Purpose:
To study the radiation response-modifying effect of imatinib (Gleevec®) in a squamous cell carcinoma line, PECA.
Patients and Methods:
Cytotoxicity was determined by colony forming and multiplying capacity. Drug stability was shown by HPLC. Multidrug resistance phenotype was studied by rhodamine-123 efflux. Cell-cycle responses were measured by flow cytometry. Homologous recombination repair was determined by Rad51 immunohistochemistry.
Results:
Inactivating 50% of the PECA cells required approximately 7 μM imatinib. The drug did not decay nor was it degraded during test periods. Drug efflux occurred only to a minor extent. Multiplying capacity but not survival fractions revealed a radioprotective effect of imatinib. There were only minor cell-cycle alterations in the presence of imatinib but the rate of Rad51-positive repair foci was significantly increased.
Conclusion:
PECA cells apparently lack a highly specific target for imatinib. In cells surviving at high drug concentrations, imatinib may exert a radioprotective effect on multiplying capacity by inducing DNA repair. Under prolonged exposure, drug-resistant cells may show an accelerated recovery from acute or delayed radiation damage.
Ziel:
Untersuchung des Einflusses von Imatinib (Glivec®) auf die Strahlenempfindlichkeit der Plattenepithelkarzinomzelllinie PECA.
Material und Methodik:
Die Zytotoxizität wurde anhand der Koloniebildung und der Populationsvervielfachung beurteilt. Die Stabilität von Imatinib wurde durch HPLC-Messungen überprüft. Ein Multidrug-Resistance-Phänotyp wurde anhand des Rhodamin- 123-Effluxes untersucht. Die Zellzyklusverteilung wurde durchflusszytometrisch bestimmt. Die Homologen-Rekombinationsreparatur wurde mit Rad51-Immunhistochemie nachgewiesen.
Ergebnisse:
Zur 50%igen Inaktivierung von PECA-Zellen waren etwa 7 μM Imatinib erforderlich. Das Medikament zeigte keinen Spontanzerfall und wurde auch nicht durch die Zellen abgebaut. Fremdstoffefflux trat nur in geringem Maße auf. Die Vervielfachungsfähigkeit, nicht aber die Koloniebildung bestrahlter Zellen war bei zusätzlicher Imatinibbehandlung deutlich erhöht. Imatinib verursachte nur leichte Zyklusveränderungen, aber eine signifikante Vermehrung Rad51-positiver Reparaturfoci.
Schlussfolgerung:
PECA-Zellen scheinen kein hochspezifisches molekulares Ziel für Imatinib aufzuweisen. Bei Zellen, die hohe Drogenkonzentrationen überleben, kann Imatinib durch Reparaturinduktion einen strahlenprotektiven Effekt auf die Vervielfachungsfähigkeit ausüben. Unter fortgesetzter Exposition können sich chemoresistente Zellen von akuten und verzögert auftretenden Strahlenschäden schneller erholen.
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Bartkowiak, D., Hipp, P.R., Mendonca, M.S. et al. A Radioprotective Effect of Imatinib (Gleevec®) in Human Squamous Carcinoma Cells. Strahlenther Onkol 183, 432–439 (2007). https://doi.org/10.1007/s00066-007-1680-7
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DOI: https://doi.org/10.1007/s00066-007-1680-7