Ralph Herbert Dollner
Dr. med
Chaotropismus und Prävention flavinvermittelter Photoreaktionen bei Zellkultur-
experimenten
Geboren am 29. 12. 1968 in Mannheim
Reifeprüfung am 13. 06. 1988 in Viernheim
Studiengang der Fachrichtung Medizin von WS 1990/91 bis SS 1997
Physikum am 26. 03. 1993 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Heidelberg
Staatsexamen am 27. 05. 1997 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Doktorvater: Prof. Dr. med. C. Granzow
Flavine sind essentielle Komponenten der Flavoproteine. Tierische Zellen sind diesbezüglich
heterotroph und müssen deshalb bei Kultivierung in vitro Flavine zugeführt bekommen.Unter
Zellkulturbedingungen wird infolge der damit verbundenen Lichtexposition die in vivo meist
weniger gravierende Photoreaktivität der Flavine bedeutsam. Flavinvermittelte Photoreaktionen
sind seit langem bekannt und generieren u. a. Sauerstoffradikale. Lichtexponierte, flavinhaltige
Zellkulturmedien wirken infolgedessen zytotoxisch und mutagen. Außerdem führen sie zur
photooxidativen Degradierung von Zytostatika. All dies beeinträchtigt generell die Brauchbarkeit
von Untersuchungsergebnissen an Zellkulturen in hohem Maße.
Gängige Rezepturen für den chemisch definierten Anteile von Zellkulturmedien enthalten infolge
willkürlicher Festsetzungen vom Zwanzig- bis zum weit über Tausendfachen der von Säugerzellen
tatsächlich benötigten Riboflavinkonzentration. Im allgemeinen werden solche Medien durch
tierisches Serum komplettiert. Die Seren sind relativ reich an Flavinen. Es erschien deshalb
denkbar, daß die aus dem Serum stammenden Mengen zur Zellkultivierung ausreichen und auf
Flavine als Bestandteil der Kulturmedien in übrigen völlig verzichtet werden kann.
In der vorliegenden Arbeit wurde dieses Konzept an Suspensionskulturen von chemosensiblen und
chemoresistenten Ehrlich-Lettré-Asciteszellen der Maus systematisch untersucht. Die
Lichtexposition der Medien wurde dabei auf einen sichtbaren Anteil des Spektrums beschränkt. Es
wurde geprüft, wie sich die Abwesenheit von Flavinen im chemisch definierten Medienanteil auf
die Langzeitkultivierbarkeit, den Zellzyklus, die Klonierbarkeit und die Vinblastinempfindlichkeit
der Tumorzellen auswirkt. Weitere Untersuchungen galten der Frage, ob die chemo-
sensibilisierende Wirkung von Verapamil durch flavinvermittelte Photoreaktionen modifiziert
wird.
Es zeigte sich, daß Proliferationskinetik und Zellzyklus beider Asciteszellstämme in Kulturmedien,
die nur Flavine aus dem verwendeten Pferdeserum enthielten, während nahezu einjähriger
Beobachtung völlig unbeeinträchtigt waren. Riboflavinhaltige Medien hingegen zeigten die
bekannte, lichtinduzierte Zytototoxizität. Effizienz und Reproduzierbarkeit von Experimenten zur
Zellklonierung, Chemosensibilitätstestung und Chemosensibilisierung sind in flavinfreien Medien
weit überlegen. Verapamil wird nur in flavinhaltigen, nicht jedoch in flavinfreien Medien
photosensibilisiert.
Die Untersuchungen erlauben die Schlußfolgerung, das die destruktiven Konsequenzen
flavinvermittelter Photoreaktionen in Zellkulturen durch den Einsatz flavinfreier Medien verhindert
werden können. Dadurch werden die interessierenden zellulären Signale identifizierbar, die sonst
im photochemischen Rauschen untergehen.
