Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Extremely low frequency magnetic field (ELF-MF) exposure sensitizes SH-SY5Y cells to the pro-Parkinson's disease toxin MPP+. med./bio.

[Extrem niederfrequente Magnetfeld (ELF-MF)-Exposition sensibilisiert SH-SY5Y-Zellen gegenüber dem Pro-Parkinson-Krankheits-Toxin MPP+].

Veröffentlicht in: Mol Neurobiol 2016; 53 (6): 4247-4260

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition menschlicher Neuroblastom-Zellen bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die Wirksamkeit des Pro-Parkinson-Krankheits-Toxins MPP+ untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Parkinson-Krankheit kann sowohl durch genetische als auch durch Umweltfaktoren, wie dem MPP+-Toxin, verursacht werden. MPP+ (1-Methyl-4-phenylpyridinium) erzeugt oxidativen Stress in dopaminergen Neuronen im Gehirn, was zur Apoptose und Neuronen-Verlust führt. Extrem niederfrequente Magnetfelder könnten ein möglicher (synergistischer) Umweltfaktor sein.
Die Neuroblastom-Zellen wurden entweder 24 Stunden vor der Exposition in einen dopaminergen Phänotyp differenziert oder im undifferenzierten Zustand belassen. Dann wurden sie für 6 h, 12 h, 24 h, 48 h oder 72 Stunden mit oder ohne Zusatz von Acetylcystein oder reduziertem Glutathion-Ethylester (beides Antioxidantien) bei dem Magnetfeld exponiert. Bei den MPP+-Tests wurde MPP+ nach 24 Stunden Exposition zugegeben (Konzentrationen von 0,1 - 5 mM im Medium) und die Zellen anschließend weitere 6 h oder 24 Stunden ohne Exposition inkubiert. Zur Untersuchung von Erholungseffekten wurde MPP+ nach 24 h in einem Ansatz entfernt und die Zellen wurden nach weiteren 24 Stunden Inkubation ohne Exposition untersucht. Für jede Expositions-Bedingung wurde eine separate Schein-Exposition durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 6, 12, 24, 48 oder 72 Stunden
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 24 Stunden
MPP+-Tests

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 6, 12, 24, 48 oder 72 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer 60 mm petri dishes in incubator
Aufbau two Helmholtz coils (side length of 38 cm, placed 12 cm apart, coil section was square with a side of 2 cm and composed of 25 cable turns, each cable was made of copper with two wires with a diameter of 2.5 mm) provided a homogeneous magnetic field; temperature in samples was maintained at 37 ± 0.2°C; applied current of coils was 3.4 A; petri dishes were positioned in two stacks of five dishes each (4 ml sample per dish), placed with their bottom layer parallel to the magnetic field direction
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo coil double wire configuration was used for sham exposure, to obtain a zero B-field, using currents flowing in opposite directions; temperature in sham exposure samples was maintained at 37 ± 0.2°C
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT Effektivwert gemessen - -
elektrische Feldstärke 0,5 mV/m Effektivwert berechnet - e:induced field within the culture samples d:induziertes Feld in den Zellkultur-Proben

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 24 Stunden
Zusatzinfo MPP+-Tests
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT Effektivwert gemessen - -
elektrische Feldstärke 0,5 mV/m Effektivwert berechnet - e:induced field within the culture samples d:induziertes Feld in den Zellkultur-Proben

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Exposition bei dem Magnetfeld allein hatte im Vergleich zur Schein-Exposition keine signifikante Wirkung auf die Zelllebensfähigkeit, Proliferation, Morphologie oder Apoptose. Jedoch war die Menge an reaktiven Sauerstoffspezies und Carbonyl-Proteine in exponierten Zellen im Vergleich zu schein-exponierten Zellen signifikant erhöht und die Menge an Thiolen signifikant reduziert.
Die Toxizität von MPP+ wurde, auch bei geringen Konzentrationen, durch die Exposition bei dem Magnetfeld erhöht. Bei exponierten Zellen, die mit MPP+ behandelt wurden, wurde im Vergleich zu schein-exponierten Zellen mit MPP+ eine signifikant verminderte Zelllebensfähigkeit und Proliferation sowie eine signifikant erhöhte Menge an reaktiven Sauerstoffspezies und Carbonyl-Proteinen sowie signifikant mehr apoptotische Zellen gefunden. Es wurden keine Erholungseffekte beobachtet.
Bei exponierten Zellen mit MPP+ wurde durch Zugabe der Antioxidationsmittel Acetylcystein oder Glutathion-Ethylester die Menge an reaktiven Sauerstoffspezies und die Apoptose im Vergleich zu exponierten Zellen mit MPP+ ohne diese Antioxidationsmittel signifikant reduziert.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition menschlicher Neuroblastom-Zellen bei einem 50 Hz-Magnetfeld oxidativen Stress hervorrufen und dadurch die Wirksamkeit des Pro-Parkinson-Krankheits-Toxins MPP+ verstärken könnte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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