Colcemid

Colcemid ist ein Zytoskelettinhibitor, der in Säugetierzellen bzw. Oozyten einen mimotischen Arrest in der G2/M-Phase bzw. einen meiotischen Arrest in der Vesikelrupturphase (GVBD) induziert^[1][2]. Colchicin stört die Mikrotubuli-Polymerisation durch feste Bindung an Tubulindimere und verhindert die Bildung spindelförmiger Mikrotubuli durch Depolymerisation^[7].

Zelltransformation wurde bei Dosen beobachtet, die nicht zytotoxisch waren und keine mitotische Hemmung der Zellen verursachten. Höhere Colcemid-Dosen(über 0.1 µg/ml) führten zu einer mitotischen Hemmung der Zellen und einem signifikanten Verlust der Koloniebildungsfähigkeit, aber nicht zu einer erhöhten Häufigkeit morphologischer Transformationen. In Kulturen, die mit 0.1 µg/ml Colcemid behandelt wurden, wurde eine 14-fache Zunahme der Zahl aneuploider Zellen mit nahezu diploidem Chromosomensatz festgestellt, wobei sowohl Chromosomenverlust als auch - zuwachs induziert wurden^[4]. Colcemid war für Zellen in der G2 + M-Phase stärker zytotoxisch als für Zellen in der G1 + S-Phase und verlangsamte die Progression von G1-Zellen zu S. Die Effekte von Colcemid waren in aneuploiden B16-Melanomzellen deutlich stärker als in pseudodiploiden Ovarienzellen des Chinesischen Hamters(CHO)^[5]. Colcemid fördert die UVC-induzierte Apoptose in Ovarialzellen des Chinesischen Hamsters(CHO.K1). Obwohl Colcemid die Entfernung UV-induzierter DNA-Schäden wie Photoprodukte oder Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere nicht beeinflusste, akkumulierte Colcemid die DNA-Brüche, wenn es den Zellen nach UV-Bestrahlung zugesetzt wurde^[3].

Eine mitotische lineare Akkumulation wurde durch kontinuierliche Colcemid-Infusion mit 5.82 µg/hr erreicht. Eine niedrige Colcemid-Dosis(0.582 und 1.455 µg/hr) über 14 Stunden führte nicht zur Ansammlung mitotischer Zellen, Dosen von mehr als 5.82 µg/hr Colcemid blockierten diese aber vollständig und akkumulierten nach einer 20-stündigen Infusion 25.5% der Zellen^[6].

References:
[1]. Tsuchida T, Yoshimura K, et,al. Colcemid-induced apoptosis of cultured human glioma: electron microscopic and confocal laser microscopic observation of cells sorted in different phases of cell cycle. Cytometry. 1998 Apr 1;31(4):295-9. doi: 10.1002/(sici)1097-0320(19980401)31:43.0.co;2-i. PMID: 9551605.
[2]. Ashley M Rozario, Sam DuwÉ, et,al.Ultra-Low Colcemid Doses Induce Microtubule Dysfunction as Revealed by Super-Resolution Microscopy bioRxiv 2020.08.13.249664; doi:https://doi.org/10.1101/2020.08.13.249664
[3]. Li H, Chang TW, et,al. Colcemid inhibits the rejoining of the nucleotide excision repair of UVC-induced DNA damages in Chinese hamster ovary cells. Mutat Res. 2005 Dec 30;588(2):118-28. doi: 10.1016/j.mrgentox.2005.09.005. Epub 2005 Nov 11. PMID: 16290038.
[4]. Tsutsui T, Maizumi H, et,al. Colcemid-induced neoplastic transformation and aneuploidy in Syrian hamster embryo cells. Carcinogenesis. 1984 Jan;5(1):89-93. doi: 10.1093/carcin/5.1.89. PMID: 6690091.
[5]. Bhuyan BK, Adams EG, et,al. Colcemid effects on B16 melanoma cell progression and aberrant mitotic division. J Cell Physiol. 1987 Aug;132(2):237-45. doi: 10.1002/jcp.1041320207. PMID: 3624316.
[6]. Nomura T. [In vivo cell cycle synchronization of the murine sarcoma 180 by continuous colcemid infusion (author's transl)]. Nihon Seikeigeka Gakkai Zasshi. 1980 Dec;54(12):1719-32. Japanese. PMID: 7288228.
[7]. Rieder CL, Palazzo RE. Colcemid and the mitotic cycle. J Cell Sci. 1992 Jul;102 ( Pt 3):387-92. doi: 10.1242/jcs.102.3.387. PMID: 1506421.