Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Electromagnetic fields affect transcript levels of apoptosis-related genes in embryonic stem cell-derived neural progenitor cells. med./bio.

[Elektromagnetische Felder beeinträchtigen Transkript-Levels von Apoptose-verbundenen Genen in neuralen, aus embryonalen Stammzellen gewonnenen Vorläuferzellen].

Veröffentlicht in: FASEB J 2005; 19 (12): 1686-1688

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten verschiedene Wirkungen (z.B. verschiedene Transkript-Gehalte, Genotoxizität, Proliferation, Apoptose, Zytotoxizität, Mitochondrien-Funktion) von hochfrequenten (1.71 GHz) und extrem niederfrequenten (50 Hz) elektromagnetischen Feldern auf embryonale Stammzellen der Maus untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Zur Differenzierung neuraler Zellen wurden die embryonalen Stammzellen in sogenannten "hängenden Tropfen (hanging drops)" als "embryonale Haufen/Aggregate (embryonic bodies)" kultiviert. Die Exposition wurden bei einem Stadium durchgeführt, wo sich Nestin-positive Vorläuferzellen (aus den "embryonic bodies") entwickelten.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 1,71 GHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 5 min an/30 min aus, für 6 h und 48 h
Exposition 2: 50 Hz–1,25 kHz
Expositionsdauer: intermittierend, 5 min an/30 min aus, für 6 h und 48 h

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 1,71 GHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer intermittierend, 5 min an/30 min aus, für 6 h und 48 h
Zusatzinfo Uplink band of GSM 1800 system
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 0,576 ms
Tastgrad 12,5 %
Folgefrequenz 217 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer Two R14 waveguide chambers containing field and temperature sensors were placed in a humidified incubator (5% CO2, 37°C). Sensor-monitored fans enforced airflow through the waveguide chamber and kept the temperature difference between sham and EMF exposed cultures below 0.2°C.
Aufbau The RF signal was directed via computer-controlled RF switch to one of the waveguide chambers (blinded). Petri dishes (60 mm diameter) were positioned in the H-field maximum of a standing wave and exposed in E-polarization.
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo EMF exposure was performed under defined conditions with respect to field strengths, polarization, modulation, and temperature [Kuster et al., 2000].
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 1,5 W/kg Mittelwert über Zeit berechnet und gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz–1,25 kHz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer intermittierend, 5 min an/30 min aus, für 6 h und 48 h
Zusatzinfo Power line signal consisting of a dominant 50 Hz sinusoidal and harmonics up to 1250 Hz. The amplitude distribution of the harmonics was derived from the maximum accepted distortions for power systems by the IEC.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • Spule(n)
  • see chamber details
Kammer Two magnetically shielded four-coil systems [Schuderer et al., 2004] were placed in an incubator. Accurate Pt 100 probes monitoring the airflow temperature and two fans per exposure chamber ensured that the temperature difference between field and sham chambers was kept below 0.2°C.
Aufbau The currents in the bifilar coils were randomly switched parallel for field exposure or non-parallel for sham exposure by computer (blinded). The coil current and consequently the magnetic field was quasi-continuously (30 s intervals) recorded and regulated using resistors providing very low temperature sensitivity.
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo The estimated acceleration load due to B-field-induced coil vibrations was <1 m/s² (0.1 g) for the exposed Petri dishes. This acceleration is a factor of 20 above the minimal background level for sham Petri dishes.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2 mT nicht spezifiziert nicht spezifiziert - -

Referenzartikel

  • Schuderer J et al. (2004): In vitro exposure apparatus for ELF magnetic fields.
  • Kuster N et al. (2000): Recommended minimal requirements and development guidelines for exposure setups of bio-experiments addressing the health risk concern of wireless communications.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes Material:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse zeigen, dass extrem niederfrequente elektromagnetische Felder den Transkript-Gehalt Apoptose-verbundener (bcl2, bax) und Zellzyklus-regulierender GADD45-Gene beeinträchtigen, wohingegen die mRNA-Gehalte von Nerven-spezifischen Genen nicht beeinflusst wurden. Hochfrequente elektromagnetische Feld-Exposition neuraler Vorläuferzellen führte zu einer Runterregulierung des Nerven-spezifischen Nurr1-Gens und zu einer Hochregulierung von bax und GADD45 mRNA-Gehalten.
Kurzzeitige hochfrequente elektromagnetische Feld-Exposition für sechs Stunden, aber nicht für 48 Stunden, führte zu einem geringen und vorübergehendem Anstieg an DNA-Doppelstrangbrüchen. Es wurden weder bei hochfrequenter noch bei extrem niederfrequenter elektromagnetischer Feld-Exposition Wirkungen auf die Mitochondrien-Funktion, die nukleäre Apoptose, die Zellproliferation und die Chromosomenaberrationen aufgedeckt.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass elektromagnetische Felder in der Lage sind, bei neuralen Vorläuferzellen, abgeleitet aus embryonalen Stammzellen, Veränderungen beim Transkript-Gehalt hervorzurufen,- diese Reaktionen können aber nicht die physiologischen Funktionen der Zelle beeinträchtigen.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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