Labeling Adipose-Derived Stem Cells with Hoechst 33342: Usability and Effects on Differentiation Potential and DNA Damage

Adipose-derived stem cells (ASCs) have been extensively studied in the field of stem cell research and possess numerous clinical applications. Cell labeling is an essential component of various experimental protocols and Hoechst 33342 (H33342) represents a cost-effective and easy methodology for live staining. The purpose of this study was to evaluate the labeling of rat ASCs with two different concentrations of H33342 (0.5 μg/mL and 5 μg/mL), with particular regard to usability, interference with cell properties, and potential DNA damage. Hoechst 33342 used at a low concentration of 0.5 μg/mL did not significantly affect cell proliferation, viability, or differentiation potential of the ASCs, nor did it cause any significant DNA damage as measured by the olive tail moment. High concentrations of 5 μg/mL H33342, however, impaired the proliferation and viability of the ASCs, and considerable DNA damage was observed. Undesirable colabeling of unlabeled cocultivated cells was seen in particular with higher concentrations of H33342, independent of varying washing procedures. Hence, H33342 labeling with lower concentrations represents a usable method, which does not affect the tested cell properties. However, the colabeling of adjacent cells is a drawback of the technique

In vitro activity of salinomycin and monensin derivatives against Trypanosoma brucei

Background: African trypanosomes are the causative agents of sleeping sickness in humans and nagana disease in livestock animals. As the few drugs available for treatment of the diseases have limited efficacy and produce adverse reactions, new and better tolerated therapies are required. Polyether ionophores have been shown to display anti-cancer, anti-microbial and anti-parasitic activity. In this study, derivatives of the polyether ionophores, salinomycin and monensin were tested for their in vitro activity against bloodstream forms of Trypanosoma brucei and human HL-60 cells. Results: Most polyether ionophore derivatives were less trypanocidal than their corresponding parent compounds. However, two salinomycin derivatives (salinomycin n-butyl amide and salinomycin 2,2,2-trifluoroethyl ester) were identified that showed increased anti-trypanosomal activity with 50% growth inhibition values in the mid nanomolar range and minimum inhibitory concentrations of below 1 μM similar to suramin, a drug used in the treatment of sleeping sickness. In contrast, human HL-60 cells were considerably less sensitive towards all polyether ionophore derivatives. The cytotoxic to trypanocidal activity ratio (selectivity) of the two promising compounds was greater than 250. Conclusions: The data indicate that polyether ionophore derivatives are interesting lead compounds for rational anti-trypanosomal drug development

Funktionelle Einschränkungen von humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) durch Salinomycin

Einleitung: Salinomycin wird in der Veterinärmedizin zur Verhütung der Kokzidiose eingesetzt. Somit besteht auch für den Menschen eine chronische Exposition durch Konsum tierischer Produkte. Jüngst wurde eine selektive Wirksamkeit gegen sogenannte Tumorstammzellen erkannt. Dem Einsatz in der Onkologie stehen deutliche Wissenslücken zur Toxizität entgegen. Ziel der Studie war die Analyse der Salinomycin-Toxizität in hMSC nach Kurz- und Langzeitexposition. Material und Methoden: hMSC wurden für 24 Stunden mit Salinomycin in aufsteigenden Konzentrationen kultiviert. Die Zytotoxizität wurde hierbei mit dem MTT Assay bestimmt. Es folgten Expositionen über 4 Wochen mit nicht zytotoxischen Konzentrationen. Zielparameter waren in beiden Ansätzen die Vitalität, das Differenzierungspotential und die Migrationsfähigkeit der hMSC. Ergebnisse: Bei einer Kurzeitexposition zeigten sich zytotoxische Effekte ab einer Konzentration von 20 µM, wobei keine Einschränkungen in Differenzierbarkeit und Migration detektiert wurden. Nach Langzeitexposition ergaben sich eine Hemmung der osteogenen Differenzierbarkeit sowie eine verminderte Zellmotilität. Schlussfolgerungen: Die Zytotoxizitätsschwelle für Salinomycin in hMSC liegt nach Kurzzeitexposition deutlich oberhalb jener Konzentrationen, die zur selektiven Apoptoseinduktion in Tumorstammzellen erforderlich ist. Die vorliegende Studie zeigte allerdings funktionelle Einschränkungen von hMSC nach Langzeitexposition in nicht zytotoxischen Konzentrationen. Diese gestörte Funktionalität ist Ausgangspunkt für Untersuchungen in Epithelzellen des oberen Aerodigestivtraktes. Hierbei ist ein Fokus auf die Biodistribution und -elimination zu legen.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an

Charakterisierung von Tumorzellen und mesenchymalen Stammzellen unter hypoxischen und normoxischen Bedingungen

Mesenchymale Stammzellen (MSC) besitzen einen hohen Tropismus in Richtung Tumorgewebe. Sie befinden sich daher in der Umgebung von Tumoren, können diese aber auch infiltrieren und damit deren Wachstumsverhalten beeinflussen. Interaktionen zwischen MSC und Tumorzellen werden in der Regel unter normoxischen Kulturbedingungen untersucht, allerdings zeichnen sich Tumoren der Kopf-Hals-Region durch teils hypoxische Areale aus. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Interaktion von MSC und Tumorzellen in Hypoxie zu charakterisieren. MSC wurden in Normoxie und Hypoxie kultiviert und die konditionierten Medien zur Kultivierung von Tumorzellen der Linie FaDu verwendet. Neben der Untersuchung der Zytokine in Medien-Überständen sowie der Analyse von Zellzyklus und Vitalität der MSC erfolgte die Beurteilung der Proliferation von FaDu in Normoxie und Hypoxie sowie unter Berücksichtigung der konditionierten Medien. Es zeigte sich keine Änderung des Zellzyklus von MSC nach 24-stündiger Inkubation unter Hypoxie, während die Zellvitalität sank. Hypoxie führte bei FaDu zur Proliferationsminderung. Nach 48-stündiger Kultivierung mit Hypoxie-Medium ergab sich bei FaDu eine stärkere Proliferationssteigerung als mit Normoxie-Medium, nach 72h waren gegensätzliche Ergebnisse zu verzeichnen. Der Zytokin-Assay lieferte ein erhöhtes Signal für Interleukin (IL) 6 im Hypoxie-Medium. Die Ergebnisse bestätigen die bedeutsame Rolle von MSC für die Biologie von Tumorzellen. Die Sauerstoffkonzentration scheint auf die Funktionalität der MSC und damit deren protumorigene Eigenschaften Einfluss zu nehmen. Als potentieller Mediator konnte hierbei IL 6 identifiziert werden. Zukünftige Arbeiten werden die Effekte modifizierter Sauerstoffkonzentrationen auf die Signaltransduktion von Tumorzellen näher beleuchten.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an

Welche Zelleigenschaften von Fibroblasten ändern sich unter Bestrahlung?

Einleitung: Eine Bestrahlung ist bei vielen HNO-Tumorentitäten Bestandteil der Therapieregimes. Diese bewirkt Veränderungen von Zellen und Gewebe, welche jedoch im Detail noch weitgehend unbekannt sind. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Auswirkung einer Bestrahlung auf die Proliferation, Migration und Expressionskapazität von Fibroblasten.Methoden: Verwendet wurden primäre, humane Fibroblasten aus nicht bestrahlter Haut sowie primäre, humane Fibroblasten aus vorbestrahlter Haut. Die Proliferationskapazitäten wurden mit dem MTT-Assay, dem Colony-Assay sowie einer konsekutiven Zellzählung über 4 Tage hinweg analysiert. Zur Untersuchung der Apoptoserate wurde der Annexintest verwendet und die Migrationfähigkeit mit dem Scratch-Assay ermittelt. Schließlich erfolgte die Untersuchung der Onkogenesemarker STAT-3 und MAP-Kinase.Ergebnisse: Fibroblasten aus vorbestrahlter Haut zeigten eine geringere Prolifera-tionskapazität sowie eine eingeschränkte Migrationsfähigkeit im Vergleich zu nicht bestrahlten Fibroblasten. Ebenso wiesen sie eine höhere Rate an Apoptose auf. Die Expression der Onkogenesemarker unterschied sich nicht signifikant zwischen den Gruppen.Fazit: Es hat sich gezeigt, dass eine Bestrahlung einen Einfluss auf die zellulären Eigenschaften von Fibroblasten hat. Da diese den Hauptbestandteil des Tumorstromas bilden, erscheinen Auswirkungen auf die Interaktionen mit beispielsweise Residual- oder Rezidivtumoren nach Bestrahlung wahrscheinlich. Hierzu werden aktuell weitere Studien durchgeführt.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an

Ist Salinomycin ein Radiosensitizer für Plattenepithelkarzinomzellen in vitro?

Einleitung: Eine Bestrahlung ist bei vielen HNO-Tumorentitäten Bestandteil der Therapieregime. Aktuell wird simultan zur Bestrahlung vor allem Cisplatin aufgrund seiner radiosensibilisierenden Eigenschaften eingesetzt. Salinomycin zeigt in Zellkultur und Tiermodell eine gezielte Toxizität auf CD44+ Tumorzellen. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Wirkung von Salinomycin auf in vitro bestrahlte Plattenepithelkarzinomzellen.Methoden: FaDu-Zellen wurden nach Zugabe von Salinomycin mit 2 Gy in vitro bestrahlt. Die Kontrollgruppe blieb ohne Zugabe von Salinomycin. Ebenfalls wurden 2 Gruppen, mit und ohne Zugabe von Salinomycin, ohne eine Bestrahlung ausgewertet. Die Proliferationskapazitäten wurden mittels MTT-Assay, einem Colony-Assay sowie einer konsekutiven Zellzählung über 4 Tage hinweg analysiert. Zur Untersuchung der Apoptoserate wurde ein Annexintest verwendet und die Migrationfähigkeit mit einem Scratch-Assay ermittelt. Die Quantifizierung der CD44+ Zellen erfolgte in der Durchflusszytometrie. Ergebnisse: Bei Zugabe von Salinomycin zeigten die Tumorzellen nach Bestrahlung eine geringere Proliferationskapazität sowie eine eingeschränkte Migrationsfähigkeit im Vergleich zu bestrahlten Zellen ohne Salinomycin. Ebenso wiesen sie eine höhere Rate an Apoptosen und auch Nekrosen auf. Bei den nicht-bestrahlten Gruppen zeigte sich ebenfalls ein proliferations- und migrationshemmender Einfluss durch Salinomycin. Fazit: Es konnte gezeigt werden, dass Salinomycin neben seinen tumorhemmenden Eigenschaften die Wirkung einer Bestrahlung von Plattenepithelkarzinomzellen in vitro verstärkt. In weiteren Studien soll nun ein Vergleich zwischen Salinomycin und Cisplatin sowie eine Kombination beider Substanzen in primären Tumorzellisolaten erfolgen.Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an