Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Fifty-Hertz Magnetic Field Affects the Epigenetic Modulation of the miR-34b/c in Neuronal Cells. med./bio.

[Fünfzig Hertz-Magnetfelder beeinflussen die epigenetische Modulation der miR-34b/c in neuronalen Zellen].

Veröffentlicht in: Mol Neurobiol 2018; 55 (7): 5698-5714

Ziel der Studie (lt. Autor)

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.

Hintergrund/weitere Details

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.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 4-72 Stunden
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 4-72 Stunden
primäre kortikale Neuronen aus Mäusen

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 4-72 Stunden
Zusatzinfo menschliche Neuroblastom-Zellen
Expositionsaufbau
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
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 4-72 Stunden
Zusatzinfo primäre kortikale Neuronen aus Mäusen
Expositionsaufbau
Kammer Exposition/Schein-Exposition in 24 Wellplatten
Aufbau identisch mit Exposition 1
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo identisch mit Exposition 1
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -

Referenzartikel

  • Benassi B et al. (2016): Extremely low frequency magnetic field (ELF-MF) exposure sensitizes SH-SY5Y cells to the pro-Parkinson's disease toxin MPP+.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

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.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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