Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Power frequency magnetic fields induced reactive oxygen species-related autophagy in mouse embryonic fibroblasts. med./bio.

[Netzfrequenz-Magnetfelder verursachen Autophagie im Zusammenhang mit reaktiven Sauerstoffspezies in embryonalen Fibroblasten der Maus].

Veröffentlicht in: Int J Biochem Cell Biol 2014; 57: 108-114

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Auswirkungen von akuten in vitro-Expositionen von embryonalen Fibroblasten der Maus bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die Autophagie untersucht werden, da diese wichtig für die zelluläre Homöostase ist.

Hintergrund/weitere Details

Autophagie (auch Auto-Phagozytose genannt) bezeichnet den Prozess in Zellen, mit dem diese eigene Bestandteile abbauen und verwerten. Im vorliegenden Artikel wurde dabei nur die Makroautophagie untersucht. Dabei werden Zellbestandteile im ersten Schritt in einem sog. Autophagosom eingeschlossen und im zweiten Schritt fusioniert dieses mit einem Lysosom, was den Abbau initiert. LC3 ist ein ubiquitär in der Zelle vorkommendes Protein, welches sich bei autophagischen Prozessen als LC3-II in Autophagosomen konzentriert und dort mit abgebaut wird. Beide Formen sind Marker für Autophagie. Um sicher zu gehen, dass ein Anstieg der LC3-II-Konzentration tatsächlich einen Anstieg des autophagischen Umsatzes und nicht etwa einen Block der Fusion von Autophagosom und Lysosom bedeutet, wurden Versuche mit Chloroquin durchgeführt, welches die Fusion gezielt blockt und somit zu einer Erhöhung von LC3-II führt, ohne den autophagischen Umsatz zu erhöhen.
Rapamycin wurde als Positivkontrolle für Autophagie und für die Aktivität des mTOR (Zielstruktur des Rapamycins im Säugetier) -Signalweges genutzt. Phosphorylierte P70S6-Kinase ist ein direktes Substrat der mTOR-Aktivität und dessen Abnahme wird als üblicher Marker für mTOR-Aktivität verwendet. Positivkontrollen wurden in der Durchflusszytometrie und im TUNEL-Assay genutzt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 0,5, 2, 6, 12 und 24 Stunden

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 0,5, 2, 6, 12 und 24 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Expositionsraum 2 chambers were placed in one incubator with constant environmental conditions (37 °C, 5% CO2); each chamber was composed of a series of Helmholtz coils
Aufbau the connection of the coils in one chamber was in-phase to generate a magnetic field for exposure, whereas an opposite phase connection in the other chamber generated an offset magnetic field for sham exposure
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2 mT - - - -

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Obwohl zu allen Messzeitpunkten eine Zunahme an autophagischen Markern beobachtet wurde, konnte nur in den Messungen nach 6-stündiger Exposition ein signifikanter und konsistenter Nachweis eines Anstiegs der Autophagie im Western Blot, mit Konfokalmikroskopie und mittels Transmissions-Elektronenmikroskopie im Vergleich zur Schein-Exposition gemessen werden. Die Versuche mit Chloroquin bestätigten, dass der Anstieg tatsächlich durch einen erhöhten autophagischen Umsatz bedingt war. Der mTOR-Signalweg blieb dabei inaktiv. Im 6-Stunden-Ansatz wurde außerdem ein signifikant erhöhter Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies in der Exposition im Vergleich zur Schein-Exposition entdeckt. Es konnten keine Unterschiede hinsichtlich der Apoptose gefunden werden.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine 6-stündige in vitro-Exposition von embryonalen Fibroblasten der Maus bei einem 50 Hz-Magnetfeld eine signifikante Zunahme der Autophagie bewirkt, welche in Zusammenhang mit einer gleichzeitigen Zunahme an reaktiven Sauerstoffspezies stehen könnte und ohne eine Aktivierung des häufigen Autophagie-Signalweges mit mTOR funktioniert.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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