Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Exposure to ELF magnetic field tuned to Zn inhibits growth of cancer cells med./bio.

[Exposition mit extrem niederfrequentem Magnetfeld, abgestimmt auf Zink, hemmt das Wachstum von Krebs-Zellen]

Von: Sarimov R, Markova E, Johansson F, Jenssen D, Belyaev IY
Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2005; 26 (8): 631-638
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Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen eines extrem niederfrequenten magnetischen Wechselfeldes, das auf Zn2+ (Zink-Ion) abgestimmt wurde, auf das Wachstum von Krebs-Zellen mit verschiedenen Zuständen für p53 untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Fast alle Enzyme enthalten Ionen, wie zum Beispiel Magnesium, Calcium und Zink, die wichtig für die Stabilität der Konformation dieser Proteine und ihre Enzymaktivität sind. Gemäß einiger Modelle beeinträchtigen extrem niederfrequente Magnetfelder die Zellen über einen Einfluss auf nicht-hydrierte Ionen innerhalb der Proteine, wenn die Parameter der Exposition auf diese Ionen abgestimmt werden (siehe Publikation 257 und Publikation 2404).
Ein möglicher Zn2+-enthaltender Zielpunkt für Magnetfelder ist das Protein p53. Die Bindung von Zn2+ durch p53 ist sowohl für die Konformations-Stabilität von p53 als auch für seine Sequenz-spezifische DNA-Bindung erforderlich. Die Entfernung von Zn2+ hebt die DNA-ortsspezifische Aktivität auf (und inaktiviert folglich funktionell p53).
Es wurde untersucht, ob die Modulation von Zn2+ durch extrem niederfrequente Magnetfelder, wie sie auf den IPR (ion parametric resonance model, see Publikation 2404)- und MPR (magnetic parametric resonance model, siehe Publikation 1176)-Modellen basieren, das Wachstum menschlicher Krebs-Zellen mit verschiedenen p53-Zuständen beeinträchtigen kann: Wildtyp, deletiert, mutiert.
Die Behandlung der Zellen mit PRIMA-1 ("p53 reactivation and induction of massive apoptosis"; stellt die DNA-Bindungsaktivität wieder her) und Röntgenstrahlen wurde als positive Kontrolle genutzt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 20 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 72 und 96 h
Exposition 2: 20 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 72 und 96 h

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 20 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 72 und 96 h
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer Each ELF exposure unit was based on three orthogonal pairs of Helmholtz-circular coils, which produced relatively homogeneous (5%) magnetic fields inside the working volume. The vertical coils were oriented in the north-south direction.
Aufbau Exposures and sham exposures were performed simultaneously, using two identical ELF exposure units. In each experiment,exposure and sham exposure of four 96-well plates were simultaneously performed in identical Helmholtz coils under the same temperature, humidity, CO2 concentration, DC magnetic field, and background ELF magnetic field.
Zusatzinfo Treatments of cells with PRIMA-1 and gamma-rays were used as positive controls.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 43 µT - gemessen - vertikal statisches Magnetfeld
magnetische Flussdichte 38,7 µT Spitzenwert gemessen - Vertikal magnetisches Wechselfeld
Zusätzliche Parameterdetails

The horizontal static magnetic field was zeroed.

Mess- und Berechnungsdetails

The intensities of static and alternating magnetic fields were measured by means of a magnetometer and with a one-dimensional microteslameter and controlled by means of measuring the currents and subsequent calculations of the magnetic fields.

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 20 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 72 und 96 h
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 43 µT - gemessen - vertikal statisches Magnetfeld
magnetische Flussdichte 77,4 µT Spitzenwert gemessen - Vertikal magnetisches Wechselfeld

Referenzartikel

  • Belyaev IY et al. (2001): Frequency-dependent effects of ELF magnetic field on chromatin conformation in Escherichia coli cells and human lymphocytes

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Nach Exposition bei dem extrem niederfrequenten Magnetfeld von 38.7 µT wurde eine Wachstums-Hemmung aufgedeckt. Die Hemmung der HeLA, VH10 und Saos-2-His-273-Zellen war statistisch signifikant. Nach der Exposition bei dem extrem niederfrequenten Magnetfeld von 77.4 µT wurden keinen konsistenten Wirkungen gefunden.
PRIMA-1 hemmte das Wachstum aller Zelllinien mit der stärksten Wirkung bei der mutierten p53-tragenenden Zelllinie H1299tTA-His175. Die Wirkungen der Röntgenstrahlen waren relativ schwach, was darauf hindeutet, dass der unter diesen Bedingungen verwendete Zellproliferations-Assay in dieser Untersuchung nicht sehr empfindlich gegenüber Apoptose war.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die extrem niederfrequente Magnetfeld-Exposition, die auf Zn2+ abgestimmt wurde (gemäß des IPR-Modells) das Wachstum von normalen und Krebs-Zellen hemmte. Es wurde keine klare Beziehung zwischen der aufgedeckten Wachstums-Hemmung und dem p53-Zustand gefunden.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch