DE3539393A1 - Use of ciprofloxacin for decontamination of mycoplasma-infected cell cultures - Google Patents
Use of ciprofloxacin for decontamination of mycoplasma-infected cell culturesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von 1-Cyclopropyl-6- fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazinochinolin-3-carbonsäure= Ciprofloxacin zur Dekontamination Mycoplasma-infizierter Zellkulturen, Zubereitungen zur Dekontamination Mycoplas men-infizierter Zellkulturen sowie Ciprofloxacin enthal tende Zellkulturen.The invention relates to the use of 1-cyclopropyl-6- fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazoquinoline-3-carboxylic acid Ciprofloxacin for decontamination of Mycoplasma-infected Cell cultures, preparations for decontamination Mycoplas men-infected cell cultures and ciprofloxacin cell cultures.
Zellkulturen, insbesondere permanente Zellinien, sind häufig mit Mycoplasmen kontaminiert, die viele unkontrol lierbare Veränderungen in den Zellkulturen induzieren kön nen. Im Gegensatz zu Infektionen mit Bakterien und Pilzen bleibt die Mycoplasmeninfektion oft unerkannt, weil selbst stark kontaminierte Zellkulturen normales Wachstum zeigen können und das Kulturmedium klar bleibt.Cell cultures, especially permanent cell lines, are often contaminated with mycoplasma, which many uncontrolled able to induce changeable changes in the cell cultures nen. In contrast to infections with bacteria and fungi the mycoplasma infection often remains undetected because itself highly contaminated cell cultures show normal growth can and the culture medium remains clear.
Für viele Zwecke der Grundlagenforschung (z.B. genetische und physiologische Gegebenheiten in den Zellen einer Kul tur), der angewandten Forschung (z.B. lymphozytäre Zell fusion zur Gewinnung monoklonaler Antikörper) und erst recht der biotechnologischen Nutzung von Zellkulturen, z.B. Gewinnung eines Produktes für die Humanapplikation, ist es notwendig, mit Mycoplasma-freien Zellkulturen zu arbeiten. Ist eine Kultur erst einmal mit Mycoplasmen kontaminiert, so ist es äußerst schwer, wenn nicht gar oft unmöglich, diese Kultur wieder zu dekontaminieren, obwohl mit verschiedenen Techniken gelegentlich eine Dekontamina tion erreicht wurde: So wurden infizierte Zellkulturen bei 41°C für 18 h hyperthermisch behandelt (L. Hayflick, Nature 185, 783-784, 1960), oder die Zellen wurden mit Bromuracil bzw. Bromdesoxyuridin plus dem Fluorochrom Hoechst 33258 und UV-Licht behandelt (M. Marcus et al., Nature 285, 659-661, 1980; K. J. Fowler et al., Exp. Cell Res. 149, 303-306, 1983), oder sie wurden mit Makrophagen, ggf. plus Antibiotika inkubiert (L. Schimmelpfeng et al., Nature 285, 661-662, 1980), oder sie wurden durch die nackte Maus passagiert (D.N. Howell et al., Human Immunol. 5, 233-238, 1982). Für eine routinemäßige Dekontamination eignet sich jedoch keine dieser Methoden.For many basic research purposes (e.g. genetic and physiological conditions in the cells of a cult tur), applied research (e.g. lymphocytic cells fusion to obtain monoclonal antibodies) and first right of the biotechnological use of cell cultures, e.g. Obtaining a product for human application, it is necessary to use mycoplasma-free cell cultures work. Is a culture first with mycoplasmas contaminated, it is extremely difficult, if not often impossible to decontaminate this culture again, though occasionally decontaminated with different techniques tion: So infected cell cultures were 41 ° C hyperthermally treated for 18 h (L. Hayflick, Nature 185, 783-784, 1960), or the cells were mixed with Bromuracil or bromodeoxyuridine plus fluorochrome Hoechst 33258 and UV light treated (M. Marcus et al., Nature 285, 659-661, 1980; K.J. Fowler et al., Exp. Cell Res. 149, 303-306, 1983), or they were treated with macrophages, incubated plus antibiotics if necessary (L. Schimmelpfeng et al., Nature 285, 661-662, 1980), or they were published by the naked mouse passages (D.N. Howell et al., Human Immunol. 5, 233-238, 1982). For routine decontamination however, none of these methods are suitable.
Es ist außerdem bekannt geworden, daß die Behandlung von Mykoplasmen-kontaminierten Zellkulturen und Zellinien mit den Antibiotika Tiamulin und Minocyclin zu Mykoplasmen freien Kulturen führen soll. Um jedoch insbesondere bei wertvollen Zellinien endgültig Mykoplasmen-freie Kulturen zu etablieren, müssen verschiedene Schritte von Behand lung, Klonierung der Zellen und Kontrollen durchgeführt werden (J. Schmidt & V. Erfle, Exp. Cell Res. 152, 565- 570, 1984).It has also become known that the treatment of Mycoplasma-contaminated cell cultures and cell lines with the antibiotics tiamulin and minocycline to mycoplasma free cultures. However, in particular at valuable cell lines finally mycoplasma-free cultures To establish different steps of treatment lung, cell cloning and controls performed (J. Schmidt & V. Erfle, Exp. Cell Res. 152, 565- 570, 1984).
Es wurde nun gefunden, daß Ciprofloxacin, bevorzugt in Konzentrationen zwischen 1 und 1000 µg/ml Zellkultur, It has now been found that ciprofloxacin, preferably in Concentrations between 1 and 1000 µg / ml cell culture,
besonders bevorzugt 20 bis 100 µg/ml Zellkultur, ganz besonders bevorzugt 50 µg/ml Zellkultur, bei der Be handlung von Zellkulturen, die gegebenenfalls gleichzeitig auch mit Tiamulin und Minocyclin inkubiert werden, eine Dekontamination besonders hartnäckiger Mycoplasmen-In fektionen erbringt, wie sie häufig in Kulturen adhärenter Zellen vorliegen, bei denen die Tiamulin- und Minocyclin- Behandlung nicht allein zum Erfolg führt. Das Verfahren benötigt nur eine siebentägige Behandlungszeit zur Erreichung einer dauerhaften Dekontamination der Kultur. Weitere verschiedene Schritte, wie z.B. Klonierung der Zellen, können völlig entfallen.particularly preferably 20 to 100 µg / ml cell culture, whole particularly preferably 50 µg / ml cell culture, in which Be act of cell cultures, if necessary simultaneously can also be incubated with tiamulin and minocycline, a Decontamination of particularly stubborn mycoplasma-in yields infections that are often more adherent in cultures Cells are present in which the tiamulin and minocycline Treatment alone does not lead to success. The procedure only needs a seven-day treatment time Achieve permanent decontamination of the culture. Other different steps, such as Cloning the Cells, can be completely eliminated.
Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von 1-Cyclo propyl-6-fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazinochinolin-3- carbonsäure zur Dekontamination von Mycoplasma-infizierten Zellkulturen.The invention therefore relates to the use of 1-cyclo propyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazoquinoline-3- carboxylic acid for decontamination of Mycoplasma-infected Cell cultures.
Zweckmäßigerweise werden zur Dekontamination 1 bis 1000 µg des Wirkstoffes pro ml Zellkultur eingesetzt.Expediently 1 to 1000 are used for decontamination µg of active ingredient used per ml of cell culture.
Bevorzugt betrifft die Erfindung auch die Verwendung von 1-Cyclopropyl-6-fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino chinolin-3-carbonsäure zur Dekontamination von Mycoplasmen aus Zellkulturen derart, daß die Dekontamination mit der 1-Cyclopropyl-6-fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino chinolin-3-carbonsäure parallel zu einer Behandlung der Zellkulturen mit ((2-(Diethylamino)ethyl)-thio)-essig saure-6-ethenyldecahydro-5-hydroxy-4,6,9,10-tetramethyl-1- oxo-3a,9-propano-3aH-cyclopentacycloocten-8-yl-ester = Tiamulin und/oder 4,7-Bis(dimethylamino)-1,4,4a,5,5a,6,11, 12a-octahydro-3,10,12,12a-tetrahydroxy-1,11-dioxo-2- naphthacencarbonsäureamid = Minocyclin erfolgt. Dabei werden 1 bis 1000 µg Tiamulin und/oder Minocyclin pro ml Zellkultur eingesetzt. Die Behandlung erfolgt so, daß man den Wirkstoff 1-Cyclopropyl-6-fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7- piperazinochinolin-3-carbonsäure 7 bis 14 Tage, gegebenen falls in Kombination mit den Wirkstoffen Tiamulin und/oder Minocyclin, auf die Zellkultur einwirken läßt.The invention preferably also relates to the use of 1-cyclopropyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino quinoline-3-carboxylic acid for decontamination of mycoplasma from cell cultures such that the decontamination with the 1-cyclopropyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino quinoline-3-carboxylic acid in parallel with a treatment of Cell cultures with ((2- (diethylamino) ethyl) thio) vinegar acid-6-ethenyldecahydro-5-hydroxy-4,6,9,10-tetramethyl-1- oxo-3a, 9-propano-3aH-cyclopentacycloocten-8-yl ester Tiamulin and / or 4,7-bis (dimethylamino) -1,4,4a, 5,5a, 6,11, 12a-octahydro-3,10,12,12a-tetrahydroxy-1,11-dioxo-2- naphthacenecarboxamide = minocycline. Here 1 to 1000 µg tiamulin and / or minocycline per ml Cell culture used. The treatment is such that the active ingredient 1-cyclopropyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7- piperazinoquinoline-3-carboxylic acid given 7 to 14 days if in combination with the active ingredients tiamulin and / or Minocycline, on which cell culture can act.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von 1-Cyclopropyl-6-fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino chinolin-3-carbonsäure für die Herstellung von Zuberei tungen zur Dekontamination von Mycoplasma-infizierten Zellkulturen sowie die Verwendung von 1-Cyclopropyl-6- fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazinochinolin-3-carbon säure, gegebenenfalls in Verbindung mit Tiamulin und/oder Minocyclin für die Herstellung solcher Zubereitungen.Another object of the invention is the use of 1-cyclopropyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino quinoline-3-carboxylic acid for the preparation of preparations Decontamination of Mycoplasma-infected Cell cultures and the use of 1-cyclopropyl-6- fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazoquinoline-3-carbon acid, optionally in combination with tiamulin and / or Minocycline for the preparation of such preparations.
Schließlich sind auch Zellkulturmedien, enthaltend 1- Cyclopropyl-6-fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino chinolin-3-carbonsäure bzw. Zellkulturen, enthaltend 1- Cyclopropyl-6-fluor-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazinochino lin-3-carbonsäure und gegebenenfalls Tiamulin und/oder Minocyclin Gegenstand der Erfindung.Finally, cell culture media containing 1- Cyclopropyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazino quinoline-3-carboxylic acid or cell cultures containing 1- Cyclopropyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-piperazinochino lin-3-carboxylic acid and optionally tiamulin and / or Minocycline object of the invention.
Zweckmäßigerweise bietet es sich an, nach der Detektion einer Mycoplasmeninfektion in Zellkulturen, insbesondere in wertvollen Zellinien, diese Zellen in einem geeigneten Kulturmedium in einer Dichte von z.B. 103-106 Zel len/ml frisch einzusäen in ein geeignetes Kulturgefäß, wie beispielsweise eine Zellkulturflasche aus Plastikmaterial. Diese frisch inokulierten Zellen können dann mit einer zuvor hergestellten Lösung von Ciprofloxacin, gegebenen falls auch mit einer Lösung von Tiamulin und/oder Minocyc lin versetzt werden. Das Antibiotikum kann beispielsweise im Zellkulturmedium gelöst und in einem nach Bedarf erfor derlichen Volumen zur Zellkultur zugegeben werden; so ist es z.B. praktisch, etwa 100-500 µl Antibiotika-Lösung zu etwa 5-20 ml Zellkultur zuzupipettieren. Nach Zell- und Antibiotika-Inokulation wachsen die Zellen in den nachfolgenden Tagen an; während dieser Zeit kann dann Ciprofloxacin, gegebenenfalls auch Tiamulin und/oder Mino cyclin, seine antiinfektive Wirkung auf die Mycoplasmen ausüben. Ist die Kultur dicht angewachsen (stationäre Wachstumsphase), so empfiehlt es sich, die Zellen mit einer dem Fachmann bekannten Technik zu ernten und mit einer niedrigeren Zelldichte wieder frisch in ein neues Kulturgefäß zu inokulieren; dazu sollte frisches Kultur medium verwendet werden und bei Bedarf wieder Ciprofloxa cin-Lösung, gegebenenfalls auch Tiamulin- und/oder Mino cyclin-Lösung zugesetzt werden. It is expedient, after the detection of a mycoplasma infection in cell cultures, in particular in valuable cell lines, to sow these cells freshly in a suitable culture medium in a density of, for example, 10 3 -10 6 cells / ml in a suitable culture vessel, such as, for example, a cell culture bottle made of plastic material. These freshly inoculated cells can then be mixed with a previously prepared solution of ciprofloxacin, optionally also with a solution of tiamulin and / or minocyc lin. The antibiotic can, for example, be dissolved in the cell culture medium and added to the cell culture in a volume as required; for example, it is practical to pipette in about 100-500 µl of antibiotic solution to about 5-20 ml of cell culture. After cell and antibiotic inoculation, the cells grow in the following days; During this time, ciprofloxacin, optionally also tiamulin and / or minocycline, can exert its anti-infective effect on the mycoplasma. If the culture has grown densely (stationary growth phase), it is advisable to harvest the cells using a technique known to the person skilled in the art and to inoculate them freshly into a new culture vessel with a lower cell density; For this purpose, fresh culture medium should be used and, if necessary, ciprofloxa cin solution, optionally also tiamulin and / or minocycline solution, should be added.
Suspensions- oder adhärente Zellen verschiedener Zellinien (z.B. U 266 humane Myelomzellen, L 929 Maus-Fibroblasten), die mit Mycoplasmen nicht identifizierter Spezifität kontaminiert waren, wurden mit einer Konzentration von 105/ml und einem Volumen von 10-15 ml in 75 cm3-Zellkul turflaschen eingesät. Als Kulturmedium wurde RPMI 1640 mit 10% fötalem Kälberserum (FCS), L-Glutamin (2 mM), Hepes- Puffer (4 mM) und 2-Mercaptoethanol (50 µM) verwandt. Nach jeweils 3-4 Tagen befanden sich die Kulturen in statio närer Phase, in der sie dann geerntet wurden (bei adhären ten Zellen unter Verwendung von Trypsin/EDTA (0,25%/0,02%)). Anschließend wurden die Zellen wieder in frischem Medium bei 105/ml ausgesät.Suspension or adherent cells from different cell lines (eg U 266 human myeloma cells, L 929 mouse fibroblasts), which were contaminated with mycoplasmas of unidentified specificity, were with a concentration of 10 5 / ml and a volume of 10-15 ml in 75 cm 3 cell culture bottles sown. RPMI 1640 with 10% fetal calf serum (FCS), L-glutamine (2 mM), Hepes buffer (4 mM) and 2-mercaptoethanol (50 µM) was used as the culture medium. After every 3-4 days, the cultures were in the stationary phase, in which they were then harvested (in adherent cells using trypsin / EDTA (0.25% / 0.02%)). The cells were then sown again in fresh medium at 10 5 / ml.
Zur Behandlung der Mycoplasmen-Kontamination wurde den Kulturen zugesetzt: a) Tiamulin (10 µg/ml, 4 Tage lang) und anschließend Minocyclin (5 ug/ml, 3 Tage lang); b) Ciprofloxacin (50 µg/ml, 7 Tage lang); c) Tiamulin und Minocyclin wie unter a) plus Ciprofloxacin wie unter b). Am Ende jeder Einwirkzeit wurden die Antibiotika mit Medium ausgewaschen und die Zellen weiterpassagiert. Vor der Behandlung und zu verschiedenen Zeiten nach der Be handlung wurde 0,1 ml Zellkultur auf Hayflick′s Agar zum Mycoplasmen-Nachweis ausgestrichen (L. Hayflick, Texas Reports Biol. Med. 23, Suppl. 1, 285-300, 1965) und für mindestens eine Woche bei 37°C anaerob bebrütet.For the treatment of mycoplasma contamination the Cultures added: a) Tiamulin (10 µg / ml, for 4 days) and then minocycline (5 µg / ml, 3 days); b) Ciprofloxacin (50 µg / ml, 7 days); c) tiamulin and Minocycline as under a) plus ciprofloxacin as under b). At the end of each exposure time, the antibiotics were taken Medium washed out and the cells passed on. In front treatment and at different times after loading 0.1 ml cell culture on Hayflick's agar Mycoplasma detection streaked (L. Hayflick, Texas Reports Biol. Med. 23, Suppl. 1, 285-300, 1965) and for incubated anaerobically at 37 ° C for at least one week.
Das verwendete Agarmedium (5 ml pro Petrischale) setzte sich zusammen aus: PPLO-Agar (Difco; 70 Teile), Pferde serum (20 Teile), Hefeextrakt (Flow; 25%-ig; 10 Teile), Glucose (50%-ig, 2 Teile), Benzylpenicillin (100000 U/ml; 1 Teil) und Thalium-I-acetat (2%-ig; 2,5 Teile). Die Ent stehung typischer "spiegeleiförmiger" Kolonien auf dem Agar bedeutet Kontamination der Zellkultur mit Mycoplas men. Tabelle 1 zeigt Ergebnisse von behandelten L 929- Zellkulturen.The agar medium used (5 ml per petri dish) set consists of: PPLO agar (Difco; 70 parts), horses serum (20 parts), yeast extract (flow; 25%; 10 parts), Glucose (50%, 2 parts), benzylpenicillin (100000 U / ml; 1 part) and Thalium-I-acetate (2%; 2.5 parts). The Ent standing of typical "fried egg-shaped" colonies on the Agar means contamination of the cell culture with Mycoplas men. Table 1 shows results of treated L 929- Cell cultures.
Mycoplasmen-Kontamination in L 929-Zellkulturen zu ver schiedenen Zeiten nach einer 7-tägigen Behandlung mit Tiamulin/Minocyclin(T/M), Ciprofloxacin (C), Tiamulin- Ciprofloxacin/Minocyclin-Ciprofloxacin (T-C/M-C) oder ohne Behandlung (⌀); + = Mycoplasmen-Kontamination, - = keine Mycoplasmen-Kontamination Mycoplasma contamination in L 929 cell cultures at various times after 7 days of treatment with tiamulin / minocycline (T / M), ciprofloxacin (C), tiamulin ciprofloxacin / minocycline ciprofloxacin (TC / MC) or without treatment (⌀ ); + = Mycoplasma contamination, - = no mycoplasma contamination
Während sofort nach der Behandlung in keiner der drei Behandlungsgruppen Mycoplasmen nachweisbar waren, konnten 4 Tage nach Absetzen der Tiamulin/Minocyclin-Behandlung wieder Mycoplasmen aufgefunden werden, nach Ciprofloxacin- Behandlung konnten 7 Tage lang keine Mycoplasmen entdeckt werden. Im Gegensatz dazu konnten über einen Monat nach der Kombinationsbehandlung mit Tiamulin-Ciprofloxacin/Mi nocyclin-Ciprofloxacin keine Mycoplasmen mehr nachgewiesen werden, so daß diese Zellen als dekontaminiert angesehen werden müssen.While immediately after treatment in none of the three Treatment groups mycoplasmas were detectable 4 days after stopping tiamulin / minocycline treatment mycoplasmas can be found again after ciprofloxacin Treatment could not detect mycoplasma for 7 days will. In contrast, could take over a month the combination treatment with tiamulin-ciprofloxacin / Mi nocycline-ciprofloxacin no longer detected mycoplasma are considered so that these cells are decontaminated Need to become.
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