Dieter Kummer

Beiträge zur chemie der halogensilan-addukte: XXN. Über die ionisierung der SiCl-Bindung. Temperaturabhängige ubergänge zwischen penta- und tetrakoordinierten SiCl-Verbindungen. Die kristall- und molekülstruktur von chloro-dimethyl-(3,4,7,8-tetrahydro-2H,6H-pyrimido[1,2-a]pyrimidin-1-ylmethyl-C1,N9)-silicium☆☆☆

1,3,4,6,7,8-hexahydro-1-trimethylsilyl-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidin (TMSTBD) (BSiMe3) reacts with chloromethyl(methyl)chlorosilanes to give (BCH2SiMenCl3-n) (n = 2, 1, 0) (5–7) and with 1-chloroethyltrichlorosilane togive (BCHCH3SiCl3) (8). Their solid-state and solution structures have been determined by X-ray crystallography (5), IR, 29Si, 13C and 1H NMR spectroscope. The presence of the strong base B causes interesting changes of coordination at Si of 5 and 6 when compared with 1 and 2 that contain a weaker base B. All compounds are pentacoordinated in the solid-state, and 7 and 8 also in solution. The latter do not differ from their counterpart 3 containing a weak base B. On the other hand, the pentacoordinated solid-state structure of 5 is more strongly distorted towards tetracoordination at Si and ionization of the SiCl bond than 1, as shown e.g. by the remarkably long SiCl bond (2.679 A). Solution data are consistent with the same pattern for the dissolved compounds. An increasing extent of tetracoordination at Si and ionization of the SiCl bond is observed for 5 and 6 when compared with 1 and 2. A shift to tetracoordination and SiCl ionization has been observed for the first time for a dichlorosubstituted silane (6). The extent of penta- or tetracoordination at Si is temperature and solvent dependent. Increase of temperature causes a shift to pentacoordination and vice versa (entropy effect). The effect of different solvents on the extent of penta- or tetracoordination at Si (ionization of the SiCl bond) can be correlated with their acceptor numbers (AN).

Cytostatica- und Röntgenstrahleneffekte im Nucleinsäurestoffwechsel von soliden, malignen Tumoren in vitro

A study has been performed to measure the incorporation rate of [14C] thymidine-and deoxyuridine into DNA, of [14C] uridine,-cytidine,-uracil,-adenine,-hypoxanthine,-glycine,-formiate and orotic acid into RNA, and of [14C] leucine into protein of solid neoplasms. If cytostatics were applied, the uptake of [14C] labeled nucleic acid-and protein precursors into the cells of different tumors are inhibited differently. The employed cytostatics are a) the antimetabolites 5-fluor-uracil, methotrexate and 6-mercaptopurine=purinethol, b) the alkylating cytostatics trenimon and mitomen, c) actinomycin-D and d) hormones like the cortisol-derivative urbason and the sexual hormones oestriol and testosterone. X-ray radiation (1000 and 2000 R) does not cause in this in vitro system a genuine inhibition of the nucleic acid metabolism of tumors. The aim of this study was to establish a test system to measure the sensibility of neoplasms which have been treated in vitro with the above cytostatics in order to allow a special therapy of apparently tumorectomized patients. Unter in vitro-Bedingungen wird der Einbau von [14C] Thymidin und-Desoxyuridin in die DNS, von [14C] Uridin,-Cytidin,-Uracil,-Adenin,-Hypoxanthin,-Glycin,-Formiat und-Orotsäure in die RNS und von [14C] Leucin in die Proteine von soliden, malignen Tumoren gemessen. Bei Applikation von Cytostatica werden die Einbauraten dieser [14C] markierten Nucleinsäure-und Proteinbausteine in die Zellen verschiedener Tumoren unterschiedlich gehemmt. Die eingesetzten Cytostatica sind a) die Antimetabolite 5-Fluor-uracil, Methotrexat und 6-Mercaptopurin=Purinethol, b) die alkylierenden Cytostatica Trenimon und Mitomen, c) das Actinomycin-D und d) Hormone wie das Cortisolderivat Urbason und die Geschlechtshormone Oestriol und Testosteron. Röntgenbestrahlung (1000 und 2000 R) bewirkt unter den in vitro-Bedingungen keine echte Hemmung im Nucleinsäurestoffwechsel der Tumoren. Zielsetzung dieser Untersuchungen ist, aus den Einbauraten unter Applikation der angeführten Cytostatica die Sensibilität der malignen Tumoren gegenüber den wachstumshemmenden Substanzen testen zu können, um dementsprechend eine gezielte cytostatische Nachbehandlung anscheinend radikal-operierter Carcinompatienten durchführen zu können.

Cytostatischer Wirkungsmechanismus von Cortisol und verwandten Steroiden

SummaryCortisone, cortisole, and their synthetic derivates, prednisone, prednisolone, triamcinolone, and dexamethasone exhibit the following metabolic actions:1.Negligible inhibition of the DNA synthesis, on the other hand a strong inhibition of the RNA synthesis by all of the above corticoides.2.Blockage of the transport of nucleosides, and independent thereof, the transport of glucose into the cell by all of the various corticoids. Inhibition of the phosphorylation of nucleosides and nucleotides by cortisole, prednisolone and prednisolone-derivatives.3.In a cell free system, an inhibition of the messenger RNA synthesis is observed, due to the interaction of corticoides, given in a high dosis, with primer DNA. All of these corticoids results, especially that of the fluoridated prednisolone derivatives, can be more clearly demonstrated on lymphatic leukemic cells, than on the Ascites cells.In respect to their degree of cytostatic effectiveness on lymphatic leukemic cells, the tested corticoides can be arranged in the following order: The cytostatic effectiveness corresponds to the antiinflammatory and antiallergetic action on these substances which is in agreement with clinical experience.These results can not be correlated to the action of corticoides as adrenal cortex hormones because they are observed under concentrations greater than the physiological norm.ZusammenfassungCortison, Cortisol und deren synthetische Derivate Prednison, Prednisolon sowie Triamcinolon und Dexamethason zeigen an Ascitescarcinomzellen der Maus und an lymphatischen Leukämiezellen des Rindes in vitro folgende Stoffwechselwirkungen:1.Geringgradige Hemmung der DNA-Synthese, dagegen starke Hemmung der RNA-Synthese durch sämtliche geprüfte Corticoide.2.Blockierung des Nucleosid- und unabhängig davon des Glucoseeintritts in die Zelle durch sämtliche Corticoide. Hemmung der Phosphorylierung von Nucleosiden und Nucleotiden durch Cortisol, Prednisolon und Prednisolonderivate.3.Im zellfreien System wird bei hohen Corticoiddosen eine Hemmung der messenger-RNA-Synthese durch Wechselwirkung der Corticoide mit der PrimerDNA beobachtet. Alle Effekte der Corticoide, besonders der fluorierten Prednisolonabkömmlinge, treten an lymphatischen Leukämiezellen wesentlich deutlicher hervor als an Asciteszellen.Hinsichtlich der cytostatischen Wirksamkeit der getesteten Corticoide an lymphatischen Leukämiezellen ergibt sich folgende Reihenfolge: Cortison=Cortisol < Prednison=Prednisolon=6α-Methylprednisolon < Triamcinolon < Dexamethason. Die cytostatische Wirksamkeit entspricht damit der entzündungshemmenden, antiallergischen Wirksamkeit dieser Substanzen in Übereinstimmung mit den klinischen Erfahrungen. Die Effekte haben primär nichts mit der Wirksamkeit der Corticoide als Nebennierenrindenhormone zu tun, sondern werden bei wesentlich höherer Konzentration als der physiologischen beobachtet.

Cytostatischer Wirkungsmechanismus von Natulan

Hydrogen peroxide and formaldehyde, both products of catabolism of “Natulan”, inhibit DNA polymerase as well as DNA dependent RNA polymerase, as shown in the cell-free system. Formaldehyde, furthermore, interferes with the synthesis of nucleoside triphosphates. N-hydroxymethyl compounds which may be obtained from the breakdown of “Natulan” act like formaldehyde. In addition, there is a strong evidence that they react directly with DNA. Formalhydrazine, an azomethine derivative, is another basic compound of “Natulan” catabolism. It reacts with thiol compounds at 20°C and pH 7.2. The same reactivity, as displayed by the N-hydroxymethyl compounds, is observed when it is tested in the DNA and RNA polymerase systems. 14C-Uridine incorporation by lymphatic leukemic cells was inhibited by “Natulan”, azo-Natulan (dehydrogenated Natulan), 4-formyl-N-isopropyl-benzamide and 4-hydroxymethyl-N-isopropyl benzamide. The two latter compounds reduced the intracellular concentration of the nucleosides, suggesting blockage of nucleoside transport into the cells. This effect has been assigned to the substitution of N-isopropylcarbamide on the benzyl residue. The favorable therapeutic action of Natulan in lymphogranulomatose and other lymphoreticular neoplastics could be due therefore to its specific inhibition of nucleoside transport into the lymphocytes which are dependent on obtaining these compounds from the medium. Am zellfreien System wird gezeigt, daß Hydrogenperoxyd und Formaldehyd—beide als Abbauprodukte von Natulan nachgewiesen—die DNS-Polymerase und die DNS-abhängige RNS-Polymerase hemmen. Formaldehyd hemmt außerdem die Bildung der Nucleosid-triphosphate. N-Hydroxymethyl-Verbindungen, wie sie im Natulan-Abbau entstehen können, wirken wie Formaldehyd; greifen darüber hinaus aber die DNS direkt an. Formalhydrazin, Grundkörper eines im Natulan-Abbau auftretenden Azomethinderivates, reagiert bei 20° und pH 7,2 mit Thiol-Verbindungen. Gegenüber DNS- und RNS-Polymerase verhält sich Formalhydrazin wie eine N-Hydroxymethyl-Verbindung (s. o.). An lymphatischen Rinderleukosezellen wird gezeigt, daß Natulan, Azo-Natulan (=dehydriertes Natulan), dessen Abbauprodukt 4-Formyl-N-isopropyl-benzamid sowie 4-Hydroxymethyl-N-isopropyl-benzamid den Einbau von markiertem Uridin hemmen. Am Beispiel der beiden letzteren Verbindungen wird nachgewiesen, daß es zu einer umfassenden Senkung der intracellulären Nucleosid-Konzentration kommt, da der Eintritt der Nucleoside in die Zellen gehemmt ist. Der Effekt beruht auf der Substitution des Benzylrestes mit N-Isopropyl-carbonamid. Die günstige therapeutische Wirkung von Natulan bei Lymphogranulomatose und anderen lymphoretikulären Neoplasien wird damit erklärt, daß Lymphocyten, die auf Zufuhr von Nucleosiden aus dem Medium angewiesen sind, durch die Hemmung der Nucleosidaufnahme unter Natulan spezifisch geschädigt werden.

Differenzierung der Wirkungsmechanismen alkylierender Cytostatika an Ehrlich-Ascitescarcinom- und lymphatischen Leukämiezellen

In the DNA- and RNA-metabolism of Ehrlich ascites cells of the mouse, the alkylating cytostatics trisethyleniminobenzochinone (=trenimon), N-oxide-Lost (=mitomen) and the chlorambucile (=leukeran) in cellular suspension in vitro and the cell free systems are showing the following general inhibiting effects: 1. Blocking of the primer-function of native DNA for the messenger RNA synthesis. 2. Blocking of the ribonucleotide reductase system. This would imply the inhibition of one possible pathway in the synthesis of deoxyribosepurines and-pyrimidines. If [14C] thymidine is added to ascites cells the incorporation of this precursor is inhibited by blocking the de-novo-synthesis of the deoxynucleotide base analogues. A direct inhibition of the DNA-polymerase by the alkylating cytostatics could not be detected. In contract to trisethyleniminobenzochinone and N-oxide-Lost, chlorambucile (=leukeran) inhibits the entrance of pyrimidine-and purinnucleosides as well as of purine bases into the cell. This inhibition of the permeation can be considered to be the reason for the strong cytostatic effect of chlorambucile on lymphatic leucemic cells. Im DNS- und RNS-Stoffwechsel von Ehrlich-Ascitescarcinomzellen der Maus weisen die alkylierenden Cytostatika Trisäthyleniminobenzochinon (=Trenimon), N-Oxyd-Lost (=Mitomen) und Chlorambucil (=Leukeran) in Zellsuspension in vitro und in zellfreien Systemen folgende gemeinsame Hemmeffekte auf: 1. Blockierung der Primerfunktion von nativer DNS für die Messenger RNS-Synthese. 2. Blockierung des Ribonucleotid-Reduktase-Systems, wodurch in der Zelle ein Syntheseweg von Desoxyribosepurinen und-pyrimidinen gehemmt ist. Bei [14C] Thymidin-Markierung von Asciteszellen kommt es dadurch zu einer [14C] Thymidineinbauhemmung, indem die de novo-Synthese der baseanalogen Desoxynucleotide blockiert ist. Eine direkte Hemmung der DNS-Polymerase durch die alkylierenden Cytostatika konnte nicht nachgewiesen werden. Chlorambucil (=Leukeran) hemmt im Gegensatz zu Trisäthyleniminobenzochinon und N-Oxyd-Lost den Eintritt von Pyrimidin-und Purinnucleosiden sowie Purinbasen in die Zelle. Dieser Permeationshemmeffekt wird aus vergleichenden Untersuchungen im Nukleinsäurestoffwechsel von lymphatischen Leukämiezellen und von Ehrlich-Ascitscarcinomzellen als Ursache angesehen für die starke cytostatische Wirkung von Chlorambucil an lymphatischen Leukämiezellen.

Untersuchungen zur Thymidin-Triphosphat-Synthese in malignen Tumoren

Measurements of the deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP) contents, the [14C] thymidine and deoxyuridine incorporation and the “key enzymes” of the thymidine triphosphate (dTTP) synthesis, thymidine kinase and ribonucleotide reductase, in diploid Ehrlich-ascites carcinoma, in Yoshida sarcoma-ascites cells and to a smaller extent in surgically removed malignant human tumours show 1. A distinctly increased dTTP content compared with the remaining dNTP is not a characteristic of tumour cells generally but a peculiarity of sarcoma and a sign of de-differentiation of a malignant tumour. 2. With simultaneous linear deoxyribonucleoside incorporation the dTTP content and the mix-proportion of [14C] dTTP to total dTTP in ascites tumour cells in short-term in-vitro incubation (120 min) remain constant. 3. Thymidine addition to the medium leads to a distinct rise of dTTP concentration even at a dosage of 3×10−5 M. 4. The dNTP contents of ascites tumour cells are within the range of the endproduct-inhibiting concentrations of thymidine kinase and ribonucleotide reductase. A distinctly increased dTTP content compared with the remaining dNTP is not a characteristic of tumour cells generally but a peculiarity of sarcoma and a sign of de-differentiation of a malignant tumour. With simultaneous linear deoxyribonucleoside incorporation the dTTP content and the mix-proportion of [14C] dTTP to total dTTP in ascites tumour cells in short-term in-vitro incubation (120 min) remain constant. Thymidine addition to the medium leads to a distinct rise of dTTP concentration even at a dosage of 3×10−5 M. The dNTP contents of ascites tumour cells are within the range of the endproduct-inhibiting concentrations of thymidine kinase and ribonucleotide reductase. Messungen der Desoxyribonucleosidtriphosphat (dNTP)-Gehalte, des [14C] Thymidin- und Desoxyuridin-Einbaus und der Schlüsselenzyme” der Thymidintriphosphat (dTTP)-Synthese, Thymidinkinase und Ribonucleotid-Reductase, an diploidem Ehrlich-Ascitescarcinom, an Yoshidasarkom-Asciteszellen und zum kleineren Teil auch an operativ entfernten, malignen Tumoren des Menschen ergeben: 1. Ein gegenüber den übrigen dNTP deutlich erhöhter Gehalt an dTTP ist kein Charakteristkum von Tumorzellen generell, sondern eine Besonderheit des Sarkoms und ein Zeichen der Entdifferenzierung eines Malignoms. 2. Bei zugleich linearem Desoxyribonucleosid-Einbau bleibt der dTTP-Gehalt und das Mischverhältnis [14C] dTTP: gesamt dTTP in Ascitestumorzellen bei Kurzzeit-in vitro-Inkubation (120 Min.) konstant. 3. Thymidin-Applikation zum Medium führt schon bei einer Dosierung von 3×10−5 M zur deutlichen Erhöhung der dTTP-Konzentration. 4. Die dNTP-Gehalte von Ascitestumorzellen liegen im Bereich der Endprodukt-Hemmkonzentrationen von Thymidinkinase und Ribonucleotid-Reductase. Ein gegenüber den übrigen dNTP deutlich erhöhter Gehalt an dTTP ist kein Charakteristkum von Tumorzellen generell, sondern eine Besonderheit des Sarkoms und ein Zeichen der Entdifferenzierung eines Malignoms. Bei zugleich linearem Desoxyribonucleosid-Einbau bleibt der dTTP-Gehalt und das Mischverhältnis [14C] dTTP: gesamt dTTP in Ascitestumorzellen bei Kurzzeit-in vitro-Inkubation (120 Min.) konstant. Thymidin-Applikation zum Medium führt schon bei einer Dosierung von 3×10−5 M zur deutlichen Erhöhung der dTTP-Konzentration. Die dNTP-Gehalte von Ascitestumorzellen liegen im Bereich der Endprodukt-Hemmkonzentrationen von Thymidinkinase und Ribonucleotid-Reductase.

Steuermechanismen der Ribonucleotid-Reduktion in Säugetiergewebe

The ribonucleoside diphosphate reductase (E.C.1.17.4.1) was partially purified from Ehrlich ascites carcinoma nd regenerating rat liver. The specific activity of the two enzyme preparations did not vary with regard to the reduction of UDP, ADP, CDP and GDP. Similarly the regulation of the enzyme system by deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP) is almost identical. Through the application of deoxyribonucleosides (10−3 or 2×10−3 M) and measurement of the dNTP content it was found in Ehrlich and Yoshida ascites tumours that these control mechanisms are transmissible to whole cells. dATP inhibits the reduction of all four nucleoside diphosphates. dTTP stimulates the reduction of GDP, dCTP that of UDP and dGTP that of ADP. Die Ribonucleosiddiphosphatreductase (E.C.1.17.4.1.) wurde aus Ehrlich-Ascitescarcinom und regenerierender Rattenleber partiell gereinigt. Die spezifische Aktivität beider Enzym-Präparationen unterscheidet sich nicht im Hinblick auf die Reduktion von UDP, ADP, CDP und GDP. Ebenso ist die Regulation des Enzymsystems durch die Desoxyribonucleosidtriphosphate (dNTP) nahezu identisch. Durch Applikation von Desoxyribonucleosiden (10−3 bzw. 2×10−3 M) und Messung der dNTP-Gehalte konnte an Ehrlich- und Yoshida-Ascitestumorzellen nachgewiesen werden, daß diese Steuermechanismen auf Ganzzellen übertragbar sind. dATP hemmt die Reduktion aller vier Nucleosiddiphosphate. dTTP stimuliert die GDP-, dCTP die UDP- und dGTP die ADP-Reduktion.

181. Die Indikation zur Anlage einer Endlosdrainage bei Malignomen der Gallenwege

SummaryInoperable carcinomas of the common bile duct can be treated with more safety by transhepatoenteric ring drainage than by hepato-enterostomy in cases with relatively low serum bilirubin levels. During the last 5 years 8 patients were treated by transhepato-enteric ring drainage. 2 patients died during hospitalization. 2 patients died of their primary disease 81/2 and 91/2 month after operation. 4 patients are alive between 5 and 11 months post op. Frequent irrigation with normal saline and change of the drainage every 2–3 months guarantee adequate function.ZusammenfassungBei nicht resektablen Carcinomen des proximalen Hepato-Choledochus, geringfügigem intrahepatischem Aufstau und niedrigen Bilirubinwerten bietet die endlose Drainage gegenüber der HepatoEnterostomie mehr Sicherheit. In den letzten 5 Jahren sind 8 Patienten mit einer endlosen Drainage versorgt worden. 2 Patienten sind während des stationären Aufenthaltes verstorben. 2 Patienten sind nach 81/2 bzw. 91/2 Monaten ihrem Grundleiden erlegen. 4 Patienten sind zwischen 5 und 11 Monaten p. o. noch am Leben. Bei häufigen Spülungen mit steriler NaCI-Lösung und Wechsel der Drainage alle 2–3 Monate ist die Funktion stets gut.

Cytostatica-Sensibilitätstest solider, maligner Tumoren in vitro zur gezielten kombinierten operativen und chemotherapeutischen Behandlung des Krebsleidens

SummaryBy measuring the uptake of14C labelled elements in the nucleic acids of tissue samples from solid, malignant tumours “in vitro”, it is possible to determine the rate of new synthesis of deoxyribonucleic acid (DNA) and thus establish the growth rate of these malignant tumours. Up to now 200 different operated malignant tumours have been examined. The comparison of the DNA synthesis rate of these neoplasms and their sensitivity to alkalizing cytostatic drugs “in vivo” and “in vitro” permits one to conclude that only malignant growths with a high14C thymidin and desoxyuridine content in the DNA will respond to treatment with alkalizing cytostatic drugs such as Endoxan. In addition to that group of substances, the cytostatic action of Daunoblastin, Actinomycin D, Methotrexat, Purinethol and specially of the anti-metabolites 5-Fluoruracil and Cytosinarabinoside can also be determined. Also, the effects of hormones on, for example, breast carcinoma, can be demonstrated. The method described can be used as a test of the sensitivity of solid malignant growths to various cytostatic compounds and can be instituted in hospital to determine the choice of a suitable chemotherapy. In this way the combination of surgery and a scientifically-selected cytostatic post-operative therapy can bring about an improvement in the survival rate of patients undergoing surgery for malignant tumour.ZusammenfassungDurch die Messung der Einbauraten [14C]markierter Bausteine in die Nucleinsäuren von Gewebspartikel solider, maligner Tumoren in vitro ergibt sich die Möglichkeit, die Desoxyribonucleinsäuren (DNS-)Neusyntheserate und damit die Wachstumsgeschwindigkeit dieser Malignome zu bestimmen. Es wurden bisher über 200 verschiedene, operierte, maligne Tumoren aufgearbeitet. Der Vergleich von DNS-Syntheserate dieser Neoplasmen und ihrer Empfindlichkeit gegen alkylierende Cytostatica in vivo und in vitro läßt darauf schließen, daß nur Malignome mit hohem [14C]Thymidin- und Desoxyuridin-Einbau in die DNS auf eine Therapie mit alkylierenden Cytostatica wie Endoxan ansprechen. Neben dieser Substanzgruppe kann die cytostatischè Effektivität von Daunoblastin, Actinomycin D, Methotrexat, Purinethol und besonders von den Antimetaboliten 5-Fluoruracil und Cytosinarabinosid bestimmt werden. Es lassen sich außerdem Hormonwirkungen u. a. auf Mammacarcinome nachweisen. Die vorliegende Methodik kann als Sensibilitätstest solider Malignome gegen verschiedene Cytostatica in der Klinik zur Einleitung einer gezielten Chemotherapie eingesetzt werden. Es ist dadurch eine Kombination von Operation mit gezielter cytostatischer Nachbehandlung durchführbar zur Verbesserung der Überlebensrate von Patienten, die wegen eines malignen Tumors operiert worden waren.