Gerhard Meuret

DNA-, histone-, RNA-, hemoglobin-content and DNA-synthesis in erythroblasts in a case of congenital dyserythropoietic anemia type I

SummaryErythroblasts of a case of congenital dyserythropoietic anemia type I were examined using cytophotometric techniques together with an analysis of3H-thymidine incorporation in vitro by autoradiography. Hypertetraploid DNA-values were observed in a high proportion of the erythroblasts, obviously resulting from a disturbed coordination of DNA-synthesis and the cell cycle. There was evidence that DNA-synthesis was irreversibly arrested in a high proportion of early erythroblasts giving rise to an intramedullar accumulation of non-proliferating gradually decomposing cells.The fast green-Feulgen extinction ratio was increased suggesting the presence of an altered deoxyribonucleoprotein metabolism in immature erythroblasts. RNA-synthesis was markedly reduced causing a disturbance of Hb-synthesis.ZusammenfassungErythroblasten eines Falles von dyserythropoetischer Anämie Typ I wurden mit Hilfe zytophotometrischer Techniken untersucht. Diese wurden kombiniert mit der autoradiographischen Analyse des3H-Thymidin-Einbaus in vitro. Bei einem großen Teil der Erythroblasten wurden hypertetraploide DNS-Werte beobachtet — das Substrat einer gestörten Koordination von DNS-Synthese und Zellzyklus. Die Fähigkeit zur DNS-Synthese ging häufig schon bei unreifen Eruthroblasten irreversibel verloren, was zu einer intramedullären Akkumulation von nicht proliferierenden und allmählich zerfallenden Zellen führte.Der Quotient der fast-green-Feulgen-Extinktion war erhöht. Dieser Befund wies auf eine Störung des Desoxyribonukleoprotein-Stoffwechsels bei unreifen Erythroblasten hin. Die RNS-Synthese war stark reduziert, was eine Störung der Hb-Synthese zur Folge hatte.

Morphologische und kinetische Befunde bei einer kongenitalen dyserythropoetischen Anämie

ZusammenfassungUntersucht wurde eine Patientin mit den für dyserythropoetische Anämien typischen Befunden: Anämie mit von Jugend an ineffektiver und morphologisch veränderter Erythropoese; geringgradig verkürzter Erythrozytenlebensdauer, Hypersiderinämie und Organsiderose. Kennzeichnend für den Typ I dieser Erkrankung waren Chromatinbrücken zwischen Erythroblastenpaaren. Der Säure-Serum-Test fiel, im Gegensatz zu den bisher vorliegenden Beobachtungen, positiv aus.Die Erythroblasten zeigten mikrokinematographisch schwere Kinesestörungen der Kerne und des Zytoplasmas und reiften in der Kultur verzögert aus. Der DNS-Gehalt war teilweise stark erhöht, so daß eine Häufung von Endomitosen wahrscheinlich ist. Elektronenmikroskopisch stellten sich vom basophilen Erythroblasten an, mit der Reife der Zellen zunehmend, Veränderungen dar: Kondensation des Chromatins mit Verlust des diffusen Chromatins, der Kernmembran und Eindringen von Zytoplasma in den Kernraum; Disaggregation der Polyribosomen, autolytische Veränderungen im Zytoplasma und Mikrotubuli außerhalb der Spindelbrücke.SummaryA patient with findings typical of a dyserythropoietic anaemia was investigated. From childhood on, she had an anaemia with ineffective erythropoiesis and morphological changes in the erythropoietic cells, slightly diminished erythrocyte life span, high serum iron and tissue siderosis. As is characteristic of Type I for this disease, chromatin bridges were present in erythroblast pairs. In contrast to results previously observed, acidified-serum test was positive.Under microcinematography, the erythroblasts showed marked changes in the movements of nuclei and cytoplasm, and had a delayed development in culture. The DNA content of a large number of cells was greatly increased, probably a result of endomitosis. Electron microphotographs showed changes in the erythroblasts which were more frequent with increasing maturity of the cells. Chromatin condensation with loss of diffuse chromatin and nuclear membrane, and invasion of the nuclear space by the cytoplasm were seen; also disaggregation of the polyribosomes, autolytic changes in the cytoplasm and microtubuli outside the mitotic spindle.

Neutrophil kinetics in man studies using autotransfusion of3H-DFP labeled blood cells and autoradiography

SummaryNeutrophil kinetic studies were performed by autotransfusion of3H-DFP labeled blood cells and subsequent autoradiographic analysis of the circulating neutrophils. This method allowed neutrophil specific data to be determined under normal as well severe neutropenic and neutrophilic conditions. This was demonstrated by examination of hematologically normal subjects, patients with neutropenia, infection or polycythemia vera whose blood neutrophil counts ranged between 50 and 21,500 per μl. Moreover studies at different stages of chronic myelocytic leukemia were performed.ZusammenfassungNeutrophilen-kinetische Studien wurden mit Hilfe der Autotransfusion von3H-DFP-markierten Blutzellen und anschließender autoradiographischer Analyse der zirkulierenden Neutrophilen durchgeführt. Diese Methode ermöglichte die Bestimmung Neutrophilen-spezifischer Daten sowohl bei normaler als auch bei erhöhter Blutneutrophilenzahl und bei Neutropenie. Untersucht wurden hämatologisch gesunde Probanden, Patienten mit Neutropenie und Polycythaemia vera, deren Neutrophilenzahl in einem Bereich zwischen 50 und 21500 pro μl lagen. Außerdem wurden Patienten mit chronisch myeloischen Leukämien untersucht.

Monozytopoese und Kinetik der Blutmonozyten beim Menschen

ZusammenfassungDie Monozytopoese des Menschen verfügt über einen intramedullären Speicher schnell proliferierender Präkursoren, deren Generationszeit bei 29 Stunden und deren DNS-Synthesezeit bei 9,5 Stunden lag. Unter Normalbedingungen enthielt dieser Speicher durchschnittlich 58×107 Zellen/kg. Die mittleren Zellneubildungsrate lag bei 7×106 Monozyten/kg/h. Der Proliferationsspeicher besteht aus mindestens 2 kettenartig hintereinandergeschalteten Präkursoren. Unter Normalbedingungen wird die Proliferationskapazität des den Blutmonozyten unmittelbar vorgeschalteten Präkursoren-Kompartiments nur teilweise utilisiert-eine Proliferationsreserve, die eine rasche Adaptation der Zellproduktion an den Zellbedarf des Organismus gewährleistet. Der überwiegende Anteil der Zellen verläßt das Knochenmark unmittelbar nach vollständiger Passage des Proliferationsspeichers; nur wenige Zellen werden früher ins Blut entlassen. Ein Anstieg der Monozytenproduktionsrate ist mit einer Verschiebung der Grenze der Zellfreilassung zugunsten unreifer Zellformen verknüpft.-Intravasal verteilen sich die Monozyten zwischen einem zirkulierenden und einem marginalen Speicher. Beide bilden durch intensiven Zellaustausch eine zellkinetische Einheit. Der Zelltransit ins Gewebe erfolgt gemäß eines at random Prozesses. Die mittlere intravasale Monozytenhalbwertzeit bei Gesunden lag um 8,4 Stunden. Die mittlere Monozytenumsatzrate erreichte 7×106 Monozyten/kg/h—ein mit der unabhängig bestimmten Monozytenbildungsrate im Knochenmark übereinstimmendes Ergebnis.—Bei Patienten wich weder die intravasale Monozytenverteilung zwischen den beiden Speichern, noch die Halbwertzeit relevant von der Norm ab. Die Blutmonozytenzahl erwies sich hochsignifikant positiv korreliert sowohl mit dem Gesamtspeicher intravasaler Monozyten als auch mit der Monozytenumsatzrate.SummaryMonocytopoiesis possesses an intramedullar pool of rapidly proliferating precursor cells. In normal subjects this proliferation pool was characterized by the following data: mean pool size=58–107 cells/kg; generation time of the precursor cells approximately 29 hours; DNA-synthesis time approximately 9.5 hours; monocyte birth rate 7×106 monocytes/kg/h. It represents a cadenated system consisting of at least 2 succeeding precursor cells. The proliferation capacity of the precursor compartment directly preceding the blood monocytes is utilized only partially. This proliferation reserve allows rapid adaptation of monocyte production to the cell demand of the organism. The vast majority of the cells are released immediately into the blood after passing through the whole proliferation pool; only a few cells are released earlier. With increasing proliferation activity the limit of the cell release shifts in favour of immature monocyte forms.—Blood monocytes are distributed between a circulating and a marginal pool, which in healthy subjects was 3.5 times larger than the circulating pool. By rapid cell interchange both pools can be considered as one cell kinetic unit. Monocytes leave the vascular tree according to an exponential process. Under normal conditions the half-disappearance time averaged 8.4 hours. The mean monocyte turnover rate amounted to 7×106 monocytes/kg/h. This result corresponded with the independently determined intramedullar monocyte birth rate.—In the patients examined neither the intravascular monocyte distribution between both pools nor the half-disappearance time deviated significantly from the norm. The monocyte blood count was strongly positively correlated with both the total blood monocyte pool and the monocyte turnover rate respectively.

Proliferation activity and bacteriostatic potential of human blood monocytes, macrophages in pleural effusions, ascites, and of alveolar macrophages

ZusammenfassungUntersucht wurden menschliche Blutmonozyten, Makrophagen von Pleuraergüssen, Aszites und Alveolarmakrophagen, die durch bronchopulmonale Lavage gewonnen wurden. Die Proliferationsaktivität dieser Zellen wurde durch die3H-Thymidin Inkorporation in vitro (3H-TDR L. I.) bestimmt. Die bakteriostatische Aktivität wurde gemessen aufgrund der Fähigkeit der Zellen die DNA-Synthese von Escherichia coli zu blockieren.Bei der Mehrzahl der untersuchten Patienten lag der H-TDR L.I. der Blutmonozyten und der Ergußmakrophagen unter 1 %. Es wurden jedoch einige Fälle beobachtet, bei denen der3H-TDR L.I. der Makrophagen 4,0 bis 9,6 % erreichte. Dieser Beobachtung liegt möglicherweise die Einwirkung von Faktoren zugrunde, welche die Makrophagenproliferation stimulieren. Hierbei könnte es sich um Lymphokine handeln. Im Gegensatz zu den Ergußmakrophagen, besaßen die Alveolarmakrophagen praktisch keine Proliferationsfähigkeit mehr. Die bakteriostatische Kapazität der Blutmonozyten war erheblich geringer als diejenige der Makrophagen. Dies zeigt die relative Unreife der Blutmonozyten. Bei allen Arten untersuchter Makrophagen war das bakteriostatische Potential gleichermaßen außerordentlich hoch; krankheitsabhängige Unterschiede waren nicht erkennbar.SummaryHuman blood monocytes, macrophages from pleural effusions, ascites, and alveolar macrophages obtained by bronchopulmonary lavage were investigated. The proliferative activity of these cells was determined by the3H-thymidine labeling index in vitro (3H-TDR L.I.). The bacteriostatic capacity was measured by the potential of the cells to block DNA-synthesis of proliferating Escherichia coli after phagocytosis.In most cases3H-TDR L.I. of blood monocytes, macrophages from pleural effusions and ascites was less than 1 %. However, macrophages of some patients with neoplastic diseases exhibited3H-TDR L.I. between 4.0–9.6%. This probably reflected the action of factors, possibly lymphokines, which stimulated macrophage proliferation. In contrast, alveolar macrophages seemed to have almost totally lost their proliferative potential. The bacteriostatic capacity of blood monocytes proved to be significantly lower than that of macrophages. This demonstrates the functional immaturity of blood monocytes. In all types of macrophages investigated the bacteriostatic power was very high. No differences could be detected either between macrophages of different sources or between macrophages of benign, inflammatory, or malignant diseases.

Monocyte production in Hodgkin's disease and non-Hodgkin's lymphoma.

ZusammenfassungBei Patienten mit unbehandeltem M. Hodgkin, M. Hodgkin in Langzeit-Vollremission und unbehandelten Patienten mit Non-Hodgkin Lymphomen vom Lymphosarkom- und Retikulumzellsarkom-Typ wurde die Proliferationsaktivität der Monozytopoese untersucht. Der unbehandelte M. Hodgkin war regelmäßig mit einer Steigerung der Monozytenproduktion verbunden, die während der Langzeit-Vollremission wieder verschwand. Im Gegensatz hierzu war die Monozytopoese beim Lymphosarkom und Retikulumzellsarkom nur in 5 von 14 Fällen gesteigert, bei 3 normal und bei 6 erniedrigt. Bei keiner der untersuchten Formen maligner Lymphome war eine Korrelation zwischen der Monozytenproduktion und dem Stadium, bzw. der histologischen Untergruppe erkennbar.SummaryMonocytopoietic proliferation activity was investigated in patients with untreated Hodgkins disease, Hodgkins disease in long-term complete remission, and untreated non-Hodgkins lymphoma of the lymphosarcoma and reticulosarcoma type. Untreated Hodgkins disease was found to be associated with a rise in medullary monocyte production which returned to normal during long-term complete remissions. In contrast, monocyte production was increased in only 5 out of 14 patients with lymphosarcoma and reticulum cell sarcoma, normal in 3, and reduced in 6. In neither of these lymphomas was any relation between monocyte production and stage or histology of the disease detectable.

Neutrophil marrow release: A system analysis

SummaryNeutrophil marrow egress is governed by several processes. The most important are cell maturation, functional behavior of marrow sinusoids and humoral or neurovascular factors. Neutrophil release cannot be observed directly but is reflected in the size, cellular composition and kinetics of the nonproliferating pool of granulocytopoiesis in bone marrow and of blood neutrophil pool. These experimentally determined parameters were used as the basis of a mathematical model study.The model describes two catenated compartments, the nonproliferating pool of granulocytopoiesis in marrow and the total blood granulocyte pool. Cell transit from one pool to the other was assumed to be age-dependent. It was expressed by a positive sloping sigmoidal function that defines the egress potential of the cells that increases with cell maturation.During maturation granulocytopoietic cells develop intense motility which determines the morphology of the cells on smears. Relationship between cell motility and its morphology was defined by functions determining the age-dependent probabilities of cell fixation as metamyelocytes, band- and segmented forms, respectively.The parameters of this model could be so adjusted that all experimental data were matched within experimental errors. Thus, qualitative and quantitative information on neutrophil marrow egress was obtained for normal and pathological states of granulocytopoiesis.ZusammenfassungDer Neutrophilentransit vom Knochenmark ins Blut wird durch mehrere Prozesse bestimmt. Die wichtigsten sind: Zellreifung, funktionelles Verhalten der Knochenmarksinusoide, humorale und neurovaskuläre Faktoren. Der Neutrophilentransit ist der direkten Beobachtung nicht zugänglich. Er spiegelt sich jedoch in der Größe, Zellzusammensetzung und Zellkinetik im nicht proliferierenden Speicher der Granulozytopoese des Knochenmarks und im Speicher der Blutneutrophilen wider. Diese experimentell erfaßbaren Parameter bildeten die Grundlage mathematischer Modellstudien.Das Modell umfaßt zwei hintereinander geschaltete Kompartimente, den nicht proliferierenden Speicher der Granulozytopoese im Knochenmark und den Speicher der Blutgranulozyten. Der Zelltransit von einem Speicher zum andern wurde als altersabhängig konzipiert. Die Emigrations-Potenz der Zellen wurde durch eine Funktion ausgedrückt, die sigmoidal mit dem Zellalter ansteigt.Während der Reifung entwickeln die granulozytopoetischen Zellen eine aktive Motilität, welche die Morphologie der auf Objektträgern fixierten Zellen mitbestimmt. Die Beziehung zwischen Motilität und Morphologie wurde durch Funktionen ausgedrückt, welche die altersabhängige Wahrscheinlichkeit der Zellfixation als Metamyelozyten, Stabkernige und Segmentkernige beschreiben.Die Parameter dieses Modells ließen sich so einstellen, daß der Computer alle experimentellen Daten genau reproduzierte. Auf diese Weise war es möglich, qualitative und quantitative Informationen zu gewinnen über den Neutrophilentransit vom Knochenmark ins Blut unter normalen und pathologischen Bedingungen.

Determination of the bacteriostatic capacity of neutrophils and monocytes in mixed cell populations.

SummaryCline [1,2] described a method of determining the phagocytic and bacteriostatic activity of individual types of leukocytes within mixed cell populations. We tried to improve the applicability of this method for the investigation of clinical problems. — Bacteria in the log-phase of growth were incubated in test tubes with leukocytes separated from venous blood. After a short period of phagocytosis3H-thymidine was added to label DNA-synthesizing organisms. Smears were prepared and processed by autoradiography. The labeling indices of extracellular bacteria and of those phagocytized by neutrophils and monocytes were determined microscopically. The intracellular inhibition of DNA-synthesis was taken as indicative of the bacteriostatic activity of the leukocytes. The proposed modification ofClines assay is suited to investigate clinical problems of phagocyte dysfunction.ZusammenfassungCline [1,2] beschrieb eine Methode zur Bestimmung der Phagozytose und der bakteriostatischen Aktivität individueller Leukozyten in gemischten Zellpopulationen. Wir versuchten die Methode dieses Tests zu verbessern, um klinische Fragestellungen angehen zu können. — Bakterien in log-Phase wurden zusammen mit Leukozyten, die aus venösen Blutproben durch Differentialsedimentation gewonnen wurden, inkubiert. Nach einer kurzen Zeit der Phagozytose wurden DNA-synthetisierende Bakterien durch3H-Thymidin markiert. Danach wurden mit Hilfe autoradiographierter Ausstrichpräparate die Markierungsindizes der extrazellulären Keime und der von Neutrophilen und Monozyten phagozytierten Keime bestimmt. Aufgrund der intrazellulären Hemmung der DNA-Synthese wurde die bakteriostatische Aktivität der Phagozyten berechnet. Mit dieser modifizierten Technik läßt sich die bakteriostatische Kapazität der Phagozyten des Blutes ohne Schwierigkeiten bestimmen, auch wenn die Leukozytenzahl erniedrigt ist.

Erfahrungen mit der extrakorporalen Blutbestrahlung bei der Behandlung der chronisch lymphatischen Leukämie

SummaryExtracorporeal irradiation of blood (ECIB) was used in the treatment of 6 patients suffering of different stages of chronic lymphocytic leukemia. In 2 patients in the prefinal stage of the disease, severe fever was observed during irradiation which prevented the further use of this therapy. In 4 cases, partial remission could be induced without significant side effects. In one patient the duration of remission by this therapy was 6 months without any further treatment during the interval. In the other patients ECIB had to be continued at 1–2 monthly intervals in order to maintain the partial remission. One patient is still alive and still in remission more than 2 years after the onset of ECIB therapy.ZusammenfassungDie extrakorporale Blutbestrahlung wurde bei 6 Patienten mit chronisch lymphatischer Leukämie in verschiedenen Krankheitsstadien eingesetzt. Bei 2 Patienten im Präfinalstadium traten Fieberschübe auf, die zum Absetzen der Behandlungsversuche zwangen. Bei 4 Patienten stellten sich ohne relevante Nebenwirkungen Teilremissionen ein. Die Remissionsdauer lag bei einem Patienten ohne Weiterbehandlung bei 6 Monaten. Bei den übrigen Patienten waren zur Erhaltung der Teilremission extrakorporale Blutbestrahlungen in 1–2monatigen Intervallen notwendig. Hierdurch wurden Remissionszeiten von 6 und 16 Monaten erzielt; ein Patient befindet sich mehr als 2 Jahre nach Therapiebeginn noch in einer Teilremission.

Die extrakorporale Blutbestrahlung

SummaryThe high sensibility of lymphocytes renders possible their selective destruction by extracorporal irradiation of the blood without additional impairment of the homeostasis. This method provides a useful experimental tool to the study of the dynamics of lymphocyte migration, proliferation, and function. Good therapeutic results could be achieved by applying extracorporeal irradiation of the blood in the treatment of chronic lymphocytic leukemia. This form of therapy would permit to treat early stages of the disease without concomitant side effects. Furthermore, there is evidence that the reduction of the pool of leukemic cells in acute leukemia by means of extracorporal irradiation of the blood can stimulate resting leukemic cells and thus provide better efficiency of cytotoxic therapy. Extracorporeal irradiation of the blood can be applied during dialysis in patients who are to undergo kidney transplantation. The favorable results thus far obtained led the authors to suppose that this application of the method can achieve particular significance.ZusammenfassungDie extrakorporale Blutbestrahlung ermöglicht durch die hohe Strahlensensibilität der Lymphocyten deren Zerstörung im Blut ohne zusätzliche Störung der Homöostase. Das Verfahren lieferte wesentliche Informationen über die Dynamik der Lymphocyten-Migration und-Proliferation und Funktion dieses Zellsystems. Bei klinischer Anwendung der extrakorporalen Blutbestrahlung konnten gute Therapieergebnisse bei der chronisch lymphatischen Leukämie erzielt werden. Hier ergibt sich aufgrund fehlender Nebenwirkungen die Möglichkeit der Behandlung von Frühstadien der Erkrankung. Es liegen außerdem Befunde vor, die zeigen, daß bei akuten Leukämien durch eine Reduktion des Pools leukämischer Zellen mit Hilfe der extrakorporalen Blutbestrahlung die restlichen Leukämiezellen zu einer verstärkten Proliferation angeregt werden können und somit eine verbesserte Situation für die cytostatische Therapie erreicht werden kann. — Der Einsatz der extrakorporalen Blutbestrahlung zur Immunsuppression kann unter geringen zusätzlichem Arbeitsaufwand bei Patienten vor der Nierentransplantation während der Dialyse erfolgen. Die bisher vorliegenden günstigen Ergebnisse lassen annehmen, daß diese Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens eine besondere Bedeutung erlangen kann.