Aus der ehemaligen Chemischen Abtellung des Pa~hologisehen Instituts der Universi~at Berlin (damaliger Leiter: Prof. Dr. K. tII~sBE~G).

Versuch, die Entwicklung yon Benzpyrentumoren durch Cytochrom zu beeinilussen.

Von HANS W. SCnMIDT. ~iit 1 Textabbildung.

(Eingegangen am 9. Dezember 19d7.)

Nachdem ELLIOTT unct Mitarbeiter auf Grund ihres Nachweises fehlender Bernsteinsaureoxydatien in tierischen Tumoren bereits an die MSglichkeit einer StSrung des Atmungskatalysatorensystems in der Krebszelle gedacht hatten, wurden yon v. EUL~ und MRarbeiter experimentelle ttinweise dafiir aufgedeckt. Sie fanden im Jn~ss.~- Sarkom der l%atte bei quantRativen Bestimmungen einzelne Glieder, der 0 2 aktivierenden Fermentkette gegenfiber normalem Gewebe ver~ndert vor. Sowohl der GehaR an Cytochrom C wie an Cytochromoxydase war herabgesetzt. In gleicher Weise fand sich jenes Ferment, welches die Wasserstofffibergabe an das Cytochromsystem selbst vermitteR, die Diaphorase, vermindert vor. Entsprechend diesen Befunden am J ~ s ~ ~ - S~rkom prggten die Sto ckholmer Fors chef den Begriff des,, Cyto- chromdefektes" der Krebszelle. Wenn aueh diese Beobaehtungen noch einer breiteren Fundierung und Bestgtigung mit Einbeziehung aller m6glichen mensehlichen Tumoren bedfirfen, so wnrde man dutch diese Forschungsergebnisse ~uf eine bedeutsame Abweichung der Krebszelle yon der Norm~lzelle aufmerksam. Sie vermochte einiges Licht auf jene yon WARBV~G gemachten Beob~chtungen fiber die aerobe Glykolyse- f~higkeit des Krebsgewebes zu werfen.

Cytochrome enthaRen als molekularen Baustein Porphyt~in. Es wurden in dieser ZeitschriR bereits auf mannigfache Beziehungen zwi- s chen Porphyrin und Krebs hingewiesen (AvL~ und BA~z~n; S C~DT) und Versuche beschrieben, die sich mit der Frage therapeutischer Be- einflussung yon Transplantationstumoren am Tier mR diesen Stoffen

beschgftigten. Im Gegensatz zu eigenen Beobgchtungen am Ascites- tumor der Maus glaubten AULE~ und BA~ZER durch Porphyt~ine thera- peutische Effekte am J ~ s s ~ - S a r k o m und FL~XNER-JosLIZCG-Carcinom tier l%atte gesehen zu haben. Ich habe zur Frage der ~6glichkei~ der heilencIen Benutzung yon Porphyrinen beim Krebs bereits kritisch Stellung genommen und betont, da~ ihre Anwendung yon dem Gesichts- punkte aus, allenfalls fehlencIe Bausteine des Cytochromsystems

Z. K r e b s f o r s a h u n g . B4. 56. 10t~

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ersetzen zu wollen, beim Carcinom kaum Erfolg versprechen diirfte, da bei der fertigen Krebszelle der ,,Cytochromdefekt" ja bereits besteht unct damit ein Merkm~l dieser Zellrasse geworden ist, das kaum einer Beseitigung dutch Substitution zug~nglich sein diirfte. Trotzdem er- schien ihre Erprobung natiirlich gerechtfertigt, d~ den Porphyrinen mancherlei zum Teil noch unbekannte Wirkungen wie z. B. Eingreifen in hormon~le Funktionen usw. zuzukommen scheinen..Von obigem Gesiehtspunkt aus erschien jedoch eine Anwenclung yon Porphyrin oder Cytochrom bereits vor Au]treten yon Geschwiilsten prtifungswert. Es konnte der Versuch unternommen wercten, cIureh regelm~tl~ige und ausgiebige Zufuhr yon Cytoehrom einem Mangel an diesem Wirkstoff vorzubeugen und dadurch vielleicht das Auftreten yon Tumoren zu verhindern oder zumincIest zu hemmen. Zu diesem Zweek behandelten wir weiBe M~use, die zur Erzeugung yon Tumoren mit Benzpyren gepinselt wurden, gleichzeitig mit subcutanen Injektionen yon 2real wSchentlich 100 y Cytoehrom C. In gleicher Weise gepinselte Tiere, welehe 2real wSehentlich eine Injektion yon 0,9%iger INaC1-LSsung erhielten, dienten a]s Kontrollen.

Versuchsbedingungen. 20 g schwere weil~e M~use in K~ifigen zu ]e 5 Tieren naeh Geschleehtern getrennt gehalten. KSrnermisehfutter, Milch, Salat. 50 Tiere, davon 25 zur Kontrolle. Montag und Donners- tag Pinselung der geschorenen l%iiekenh~ut mit 0,5%iger Benzpyren- 16sung in Benzol, Dienstag und Freitag Injektion yon 0,25 cm ~ Cy~o- ehromlSsung bzw. 0,25 cm a physiologischer KochsalzlSsung abwechselnd rechts ocler links unter die lgiiekenhaut. Cytochroml6sung: 10 nag Cytochrom C (Labofach) eine halbe Stunde der Temperatur yon 80 0 ira Trockenschrank ~usgesetzt, cIann in der K~tlte ~ufgelSst in drei Tropfen n2%Ott, neutralisieren mit nHC1, Auffiil]en mi t physiologi- scher l~aC1-L{Ssung. Alle GefgBe und LSsungen. steril. Versuchsbeginn 14. 10. 43, Beendigung 178 Tage sp~tter mit dem Tode des letzten Tieres. LaufencIe Beohaehtung und zeichnerische ~estlegung der jeweils auf- f~llenden Vergnderungen. Histologische Untersuchung der entwickelten Tumoren und ttauterseheinungen. In einigen lq~gllen mul~te dlese unter- bleiben, da die Tiere ungefressen w~ren. Laufende Gewiehtskontrolle, Tumo~messungen:

Hinsiehtlich Auftreten und Ausdehnung cIer unspezifischen tIaut- erscheinungen wie Epilation, Schuppenbildung und der Gewichts- sehwankungen wurcIen-zwischen Kontrollen und cytochrombehandel- ten Tieren keine Unterschiec[e festgestellt. ])as gleiche gilt fiir das Erscheinen der typischen Warzen, welches in beiden Serien etwa um den 64. Tag nach Pinselungsbeginn einsetzte. Makroskopisch wurden derartige Papillombildungen unter der Kontrollreihe bei 9 Tieren, unter der Cytochromreihe bei 14 Tieren heohachtet. Hinsiehtlich tier Sterh-

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liehkeit besteht ein immerhin anffglliger Untersehied insofern, als yon den Kontrolltieren w~hrenc[ cIer Latenzzeit, also bis zum Auftreten der ersten malignen Tumoren (85. Tag) bereits 16 Tiere, das sind 6~%, gestorben waren, wghrend der gleiche Anteil der eytoehrombehandelten nur 9 Tiere oder 36 % betrug. Mit anderen Worten es erlebte eine grSgere Zahl der ,,Cytoehromm~nse" die eigentliche Tumorperiode als der Kon- trollen. Nach dem 100. Tag holte die Absterbekurve der Cytoehrom- tiere (Abb. 1) die der Kontrollen jedoeh ziemlieh plStzlich ein, um sich im weiteren Verlauf mit ihr zu deeken. Es mug zun~ehst damn- gestellt bleiben, ob diese an einer kleinen Versuehstierzahl gemachte

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ZebensluSe noch ~::nn de: 8ehondlun: A b b . 1. A b s t e r b e k u r v e n de r m i t C y t o c h r o m (ausgezogen) u n d der m i t pla, y s io log i s~he r NaG1-LSsung (gest~richelt) b e h a n d e l t e n , b e n z p y r e n g e p i n s e l t e n , weiBen ~I~use m i t d e m a m T o d e s t a g in t ier T u m o r p e r i o d e f e s tges~e l I t en t I a u t b e f u n d . Ca X r e b s ; T u h i s t o l o g i s c h

n i e h t g e s i e h e r t e r T u m o r ; Pa P a p i l l o m ; E e n t z a n d l i e h e V e r a n d e r u n g .

Beobachtung dazu bereehtigt, das Cytoehrom f~r das h~ufigere ~-ber- leben der Tiere verantwortlieh zu maehen und diesem Stoff die Eigen- sehaft zuzusehreiben, der durch den eaneerogenen Kohlenwasserst0ff hervorgerufenen Allgemeinseh~digung entgegenzuwirken. Die Ent- stehung yon Krebs" wird dagegen dureh die Cytoehrombehandlung in unserer Versuehsanordnung keineswegs verhindert. Ja im Gegenteil, man kSnnte eher den Eindruck gewinnen, als ob die Zufuhr dieses Stoffes die Entwieklung yon Tumoren geradezu begiinstigte. Denn wit erlebten absolut und relativ an der Cygoehromreihe mehr Careinome als an den Kontrolltieren. t tat ten unter den ersteren yon den 16 den 85. Tag naeh Behandlungsbeginn iiberlebenden Tieren 9 Tiere mikro- skopiseh gesieherten und 1 Tier makroskopiseh wohl sieheren Krebs, so waren es unter den entspreehenden 9 Kontrolltieren nur 4, yon denen ein Tumor mikroskopiseh nicht untersueht werden konnte. Bei einigen der mit physiologischer NaC1-LSsung behandelten Benzpyrenm~use waren wohl ebenfalls tumorartige Infiltrate aufgetreten, die sieh aber histologiseh als entztindlieh erwiesen. Nun muB man allerdings be- rfieksiehtigen, dag die Ausbeute an malignen Tumoren im Vergleich zu den im Sehrifttum angegebenen in der Kontrollreihe Ms sehr gering zu bezeiehnen ist, w/~hrend die an der Cytoehromreihe erhaltenen als

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gewShnlich anzusehen ware. Bei dieser Bef.raehtung ware also die hgufigere Begegnung yon Krebsen in der farbstoffbehandelten n u t eine scheinbare. Da abet Versuchs- und Kontrolltiere sieh hinsichtlieh der guBeren Bedingungen in keiner Weise unterschieden , seien jene gbweichungen mit allem Vorbehalt, der sieh besonders aus der ver- h~ltnisma~ig kleinen Zahl ergibt, zur Kenntnis genommen.

Das gleiche sei der tgall hinsiehtlich der Beu.rteilung des feingeweb- lichen Anfbaues der Geschwiilste. Denn ich erhielt unter den 8 histo- logisch siehergestellten Krebsen der Cy~ochromserie 5real ein infil- trierend wachsendes, nicht verhornendes Plattenepithelcarcinom und nur 3real ein verhornendes Plattenepithelcarcinom, unter den Kontroll- f~llen aber in allen 3 Fallen nur verhornende Pl~ttenepithelcarcinome. Wenn man die weniger differenzierte Tumorform als eine bSsartigere bezeichnen wollte, eine Eigenschaft, die sich an unsercn Versuchsmausen jedoch ,,klinisch" nicht eindeutig erhgrten lieB, dann kSnnte man auch yon diesem Gesichtspunkt aus sagen, das Cytochrom h~tte die Canceri- sierung eher gefSrdert. Metastasen wurden makroskopisch nie beobach- tet. Auf die 1Vfitteilung ausfiihrlicher Untersuchungsbefunde mul~ ver- zichtet werden. Die Vergnderungen entsprechen denen, wie sie in der Literatur beschrieben sind (OR~, FISCHE~-WAss.LS u.a.). Die Beob- achtung unter tier Quarzlampe liei~ bei zwei Geschwiilsten aus get Cytochromreihe neben der typischen dureh Benzpyrenrest e hervor- gerufenen intensiven Blaufluorescenz ein schwaches Rotaufleuehten, das ich auf Porphyrin zuriickfiihren mSchte, erkennen.

Die Beantwortnng unserer eingangs gestellten l~rage fallt also nach den Ergebnissen dieser Versuche in dem Sinne aus, dal3 Cytochrom- zufuhr in der vorgenommenen Anordnung die Entwicklung yon Krebsen durch einen cancerogenen Kohlenwasserstoff keineswegs verhindert, ja vielleicht sog~r begiinstigt. Diese l~Srderung kSnnte einmal auf einer zusatzlichen t~eizwirkung~ zum anderen aber auch darauf beruhen, dab das Cytochrom get durch t~enzpyren verursachten Allgemeinschgdigung entgegenzuwirken vermag und dacIurch eine relativ grSl~ere Anzahl yon Tieren die Latenzperiode iibers.tehen und d~s Tumorgeschehen erleben last. Die prophylaktische Substitution einer Komponente des Atmungskatalysatorensystems, an welchcm die Krebszelle nach der EULERschen Schule iV[angel leidet, vermag also nicht die Entstehung yon Krebs zu hemmen. Damit ist vielleicht ein weiterer i-Iinweis dafiir gegeben, dab dieser ,,Cytochromdefekt" nur ein Teilsymptom der Krebszelle, abet nicht ihr wesentliches ~erkmal darstellt. Wahrschein- lich liegt die eigentliche StSrung viel tiefer und is t neben anderem an dem ffir den Aufbau der Atmungsfermente und ihr georc[netes Funk- tioniereri in der Zelle verantwortlichen Systemen (Genen ?) zu suchen. Dann w~re natiirlich yon vornherein eine Verhinderung cIer Krebs-

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zellenentstehung durch reichliche Zufuhr der diesen Systemen ad~- quaten ,,Substrate" gar nicht zu erwarten. - - Im fibrigen ksnnte auch der Gedanke in Erw/~gung gezogen werden, dab der Mangel an Cyto- chrom im Krebsgewebe eine Art Abwehrmagnahme des Organismus darstellt, n~mlich einen Versuch, diese verderbenbringenden Zellen durch StSrung ihres Atmungsfermentsystems zu sch/~digen. Bei dieser Betrachtung wiirde natfirlich Zufuhr yon Cytochrom die Entstehung und UnterhMtung yon Krebszellen gerac[ezu begfinstigen, eine Tat- sache fiir welche diese Versuchsreihe vielleicht schon ellen Hinweis geliefert hat. Hier werden weitere Untersuchungen einzusetzen haben.

Zusammen/assung. Die Entstehung yon Benzpyrencarcinomen wird cturch gleichzeitige

subcutane Behandlung mit Cytochrom C nicht verhindert, sondern vielleicht sogar gefSrdert.

Mein besonc[erer Dank gilt I-Ierrn Doz. Dr. M~B~GOT~ fiir die Durchsicht tier Pr~parate, sowie meiner techn. Assist. Frl. I. WIRT~, welche die Untersuchungsreihe durch Mle kriegsbecIingten Schwierig- keiten gerettet hat.

Literatur. AULER It. BASTZE~: Z. Krebsforsch. 53, 65 (1942). - - ELLIOTT and G~IG:

Biochem. J. (Brit.) 31, 1021 (1937). - - ELLIOT,, Gav, m and BE~OY: Biochem J. (Brit.) 31, 1003 (1937).- EvL~g v., I=[ELLSTt~6~:[ U. G/3~TKER: Z. physiol. Chem. 255, 159 (1938); 269, 163 (1939). - - Dtsch. reed. Wschr. 1938, 1712.-- FISCKER-W2~sELs U. K~STER: In Handbuch der normalen und pathologischen Physiologie Berlin 1927. - - O~ : J. Path. a. B~cter. 46, 495 (1938). - - SCmgIDT, It. W.: Z. ](rebsforsch. ~3, 312 (1942). - - WA~BV~: Der Stoffwechsel der Tumoren. Berlia 1926.