Published July 1999 | Version v1
Journal article

Radiation and/or hyperthermia sensitivity of human melanoma cells grown for several days in media with reduced pH

  • 1. Essen Univ. (Gesamthochschule) (Germany). Inst. fuer Medizinische Strahlenbiologie

Description

MeWo cells were used throughout. Cells were incubated for 0, 3 or 6 days in media with pH 6.5, 6.7, 6.9, 7.1 or 7.3. The sensitivity against 250 kV X-rays and hyperthermia at 43 C were determined in the colony-forming assay. The intracellular pH was measured flow cytometrically using 5(and 6)-carboxyfluoroescein. Calibration curves were established with cells incubated in different buffers containing nigericin to equilibrate intra- and extracellular pH. Results: Cell growth was optimal with pH 7.3 and 7.1 in the medium, somewhat reduced at pH 6.9, and largely inhibited at pH 6.7 and 6.5. Radiation and/or hyperthermia sensitivities were noticeably increased after several days of incubation at reduced pH; the surviving fraction after 4 Gy and 1 h at 43 C either alone or in combination being a factor of 2 to 4 lower at pH 6.5 than at 7.3. These changes in sensitivity could not be correlated with changes in the intracellular pH. Cells seemed to be capable of regulating this parameter very well; the flow cytometric measurements revealed that the intracellular pH was 7.2±0.2 irrespective of the extracellular pH in the range considered here. Conclusions: In contrast to the almost generally accepted hypothesis that intracellular pH is decisive for the heat sensitivity, the human melanoma cells studied here became sensitive after a few days of incubation under acidic conditions without changes in the intracellular pH. Other factors seem to be influencing the cellular response to radiation and/or heat under chronically low pH. (orig./MG)

Abstract (German)

Es wurden ausschliesslich MeWo-Zellen verwendet. Diese wurden null, drei oder sechs Tage lang in Medien mit einem pH-Wert von 6,5, 6,7, 6,9, 7,1, und 7,3 inkubiert. Die Empfindlichkeit gegenueber 250-kV-Roentgenstrahlung und Hyperthermie bei 43 C wurde im Koloniebildungstest bestimmt. Zur Bestimmung des intrazellulaeren pH-Werts wurden die Zellen mit 5-(und 6-)Carboxyfluorescein gefaerbt und durchflusszytometrisch vermesen. Kalibrationskurven wurden mit Zellen aufgenommen, die in Puffern mit Nigericin-Zugabe inkubiert worden waren, um den intrazellulaeren dem extrazellulaeren pH-Wert anzugleichen. Ergebnisse: Das Zellwachstum entsprach bei pH 7,3 und 7,1 demjenigen unter Normalbedingungen, bei pH 6,9 war es etwas reduziert und bei pH 6,7 und 6,5 weitgehend unterdrueckt. Die Empfindlichkeit gegenueber Strahlung und/oder Hyperthermie war nach mehrtaegiger Inkubation bei niedrigem pH deutlich gesteigert; die Ueberlebensrate nach 4 Gy oder 1 h bei 43 C allein oder in Kombination lag um einen Faktor 2 bis 4 unter derjenigen in Medium mit normalem pH. Diese Empfindlichkeitssteigerung konnte nicht mit Veraenderungen im intrazellulaeren pH korreliert werden. Die Zellen waren offensichtlich zu einer sehr effizienten Regulierung dieses Parameters in der Lage; die durchflusszytometrischen Messungen zeigten, dass der intrazellulaere pH-Wert unabhaengig von den extrazellulaeren Bedingungen bei 7,2±0,2 lag. Schlussfolgerungen: Im Gegensatz zu der weitgehend akzeptierten Hypothese, dass der intrazellulaere pH-Wert entscheidend fuer die Hyperthermieempfindlichkeit sei, wurde bei den hier untersuchten menschlichen Melanomzellen eine Sensibilisierung nach mehrtaegiger Inkubation in uebersaeuertem Medium gefunden, ohne dass der intrazellulaere pH-Wert veraendert gewesen waere. Andere Faktoren scheinen unter diesen Bedingungen die Empfindlichkeit gegenueber Strahlung und/oder Hyperthermie zu beeinflussen. (orig./MG)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Strahlentherapie und Onkologie
Journal Volume
175
Journal Issue
7
Journal Page Range
p. 325-332
ISSN
0179-7158
CODEN
STONE4