Dietmar Gericke

Hemmung der viralen reverse-transcriptase und leukamogenese mit modifizierten nucleinsauren.

Inhibition of DNA polymerase from oncorna viruses by a new class of macromolecular inhibitors is reported. The macromolecule, designated as mercaptopolycytidylic acid (MPC), is a chemically modified polycytidylic acid containing 5-SH cytidylic bases in the polymerase. Partially thiolated polycytidylic acids (MPC I–III, containing 1.7%, 3.5%, and 8.6% 5-mercaptocytidylate units, respectively) inhibited the DNA-polymerase of Friend leukemia virus (FVL) in the endogenic reaction as well as in the presence of poly rA · (dT)14 or poly (dA-dT) templates; the inhibitory activities were directly related to the percent of thiolation. In a bacterial DNA polymerase (E coli-K12 with denatured calf thymus DNA as template) MPC I–III showed no activity. Biological experiments showed that MPC III inhibits the leukemogenic potential of cell-free spleen extracts from FVL-infected mice to about 60%, measured on the basis of spleen weight. The enzymatic and animal experiments have led us to carry out preliminary clinical trials in some cases of Children leukemia. These cases, resistent to the known therapeutic regimes (combination chemotherapy), responded well when treated with MPC alone, or in combination with poly I. The experiments indicate that the development of modified polynucleotids with structural similarities to functional templates may be of potential use in the future chemotherapy of leukemia. Es wird über die Wirkung einer neuen Gruppe makromolekularer Inhibitoren auf die DNS-Polymerase von Oncornaviren berichtet. Kennzeichen der Substanzen ist die Modifizierung ihrer Cytosinbasen in der Polycytidylsäure. Wird ein Teil der Cytosinbasen an 5-C thioliert, erhält man eine partiell thiolierte Verbindung, die als Mercaptopolycytidylsäure (MPC) bezeichnet wird. Mercaptopolycytidylsäure hemmt die Reverse-Transcriptase-Aktivität muriner Leukämieviren (Friend), die aus der Milz von Friend-Leukämie-Virus (FLV)-infizierten Mäusen isoliert und gereinigt worden ist. Mit steigendem Gehalt an thiolierten Basen nimmt die Hemmwirkung von MPC auf die Reverse-Transcriptase zu. Dagegen wird die DNS-Polymerase aus Bakterien durch MPC nicht gehemmt. Daraus könnte man auf eine spezifische Bindung von MPC mit der DNS-Polymerase aus Leukämieviren schließen. Kinetische Versuche mit dem Leukämie-Enzym haben gezeigt, daß die Hemmwirkung von MPC auf eine Komplexbildung mit der DNS-Polymerase aus Leukämieviren zurückzuführen ist. Aufgrund der Rolle, die die Reverse-Transcriptase von Leukämieviren für die Leukämogenese spielt, wurde die Wirkung von MPC auf diesen Prozeß bei Mäusen untersucht. Inkubierte man eine Virussuspension mit MPC, dann ließ sich die Leukämogenese gegenüber den Kontrollen um 60% hemmen. Die Ergebnisse der Enzym- und Tierversuche hatten eine Ausdehnung der MPC-Behandlung auf einige kindliehe Leukämiefälle zur Folge. Die ersten Erfahrungen sprechen nicht dagegen, daß spezifische Hemmstoffe der Reverse-Transcriptase in der Humantherapie verwendet werden können. Eine Weiterentwicklung von Hemmsubstanzen, die mit der DNS-Polymerase von Leukämieviren reagieren, sollte zur Auffindung leistungsfähiger Präparate für die Leukämiebehandlung führen.

Vergleichende Untersuchungen ber die Induktion von Mammatumoren bei Wistar- und Sprague-Dawley-Ratten durch orale Gaben von 7,12-Dimethyl-1,2-benzanthracen

Es wird über die Induktion von Mammatumoren bei Wistar- und Sprague-Dawley-Ratten durch orale Gaben von Dimethylbenzanthracen berichtet. Dieser Kohlenwasserstoff ist dem Methylcholanthren bei beiden Stämmen zur Erzeugung von Mammatumoren deutlich überlegen. Eine wesentlich schwächere Reaktion der Wistar-Ratten ist auch bei dieser Substanz zu verzeichnen. A report is made of the induction of mammary tumors in Wistar and Sprague-Dawley rats by oral doses of di-methyl-benzanthracene. In both strains of animals this hydrocarbon proved superior to methylcholanthrene for inducing mammary tumors. The Wistar rats, however, react substantially less to both these substances.Es wird uber die Induktion von Mammatumoren bei Wistar- und Sprague-Dawley-Ratten durch orale Gaben von Dimethylbenzanthracen berichtet. Dieser Kohlenwasserstoff ist dem Methylcholanthren bei beiden Stammen zur Erzeugung von Mammatumoren deutlich uberlegen. Eine wesentlich schwachere Reaktion der Wistar-Ratten ist auch bei dieser Substanz zu verzeichnen.

Vergleichende Untersuchungen über die Induktion von Mammacarcinomen bei Wistar- und Sprague-Dawley-Ratten durch perorale Gaben von Methylcholanthren

Es wird über Versuche zur Induktion von Mammatumoren bei Wistar-und Sprague-Dawley-Ratten durch perorale Gaben von 200 mg Methylcholanthren berichtet. Sie verliefen bei beiden Tierstämmen erfolgreich, wobei an Sprague-Dawley-Ratten eine höhere Tumorausbeute erzielt werden konnte. Auch im histologischen Bild der Tumoren fanden sich gewisse Unterschiede zwischen beiden Stämmen. Experiments are reported in which breast tumors were induced in Wistar and Sprague-Dawley rats by the oral administration of 200 mg of methylcholanthrene. The experiments were successful in both strains; more tumors could be induced, however, in the Sprague-Dawley rats. In addition, certain histological differences were found between the tumors of both strains.

On a possible cocarcinogenic and immunosuppressive activity of phorbol in AKR-mice

Mice of an AKR subline exhibiting a very low rate of spontaneous leukemia were intraperitoneally injected with solutions of phorbol in physiological saline two times weekly for up to 30 weeks. A total dose of 24 mg phorbol/20 g of mouse was administered as a maximal dose. As compared to the controls, receiving solvent only, in the mice treated with phorbol the latent period of appearance of leukemia was not decreased nor was the rate of leukemia increased. Also other pathological changes such as proliferation of reticulum cells and the incidence of reticulosis were not observed more frequently than in the controls — excepting the generation of two hepatomas in the phorbol treated animals. The potency of the spleen cells of the treated mice to form antibodies against sheap red blood cells appears slightly but not significantly deminished in the plaque test of Jerne. Also in the hemagglutinationtest the titer of the serum of treated animals was not significantly reduced. The results demonstrate that in the strain of mice used and in the doses assayed, phorbol does not exhibit leukemogenic or immunosuppressive activities. Mäusen einer AKR-Unterlinie, die eine sehr niedrige Spontanrate von Leukämie aufweist, wurden bis zu 30 Wochen lang zweimal wöchentlich Lösungen von Phorbol in physiologischer Kochsalzlösung intraperitoneal injiziert. Maximal wurde eine Gesamtdosis von 24 mg Phorbol/20 g Maus appliziert. Im Vergleich zu den Kontrollen, die nur das Lösungsmittel erhielten, war bei den phorbolbehandelten Tieren weder die Latenzzeit des Auftretens von Leukämie verkürzt, noch war die Rate von Leukämie erhöht. Auch andere pathologische Veränderungen wie die Proliferation von Reticulumzellen und das Auftreten von Reticulosen wurde nicht häufiger als in den Kontrollen beobachtet. Eine Ausnahme bildet das Auftreten von zwei Hepatomen bei den phorbolbehandelten Tieren. Die Fähigkeit der Milzzellen der behandelten Tiere gegen Schafserythrocyten Antikörper zu bilden, erscheint im Plaque-Test nach Jerne etwas reduziert, kann aber statistisch nicht gesichert werden. Auch im Hämagglutinationstest ist der Titer des Serums der behandelten Tiere gegenüber den Kontrollen etwas aber statistisch nicht signifikant erniedrigt. Die Ergebnisse zeigen, daß Phorbol bei der verwendeten Unterlinie von AKR-Mäusen und in den verwendeten Dosen weder leukämogene noch immunosuppressive Aktivität zeigt.

Immunosuppressive activity of some new cytostatic agents.

The results describe the activities of alkylating agents (Degranol®, R-74), antimetabolites (Hydroxyurea, LeukeranR, 1-Asparaginase), antitumor antibiotics (Adriamycin, Daunomycin, Distamycin), Concanavalin A and BCG-vaccine on immune response by spleen of mice. Under these conditions Degranol® and Adriamycin were found to be most effective followed by Daunomycin and Distamycin. Interestingly, the antimetabolites exhibited a weaker immunesuppressive activity, whereas Concanavalin A is a very potent immune-suppressive agent. The treatment with BCG-vaccine stimulates the immune response in normal animals. However the immune-suppression achieved by infection with Friend-Leukemia-Virus was not influenced by BCG. Es wird die Wirkung von alkylierenden Substanzen (Degranol®, R-74), Antimetaboliten (Hydroxyharnstoff, Leukeran®, 1-Asparaginase), Antitumorantibiotika (Adriamycin, Daunomycin, Distamycin), von Concanavalin A und von BCG-Vaccine auf die Immunantwort der Milz der Maus beschrieben. Unter diesen Bedingungen waren am wirksamsten Degranol und Adriamycin, gefolgt von Daunomycin und Distamycin. Die Antimetaboliten waren erstaunlicherweise weniger wirksam, während Concanavalin A sich als außerordentlich kräftiges Immunsuppressivum erwies. Wurden normale Tiere mit BCG vacciniert, dann führte das zu einer Steigerung der Immunantwort. Wurden die Tiere jedoch mit dem Friend-Leukämie-Virus infiziert, dann konnte dessen immunsuppressive Wirkung durch die BCG-Vaccine nicht beeinflußt werden.

Molekulare Grundlagen viral bedingter Tumoren

SummaryThe recent advances in the biology of oncorna viruses favour the hypothesis that human carcinomas may be caused by viruses. Particles isolated from various human tumors have been found to contain reverse-transcriptase activity, exhibited by all oncorna viruses. The results reported in this review demonstrate a good correlation between the reverse-transcriptase activity and the malignancy of the oncorna viruses. The development of specific inhibitors of reverse-transcriptase is, therefore useful for an effective chemotherapy in the future, and for a better understanding of the mechanism of viral oncogenesis.ZusammenfassungDie jüngsten Fortschritte in der Biologie der Oncornaviren begünstigen die Vorstellung, daß auch die Entstehung menschlicher Carcinome auf Viren zurückzuführen sein könnte. Denn es wurden aus einer Reihe menschlicher Tumoren Partikel gewonnen, in denen die Aktivität einer „reverse Transcriptase“ nachweisbar war. Die in diesem Bericht zitierten Befunde zeigen bemerkenswerte Beziehungen zwischen der Aktivität der „reverse Transcriptase“ und der Malignität der Oncornaviren. Die Entwicklung eines geeigneten Inhibitors der „reverse Transcriptase“ könnte daher für die Zukunft günstige Aussichten einer wirksamen klinischen Chemotherapie und ein besseres Verständnis des Mechanismus der viralen Onkogenese eröffnen.

Tierexperimenteller Beitrag zur Frage der Einlagerung von Tetracyclin in Tumorgewebe

Es wird über das Verhalten des Tetracyclinderivats Desdimethylaminotetracyclin bei Nagetieren berichtet, die Träger von Transplantations-, Induktionsoder Spontantumoren sind. Anhand der makroskopischen Organ- und Tumorfluorescenz wird festgestellt, daß intaktes Tumorgewebe gegenüber dem Tetracyclinderivat keine besondere Affinität aufweist. Eine längerdauernde Ablagerung der Substanz findet sich im Knochen, in Tumornekrosen und in experimentellen Nekrosen mit und ohne Verkalkungen. Die sich widersprechenden Angaben in der Literatur über die Diagnostik bösartiger Tumoren mit Hilfe von Tetracyclinen werden diskutiert. Auf Grund der eigenen Versuchsergebnisse wird geschlossen, daß Tetracycline weder für die Diagnose von Tumoren, noch für eine Therapie nach Koppelung an ein Cytostaticum geeignet sind. A report is made of the deposition of the tetracyclin derivate, desdimethyl-aminotetracyclin, in rodents that are carriers of either transplantable, or induced, or spontaneous tumors. On the basis of macroscopic organ and tumor fluorescence it is determined that intact tumor tissue shows no special affinity for the tetracyclin derivate. A long-lasting deposition of the substance, however, is found in the bones, in necroses of the tumors, and in experimental necroses with or without calcification. A discussion is presented of the contradictory statements found in the literature regarding the diagnosis of malignant tumors with the aid of tetracyclin. On the basis of the results of the studies carried out here, it is concluded that tetracyclin is neither suitable for the diagnosis of tumors nor for therapy after coupling to a cytostatic agent.

An Antitemplate Approach to Develop Selective Inhibitors of Oncornaviral Reverse-Transcriptase

Single-stranded polyribonucleotides are known to act as efficient templates for the viral DNA-polymerases in the presence of the complimentary oligo-deoxyribonucleotide primer. Chemical modification of such template would be expected to alter the interaction between the template and the viral enzyme (1–5). This appears to be a very useful approach for designing specific inhibitors of viral DNA polymerases, which might find application in the chemotherapy of cancer (6).

Studies on the effect of oncornaviral vaccines on the progression of chemical carcinogenesis

Summary The effect of inactivated oncornaviral vaccines (Friend leukemia virus and Rous sarcoma virus) on the progression of chemical carcinogenesis (9th–63rd weeks) induced by 3-methylcholanthrene (MC) and benzo(a)pyrene (BP) was studied. Viral preparations, purified by the density-gradient centrifugation procedure, were inactivated by incubation with 0.1% formalin or 90% dimethylsulfoxide (DMSO). Carcinogen treatments were made 4 weeks after the intraperitoneal injection of vaccines; the control animals received only the inactivated agents. The progression of MC-induced carcinogenesis was inhibited significantly by the formalin-inactivated viral vaccines; the protective action was more pronounced in the early phase of tumorigenesis. However, pretreatment with the DMSO-inactivated vaccines led to a potentiation of MC-induced carcinogenesis. Regardless of the mode of inactivation, none of the viral vaccines showed any protective effect on BP-induced carcinogenesis. On the contrary, a very significant potentiation of the BP-induced carcinogenesis was observed in animals pretreated with formalin-inactivated vaccines.

Antitumor activity of polyinosinic-polycytidylic acid in combination with some biologically active compounds.

Die Antitumor-Wirksamkeit der Polyinosin-Polycytidyl-Säure (poly rI-rC) wurde allein und in Kombination mit einem Podophyllinsäure-Abkömmling, mit DEAE-Dextran und mit c-AMP getestet. Die Ergebnisse dieser Versuche waren verschieden und wechselten zwischen einer synergistischen, einer verstärkenden und einer hemmenden Wirkung. Die Ursachen und Folgen werden besprochen. The antitumor activity of polyinosinic-polycytidylic acid [poly (rI.rC)] was tested alone and in combination with a podophyllic acid derivative, with DEAE-dextran and with c-AMP. The results of these combinations were different changing between a synergistic, a potentiating and a depressing effect respectively. The causes and consequences will be discussed.