Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Combined effects of 50 Hz magnetic field and magnetic nanoparticles on the proliferation and apoptosis of PC12 cells med./bio.

[Kombinierte Wirkungen eines 50 Hz-Magnetfelds und von magnetischen Nanopartikeln auf die Proliferation und Apoptose von PC12-Zellen]

Von: Jia HL, Wang C, Li Y, Lu Y, Wang PP, Pan WD, Song T

Veröffentlicht in: Biomed Environ Sci 2014; 27 (2): 97-105

PC12-Zellen wurden mit magnetischen Nanopartikeln (MNP-SiO₂; 0, 20 und 100 µg/ml) mit oder ohne Magnetfeld-Exposition für 48 h behandelt.

Exposition	Parameter
Exposition 1: 50 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 48 h	magnetische Flussdichte: 400 µT Effektivwert

Expositionsquelle	Spule(n) Solenoid
Kammer	cells were seeded in plates with 24 or 6 wells; plates were placed in a 5% CO₂ incubator at 37°C
Aufbau	double-wrapped coil system consisting of an alternating power source and two solenoid coils; each solenoid coil was composed of a core cylindrical tube of epoxy resins (inner diameter 200 mm, length 350 mm) and two subcoils with 160 turns each of enamel copper wire (diameter 2.06 mm); solenoid coils were placed into two CO₂ incubators; direction of the magnetic field was vertical
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
magnetische Flussdichte	400 µT	Effektivwert	-	-	-

geomagnetic field in the vertical, north-south, and west-east directions were determined as 32, 21, and 9 µT, respectively

Kirschvink JL (1992): Uniform magnetic fields and double-wrapped coil systems: improved techniques for the design of bioelectromagnetic experiments

Exponiertes System:

Untersuchtes System:

Untersuchungszeitpunkt:

Die magnetischen Nanopartikel verminderten die Zelllebensfähigkeit in einer Dosis-abhängigen Weise. Die Magnetfeld-Exposition reduzierte ebenfalls die Zelllebensfähigkeit mit zunehmenden Konzentrationen der magnetischen Nanopartikel. Die magnetischen Nanopartikel alleine verursachten keine Apoptose in den PC12-Zellen. Der Anteil an apoptotischen Zellen wurde jedoch unter Magnetfeld-Exposition und zunehmenden Nanopartikel-Dosen signifikant erhöht. Die magnetischen Nanopartikel könnten aufgenommen werden und dann eine leichte Veränderung der Zellmorphologie verursachen.
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass eine kombinierte Exposition aus Magnetfeldern und magnetischen Nanopartikeln zu einer beachtlichen Zytotoxizität und vermehrter Apoptose in PC12-Zellen führte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Magnetfeld-Exposition das Magnetfeld der magnetischen Nanopartikel verstärken könnte, was die biologischen Wirkungen extrem niederfrequenter Magnetfelder erhöhen könnte.

Studienmerkmale:

Grant DN et al. (2015): In vitro electromagnetic stimulation to enhance cell proliferation in extracellular matrix constructs with and without metallic nanoparticles
Choi YK et al. (2014): Stimulation of neural differentiation in human bone marrow mesenchymal stem cells by extremely low-frequency electromagnetic fields incorporated with MNPs
Binhi V (2008): Do naturally occurring magnetic nanoparticles in the human body mediate increased risk of childhood leukaemia with EMF exposure?