Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Effects of 2.45 GHz electromagnetic fields with a wide range of SARs on bacterial and HPRT gene mutations. med./bio.

[Wirkungen von elektromagnetischen 2,45 GHz-Feldern mit einer großen Bandbreite an SARs auf Mutationen in Bakterien sowie HPRT-Genmutationen].

Veröffentlicht in: J Radiat Res 2007; 48 (1): 69-75

Ziel der Studie (lt. Autor)

Diese in vitro-Studie wurde durchgeführt, um die Auswirkungen eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf Mutationen bei Bakterien und Genmutationen der Hypoxanthin-Guanin-Phosphoribosyltransferase (HPRT) in Säugetier-Zellen zu untersuchen.

Hintergrund/weitere Details

Die Hypoxanthin-Guanin-Phosphoribosyltransferase (HPRT) ist ein Enzym des Purin (zum Beispiel Guanin)-Synthese-Wegs. HPRT-negative Zellen sind nicht in der Lage, Guanin zum Aufbau von GTP zu verwenden und müssen die Base neu synthetisieren. Verwendet man das Guanin-Analogon 6-Thioguanin, benutzen HPRT-positive Zellen diese Verbindung zum Aufbau von Nukleotiden. Der Einbau von 6-Thioguanin führt jedoch zu Störungen der DNA- und RNA-Struktur und ist für die Zellen letal. HPRT-negative Zellen hingegen können 6-Thioguanin nicht verwerten und überleben.
Der HPRT-Genmutations-Assay ist ein gut etablierter Mutagenitäts-Assay, der auf der Selektion von Klonen basiert, die resistent gegenüber dem Purin-Analogon 6-Thioguanin sind. Das heißt, zur Bestimmung der Induktion von 6-Thioguanin-resistenten Mutationen im HPRT-Gen werden die exponierten Zellen in einem Medium ausplattiert, das 6-Thioguanin enthält.
Die Experimente wurden mit verschiedenen spezifischen Absorptionsraten durchgeführt.
Die Häufigkeit der HPRT-Genmutationen wurde bestimmt bei: 1.) schein-exponierten Zellen, 2.) Zellen unter hochfrequenter elektromagnetischer Feld-Exposition, 3.) ko-exponierten Zellen (hochfrequente elektromagnetische Feld-Exposition plus Bleomycin) und 4.) Wärme-behandelten Zellen (39°, 41°, 44° mit oder ohne Bleomycin).

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 2,45 GHz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 min
  • SAR: 200 W/kg (5, 50, 100, 200 W/kg)
Exposition 2: 2,45 GHz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 h
CHO-K1 Zellen
  • SAR: 200 W/kg (5, 10, 20, 50, 100, 200 W/kg)

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 2,45 GHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 30 min
Zusatzinfo bakterielle Zellen
Zusatzinfo Ames, B. N., McCann, J., and Yamazaki, E. (1975) Methods for detecting carcinogens and mutagens with the Salmonella/mammalian-microsome mutagenicity test. Mutat. Res. 31: 347-363.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer Details of the exposure system have been described previously [Koyama et al., 2004]. To generate standing waves, one end of the waveguide was terminated with a short-circuiting plate. Exposure was performed in an acrylic incubator with an atmosphere of humidified 95% air and 5% CO2 that was "installed into inner space of the core".
Aufbau Aliquots of 20.1 ml of the cell suspensions were seeded into a specially designed culture dish that was placed on two slits bored on the waveguide through which cells were exposed.
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo Bacterial cells were exposed according to the protocol of the pre-incubation method of the Ames test [Ames et al., 1975]. Three chemical mutagens were used as positive control.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 200 W/kg - gemessen - 5, 50, 100, 200 W/kg

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 2,45 GHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 2 h
Zusatzinfo CHO-K1 Zellen
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo As a positive control or co-mutagenic treatment, CHO-K1 cells were exposed to bleomycin for 1 h before EMF exposure. During heat treatment, cells were incubated for 2 h at 39, 41, and 44°C corresponding to the heat induction of about 50, 100, and 200 W/kg. Co-mutagenic treatment with bleomycin was also performed.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 200 W/kg - gemessen - 5, 10, 20, 50, 100, 200 W/kg

Referenzartikel

  • Koyama S et al. (2004): Effects of 2.45-GHz electromagnetic fields with a wide range of SARs on micronucleus formation in CHO-K1 cells.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Zwischen den schein-exponierten und hochfrequenten elektromagnetischen Feld-exponierten Bakterien-Stämmen wurden keine signifikanten Unterschiede in der Anzahl revertanter Bakterien-Kolonien festgestellt.
Zwischen den schein-exponierten und elektromagnetischen Feld-exponierten Zellen wurde bei der höchsten spezifischen Absorptionsrate von 200 W/kg ein signifikanter Unterschied in der Häufigkeit von HPRT-Genmutationen beobachtet. Dies wurde aber nicht bei geringeren spezifischen Absorptionsraten festgestellt.
Die Mutations-Häufigkeit der ko-exponierten Zellen bei 5, 10 und 20 W/kg glich der Mutations-Häufigkeit der nur mit Bleomycin behandelten Kontrollen. Die Ko-Exposition bei 50, 100 und 200 W/kg zeigte einen Dosis-abhängigen Anstieg der Mutations-Häufigkeiten.
Bei der Wärme-Exposition mit 44° (entspricht einer hochfrequenten elektromagnetischen Feld-Exposition von 200 W/kg) zeigte sich ein signifikanter Anstieg in den HPRT-Genmutationen. Bleomycin und Wärme (41° und 44°) zusammen, verglichen mit der alleinigen Behandlung mit Bleomycin, bewirkten einen signifikanten Unterschied in den Genmutationen. Deswegen könnte der Anstieg in der Mutations-Häufigkeit eine Folge der thermischen Wirkung sein.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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