Tumorzellen beimpften Mäusen wird die Konzentration von 67-Gallium in Asciteszellen und im Ascitesserum bestimmt. Die maximale Galliumanreicherung in Asciteszellen gegenüber der Galliumkonzentration im gleichen Volumen Ascitesserum wird am 2. bis 3. Tage erreicht und beträgt dann das 30fache. Ein Dialyseversuch des Asciteszellhomogenates ergab, daß innerhalb von 24 Std. bei pH 7.5 nur um 25% des Galliums dialysierbar sind. Dieser Wert ist ein Maximalwert und wird auch nach weiteren Stunden nicht mehr überschritten. Die restlichen 75% müssen an größere Moleküle oder Organellen der Zelle gebunden sein. Nach Differentialzentrifugation des Zellhomogenates ergibt sich folgende Verteilung der 67-Gallium-Gesamtaktivität in den Zellen: Cytoplasma 61%, Mikrosomen 18%, Kerne 9%, Mitochondrion 5%, Ribosomen 5% und Lysosomen 2%. Diese Werte entsprechen dem durch Zentrifugation auf dem diskontinuierlichen Dichtegradienten erhaltenen Ergebnis. Die Fraktionierung der Cytoplasmafraktion durch Gelfiltration auf Sephadex G-100 zeigt einen Aktivitätsgipfel, der synchron mit der Proteinfraktion läuft und 80% der Gesamtaktivität enthält. Bei den restlichen 20% der Gesamtaktivität handelt es sich wahrscheinlich um den dialysierbaren Galliumanteil. Bei der Zellfraktionierung nach Schmidt und Thannhauser (1945), modifiziert nach Schneider (1945), findet sich nahezu die gesamte Aktivität im Perchlorsäure-Überstand. Dies besagt, daß die Gallium-Bindung an die Makromoleküle innerhalb der proteinhaltigen Fraktionen säurelabil und wahrscheinlich nicht kovalent ist. Die Bindung von Gallium an Cytoplasmoproteine von Tumorzellen wird diskutiert.