Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Effects of 940 MHz EMF on bioluminescence and oxidative response of stable luciferase producing HEK cells med./bio.

[Wirkungen von 940 MHz EMF auf Biolumineszenz und oxidative Reaktion von stabilen Luziferase-produzierenden HEK-Zellen]

Von: Sefidbakht Y, Moosavi-Movahedi AA, Hosseinkhani S, Khodagholi F, Torkzadeh-Mahani M, Foolad F, Faraji-Dana R

Veröffentlicht in: Photochem Photobiol Sci 2014; 13 (7): 1082-1092

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Auswirkungen einer akuten Exposition transgener menschlicher embryonaler Nieren-Zellen bei einem 940 MHz elektromagnetischen Feld auf die Luziferase-Enzymaktivität und oxidativen Stress untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Menschliche embryonale Nieren-Zellen wurden mit dem Luziferase-Gen des Glühwürmchens transfiziert, da die Luziferase-Enzymaktivität ein sensibler Marker für zellulären Stress ist.
Die Zellen wurden entweder schein-exponiert oder für bis zu 90 Minuten bei dem elektromagnetischen Feld exponiert. Alle Ergebnisse repräsentieren Durchschnittswerte von 3 wiederholten Experimenten mit jeweils 3 Messungen.

Endpunkt

Zellfunktionen: Luziferase-Enzymaktivität und oxidativer Stress

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- 940 MHz
- Mobilfunk
- Mobiltelefon

Exposition	Parameter
Exposition 1: 940 MHz Expositionsdauer: kontinuierlich für bis zu 90 Minuten	SAR: 0,09 W/kg Mittelwert elektrische Feldstärke: 10 V/m Effektivwert (über Petrischale) Leistung: 1 W (Eingangs-Leistung)

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	940 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für bis zu 90 Minuten

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Wellenleiter
Kammer	cell monolayer inside a 35 mm petri dish
Aufbau	waveguide unit consisted of an aluminum box (60 x 17 x 17 cm) with one probe at each end generating the field; 4 discs (stubs) were used for impedance matching; reactangular waveguide was placed in an incubator and equipped with two fans working in opposite directions at both ends for temperature control (37 ± 0.3°C in incubator; temperature change in dishes was 0.07±0.03 °C (range 0.02-0.1°C) during exposure); field inhomogeneity was below 30%
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
SAR	0,09 W/kg	Mittelwert	berechnet	-	-
elektrische Feldstärke	10 V/m	Effektivwert	-	-	über Petrischale
Leistung	1 W	-	-	-	Eingangs-Leistung

Referenzartikel

Sefidbakht Y et al. (2013): Effects of 940 MHz EMF on Luciferase solution: structure, function, and dielectric studies

Exponiertes System:

intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
HEK 293T-Zellen (menschliche embryonale Nieren-Zellen) transfiziert mit Luziferase-Gen

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Zellfunktionen: Luziferase-Enzymaktivität (nach 15, 30, 45, 60 und 90 Minuten; Messung der Biolumineszenz)
Zelllebensfähigkeit/Zellteilung/Zellproliferation: Apoptose (nach 15, 30, 45, 60 und 90 Minuten; Enzymaktivität von Caspase-3 und -7; Biolumineszenz-Assay)
oxidativer Stress: Enzymaktivitäten von Superoxid-Dismutase und Katalase, Gehalt an reduziertem Glutathion, Lipidperoxidation (Gehalt an Malondialdehyd) (nach 15, 30, 45 und 60 Minuten; Spektrophotometrie); Gehalt reaktiver Sauerstoffspezies (nach 5, 15, 30 und 45 Minuten; Reaktion mit Dichlorfluorescein, Fluorophotometrie und Durchflusszytometrie)

Untersuchtes System:

isolierte biol./chemische Substanz (in vitro)
Zell-Lysat, Proteine

Untersuchungszeitpunkt:

während der Befeldung
nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Enzymaktivität der Luziferase war nach einer Exposition für 30 und 45 Minuten im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant verringert und nach 60 Minuten signifikant erhöht.
Der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies war nach einer Exposition für 15, 30 und 45 Minuten im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht. Die Enzymaktivität der Superoxid-Dismutase war nach einer Exposition für 30 und 45 Minuten im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht. Die Enzymaktivität der Katalase war nach einer Exposition für 15, 30, 45 und 60 Minuten im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht. Der Gehalt an reduziertem Glutathion war nach einer 45-minütigen Exposition im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht, wohingegen der Gehalt an Malondialdehyd nach 45 Minuten signifikant reduziert war.
Die Enzymaktivitäten der Caspase-3 und -7 waren nach einer Exposition für 45 und 90 Minuten, nicht aber nach 60 Minuten, signifikant erhöht, was keine eindeutigen Hinweise auf Apoptose lieferte.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine akute Exposition transgener menschlicher embryonaler Nieren-Zellen bei einem 940 MHz elektromagnetischen Feld oxidativen Stress hervorrufen könnte, der von einer anti-oxidativen Reaktion gefolgt wird. Dieser Prozess wird von der Enzymaktivität der Luziferase widergespiegelt.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

Centre of Excellence in Biothermodynamics, University of Tehran, Tehran, Iran
Iran National Science Foundation (INSF)
Iran Society of Biophysical Chemistry (ISOBC)
Iran's National Elites Foundation (INEF)
University of Tehran, Iran

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