Es sollte untersucht werden, ob ein 50 Hz-Magnetfeld epigenetische Prozesse, besonders die Expression von miRNA 34b und 34c, bei menschlichen Neuroblastom-Zellen und primären kortikalen Zellen der Maus in vitro beeinflusst.
Extrem niederfrequente Magnetfelder wurden mit der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht (siehe auch "Infotext über neurodegenerative Erkrankungen" im EMF-Portal).
MicroRNAs (miRNA) sind kleine, nicht-kodierende RNA-Moleküle, welche eine kritische Rolle in der Genregulation spielen. Um zu untersuchen, ob diese miRNAs molekulare Veränderungen hervorrufen, wurden teilweise imitierende Moleküle zu den Zellen hinzugegeben (miR-34b/c imitierende Moleküle).
Die menschlichen Neuroblastom-Zellen wurden während der Proliferation und in einem post-mitotischen Stadium untersucht.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 4-72 Stunden
|
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Exposition 2:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 4-72 Stunden
|
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| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 4-72 Stunden |
| Zusatzinfo | menschliche Neuroblastom-Zellen |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Kammer | Exposition/Schein-Exposition in 60 mm Petrischalen |
| Aufbau | Expositions-System bestand aus zwei Paaren an rechteckigen Spulen (2 Spulen für jedes Sub-System, koaxial in einer Helmholtz-Konfiguration angeordnet); zwei Systeme wurden zeitgleich für die Exposition und die Schein-Exposition genutzt, um eine Verblindung zu garantieren; Strom betrug für die gewünschte magnetische Flussdichte 3,4 A; Homogenität des Feldes betrug 95%; Temperatur wurde kontrolliert und konstant bei 37°C ± 0,2°C gehalten |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Zusatzinfo | Für die Schein-Exposition wurde eine doppel-Spulen-Konfiguration genutzt, in welcher der Strom jeweils in entgegengesetzter Richtung floss und das Feld sich somit aufhob; Hintergrund-Magnetfelder des Inkubators betrugen 0,3 µT |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | gemessen | - | - |
| Kammer | Exposition/Schein-Exposition in 24 Wellplatten |
|---|---|
| Aufbau | identisch mit Exposition 1 |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Zusatzinfo | identisch mit Exposition 1 |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | - | - | - |
Die Expression der miRNAs miR-34b/c war in exponierten proliferierenden und post-mitotischen Neuroblastom-Zellen sowie in primären kortikalen Neuronen im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant verringert. Außerdem war die Expression von btg4 in exponierten Neuroblastom-Zellen, jedoch nicht in primären kortikalen Neuronen, verglichen mit der Schein-Exposition verringert. Die beobachteten miRNA-Veränderungen beruhten nicht auf p53, da keine Veränderungen der p53-Expression gefunden wurden, die mit den miRNA-Veränderungen korrelierten. Allerdings war die DNA-Methylierung innerhalb des miRNA-34b/c-Promotors von exponierten Neuroblastom-Zellen im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht.
Die Gehalte an Superoxid und Wasserstoffperoxid waren in exponierten Neuroblastom-Zellen mit miR-Imitaten von 34b/c im Vergleich zu exponierten Zellen ohne diese Molekül-Imitate signifikant verringert. Darüber hinaus war die mitochondriale Integrität bei 24 und 72 h exponierten Neuroblastom-Zellen verglichen mit schein-exponierten Zellen signifikant verringert. Diese Wirkung ließ sich teilweise durch die Hinzugabe von miR-34b-Imitat-Molekülen umkehren.
Die Magnetfeld-Exposition von Neuroblastom-Zellen für 48 h führte im Vergleich zur Schein-Exposition zu einer signifikanten Hochregulierung der Gen- und Proteinexpression von α-Synuclein, was auch unter dem Mikroskop bestätigt wurde. Eine Hinzugabe von miR-34c/b-Imitat führte zu einer signifikanten Abnahme in der mRNA-Expression von α-Synuclein bei exponierten Neuroblastom-Zellen und zu einer signifikanten Zunahme bei schein-exponierten Zellen (verglichen mit den exponierten/schein-exponierten Zellen ohne miR-34c-Imitat).
Die Autoren schlussfolgern, dass die Exposition bei 50 Hz-Magnetfeldern epigenetische und biochemische Veränderungen in Neuroblastom-Zellen und primären kortikalen Neuronen der Maus hervorrufen könnte, was auf eine pathogene Rolle dieser Felder bei der Degeneration von Neuronen schließen lassen könnte.
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