Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

ELF-MF attenuates quercetin-induced apoptosis in K562 cells through modulating the expression of Bcl-2 family proteins. med./bio.

[ELF-MF schwächt die Quercetin-induzierte Apoptose in K562-Zellen durch Modellierung der Expression von Proteinen der Bcl-2-Familie ab].

Veröffentlicht in: Mol Cell Biochem 2014; 397 (1-2): 33-43

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition bei einem extrem niederfrequenten Magnetfeld auf die Apoptose, hervorgerufen durch vier unterschiedliche Substanzen (Vinblastin, Etoposid, Quercetin, Resveratrol), bei menschlichen K562-Leukämie-Zellen untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Im ersten Experiment wurden die Wirkungen von 1 µM Vinblastin, 1 µM Etoposid (wird als Medikament gegen Krebs eingesetzt) oder 25 µM Resveratrol (Stilbenoid, mögliche gesundheitsfördernde Wirkungen werden diskutiert) jeweils allein oder in Kombination mit einem extrem niederfrequenten Magnetfeld auf das Wachstum und die Zelllebensfähigkeit untersucht.
Im zweiten Experiment wurden die Wirkungen von 25 µM Quercetin (Flavonoid, möglicher Einsatz als Medikament gegen Krebs wird diskutiert) allein oder in Kombination mit einem extrem niederfrequenten Magnetfeld auf das Wachstum, die Zelllebensfähigkeit, den Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies, die Proteinexpression, die Enzymaktivität der Caspase-3, die Apoptose-Rate und den Zellzyklus untersucht.
Im dritten Experiment wurden die Zellen bei verschiedenen magnetischen Flussdichten exponiert, entweder allein oder in Kombination mit Quercetin und die Anzahl an apoptotischen Zellen bestimmt.
Es wurden Positivkontrollen durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 24, 48 oder 72 Stunden
Experiment 1+ 2
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 24, 48 oder 72 Stunden
Experiment 3

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 24, 48 oder 72 Stunden
Zusatzinfo Experiment 1+ 2
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer cells were exposed in petri dishes or multiwell plate
Aufbau exposure system consisted of two identical apparatuses, each containing a waveform generator, a current amplifier, and a pair of Helmholtz coils; pair of Helmholtz coils had a mean radius of 13.0 ± 0.5 cm; in each coil, the number of turns was 800 with a 2 mm² wire giving a resulting resistance of 2.4 ohm and an inductance of 39 ± 1 mH; mean vertical distance between the coils was 13.5 ± 0.5 cm; current could either flow in the same direction (exposure) or in the opposite direction (sham system), where the magnetic flux density is "theoretically zero"; each coil was placed within two separate incubators (one for exposure, one for sham exposure) at a temperature of 37°C and an atmosphere of 95% air/5% CO2and 100% relative humidity.
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 24, 48 oder 72 Stunden
Zusatzinfo Experiment 3
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,01 mT - gemessen - -
magnetische Flussdichte 0,1 mT - gemessen - -
magnetische Flussdichte 2 mT - gemessen - -

Referenzartikel

  • Iorio R et al. (2013): ELF-MF transiently increases skeletal myoblast migration: possible role of calpain system.
  • Kirschvink JL (1992): Uniform magnetic fields and double-wrapped coil systems: improved techniques for the design of bioelectromagnetic experiments.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Im ersten Experiment wurden keine signifikanten Unterschiede in der Zellproliferation und der Zelllebensfähigkeit zwischen den exponierten und den schein-exponierten Zellen gefunden. Vinblastin, Etoposid und Resveratrol hemmten die Proliferation der Zellen. Allerdings wurde diese Wirkung nicht durch die Magnetfeld-Exposition beeinflusst.
Das zweite Experiment zeigte, dass Quercetin die Proliferation hemmte. Allerdings wurde diese Wirkung durch eine Magnetfeld-Exposition abgeschwächt: In Zellkulturen mit Quercetin, die für 48 oder 72 Stunden bei einem Magnetfeld exponiert wurden, war im Vergleich zu schein-exponierten Zellkulturen mit Quercetin die Zelllebensfähigkeit signifikant erhöht und waren die Anzahl an apoptotischen Zellen (auch nach 24 Stunden und wie Experiment 3 zeigte auch bei magnetischen Flussdichten von 0,01 mT und 0,1 mT, aber nicht 2 mT) und die Enzymaktivität der Caspase-3 signifikant erniedrigt. Außerdem waren bei den 48 Stunden-exponierten Zellen mit Quercetin verglichen mit den schein-exponierten Zellen mit Quercetin die Anzahl der Zellen in der G1-Phase und der S-Phase signifikant erhöht und die Anzahl der Zellen in der G2-Phase/Mitose signifikant erniedrigt. Die gleichzeitige Exposition bei einem Magnetfeld für 24 Stunden und Quercetin erhöhte im Vergleich zu den anderen Gruppen die Proteinexpression von Bcl-2 und verhinderte die durch Quercetin hervorgerufene Runterregulierung von Mcl-1 und Bcl-xL. Im Vergleich zur Kontrolle war nach 48 Stunden Exposition und nach 72 Stunden Exposition mit Quercetin die Proteinexpression von Hsp70 signifikant erhöht. Es wurden keine signifikanten Unterschiede im Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies gefunden.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass extrem niederfrequente Magnetfelder die durch Quercetin hervorgerufene Apoptose in K562-Zellen verhindern könnten. Somit könnten diese Magnetfelder negative Folgen für die Anti-Tumor-Behandlung haben.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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