Colcemid (Synonyms: Demecolcine, NSC 3096)

Colcemid ist ein Zytoskelett-Inhibitor, der in Säugetierzellen oder Oozyten eine mitotische Arrestierung in der G2/M-Phase oder eine meiotische Arrestierung in der Vesikelruptur (GVBD)-Phase induziert^[1][2]. Colchicin stört die Mikrotubuli-Polymerisation durch enges Binden an Tubulin-Dimere und verhindert die Bildung von Spindel-Mikrotubuli durch Depolymerisation ^[7].

Zelltransformation wurde bei Dosen beobachtet, die nicht zytotoxisch waren und keine mitotische Hemmung der Zellen verursachten. Eine höhere Dosis von Colcemid (größer als 0,1 µg/ml) führte zu einer mitotischen Hemmung der Zellen und einem signifikanten Verlust der Fähigkeit zur Koloniebildung, aber ohne Erhöhung der Häufigkeit morphologischer Transformationen. In Kulturen, die mit 0,1 µg/ml Colcemid behandelt wurden, wurde eine 14-fache Zunahme an Aneuploidzellen mit nahezu diploider Chromosomenkomplement gefunden und sowohl Chromosomenverlust als auch -gewinn wurden induziert. Colcemid war für Zellen in G2 + M-Zyklusphase toxischer als für solche in G1 + S-Phase und es verlangsamte den Fortschritt von G1-Zellen zu S-Phase. Diese Effekte von Colcemid waren bei aneuploiden B16-Melanomzellen viel stärker ausgeprägt als bei pseudodiploiden chinesischen Hamsterovarienzellen (CHO). Colcemid fördert UVC-induzierten programmierten Zelltod in chinesischen Hamsterovarienzellen (CHO.K1). Obwohl Colcemid die Entfernung durch UV-induzierte DNA-Schäden wie Photoprodukte oder Cyclobutanpyrimiddimer nicht beeinflusste, akkumulierte es DNA-Brüche, wenn es den Zellen nach UV-Bestrahlung hinzugefügt wurde.

Eine mitotische lineare Ansammlung wurde durch kontinuierliche Colcemid-Infusion bei 5,82 µg/Stunde erreicht. Eine niedrige Dosis von Colcemid-Infusion (0,582 und 1,455 µg/Stunde) über 14 Stunden führte nicht zu einer Anhäufung von Mitosezellen. Aber Dosen von mehr als 5,82 µg/Stunde blockierten es vollständig und führten nach einer Infusionszeit von 20 Stunden zu einer Anhäufung von 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.