Autor(en):
Bertuccio MP*, Acri G, Ientile R, Caccamo D, Curro M.
* Department of Biomedical and Dental Sciences and Morpho-Functional Imaging, University of Messina, 98125 Messina.
Italien
Veröffentlicht in:
Biomedicines 2023; 11 (12): 3129
Veröffentlicht: 24.11.2023
auf EMF:data seit 15.05.2024
Weitere Veröffentlichungen: Studie gefördert durch:

University of Messina in respect of the European Union-FSE-REACT-EU, PON Research and Innovation 2014-2020 DM1062/2021.

Schlagwörter zu dieser Studie:
Mitochondrien  |  (Oxidative) Stress-Reaktion
Medizinische/biologische Studien
zur EMF:data Auswertung

Die Exposition bei 2,45 GHz elektromagnetischer Strahlung induzierte unterschiedliche Zell-Reaktionen in Neuronen-ähnlichen Zellen und mononukleären Zellen des peripheren Blutes.

The Exposure to 2.45 GHz Electromagnetic Radiation Induced Different Cell Responses in Neuron-like Cells and Peripheral Blood Mononuclear Cells.

Original Abstract

Electromagnetic radiation emitted by commonly used devices became an issue for public health because of their harmful effects. Notably, 2.45 GHz electromagnetic radiation exposure has been associated with DNA damage and alterations in the central nervous system. We here investigated the effects of 2.45 GHz electromagnetic radiation on cell redox status by using human SH-SY5Y neuroblastoma cells, which were differentiated to neuronal-like cells, and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), which were exposed to an antenna emitting 2.45 GHz electromagnetic radiation for 2, 24, and 48 h. We evaluated cell viability and mitochondrial activity alterations by measuring reactive oxygen species (ROS), mitochondrial transmembrane potential (ΔΨm), NAD+/NADH ratio, mitochondrial transcription factor A (mtTFA), and superoxide dismutase 1 (SOD1) gene transcript levels. We also investigated apoptosis and autophagy, evaluating B-cell lymphoma 2 (BCL2), BCL2-associated X protein (BAX), and microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3 (LC3) gene transcript levels. Cell viability was significantly reduced after 24–48 h of exposure to radiation. ROS levels significantly increased in radiation-exposed cells, compared with controls at all exposure times. ΔΨm values decreased after 2 and 24 h in exposed SH-SY5Y cells, while in PBMCs, values decreased soon after 2 h of exposure. Alterations were also found in the NAD+/NADH ratio, mtTFA, SOD1, LC3 gene expression, and BAX/BCL2 ratio. Our results showed that neuron-like cells are more prone to developing oxidative stress than PBMCs after 2.45 GHz electromagnetic radiation exposure, activating an early antioxidant defense response.

Keywords

electromagnetic radiation | oxidative stress | mitochondrial activity | neuronal-like cells | peripheral blood mononuclear cells

Exposition:

2450 MHz

EMF:data Auswertung

Einleitung

Eine Reihe von Studien, welche die Auswirkungen von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern auf die menschliche Gesundheit untersuchten, stellten Zusammenhänge zwischen Hochfrequenz und dem Auftreten verschiedener Krankheiten, wie Hirntumore, Kinderleukämie, männliche Unfruchtbarkeit und neurodegenerative Erkrankungen fest. Oxidativer Stress wird als ein Hauptfaktor angesehen, wie Hochfrequenz gesundheitsschädlich auf biologische Systeme wirken kann. Dementsprechend kann eine Hochfrequenzwirkung die Zunahme freier Radikale sein, welche Lipidperoxidation und die Beeinträchtigung antioxidativer Schutzmechanismen zur Folge hat. In Anbetracht der Korrelation zwischen Hochfrequenz und neurodegenerativen Erkrankungen entschieden sich die Autoren der vorliegenden Publikation neuronenähnliche SH-SY5Y-Zellen zu untersuchen. Außerdem wurden periphere mononukleäre Blutzellen (PBMC, z.B. Lymphozyten und Monozyten) analysiert, da das periphere Blut, aufgrund seiner exponierten Lage direkt unter der Haut, besonders von elektromagnetischen Feldern betroffen ist. Im Fokus der Studie lag die Auswirkung von 2,45-GHz-Befeldung auf die mitochondriale Funktionalität, da Mitochondrien eine Hauptquelle reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und gleichzeitig stark von deren schädlichen Wirkungen betroffen sind.

Quelle: ElektrosmogReport Mai 2024 | 30. Jahrgang, Nr. 2

Studiendesign und Durchführung

Die Wissenschaftler befeldeten sowohl die SH-SY5Y-Zelllinie als auch die PBMC-Zellen über 2h, 24h und 48h in vitro mit 2,45 GHz und 1,8 ± 0.05 V/m. Es wurde keine Veränderung der Probentemperatur gemessen. Die Kontrollen wurden scheinbefeldet. Im Anschluss wurde die Überlebensfähigkeit der Zellen (MTT-Assay), ROS (DCF-Assay), das mitochondriale Transmembranpotential (∆Ψm, Rhodamin 123) sowie das NAD+/NADH-Verhältnis bestimmt. Außerdem erfolgte eine Überprüfung der Transkription auf mRNA-Ebene der Gene mtTFA (Regulator der Menge mitochondrialer DNA), SOD1 (antioxidatives Schutzenzym Superoxid-Dismutase), LC3 (Autophagie-Marker) sowie BAX und BCL2 (Apoptose-Marker) mittels quantitativer „real-time“ PCR.

Ergebnisse

Die Wissenschaftler beobachteten eine zeitabhängige Verringerung der Lebensfähigkeit der exponierten Zellen im Vergleich zu den schein-befeldeten Kontrollen. Die Analyse der Autophagie- bzw. Apoptose-Marker zeigte eine Aktivierung des Autophagie-Signalweges in den PBMC, während bei den SH-SY5Y-Zellen pro-apoptotische Ereignisse beobachtet wurden. Die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies war zu allen drei Zeitpunkten signifikant erhöht, allerdings wurde über die Zeit ein rückläufiger Trend beobachtet. Das mitochondriale Potential war in beiden Zelltypen nach 2 und 24 h signifikant vermindert, nach 48 h jedoch nur noch in den PBMC. Auch das Verhältnis von NAD+/NADH nahm im Vergleich zu den schein-befeldeten Zellen ab, wobei nur nach 2 und 24 h signifikante Werte erzielt wurden. Die SOD1 Transkription war nach 48-stündiger Befeldung in den SH-SY5Y-Zellen signifikant verringert, bei dem PBMC wurde keine signifikante Veränderung festgestellt. Bei mtTFA wurde ein zunehmender Trend festgestellt, der bei PBMC nach 48 h und bei SH-SY5Y nach 24 h statistisch signifikante Werte erzielte. Nach 48 h war die Menge an mtTFA-Transkript in den SH-SY5Y-Zellen jedoch signifikant vermindert.

Schlussfolgerungen

Die Ergebnisse der Publikation weisen auf eine schädliche Wirkung der 2,45-GHz-Hochfrequenz bei einer niedrigen Feldstärke von 1,8 V/m hin. Die Abnahme der Zelllebensfähigkeit scheint bei den neuronenähnlichen SH-SY5Y-Zellen durch Apoptose, bei den PBMC, welche eine zentrale Rolle bei der Immunantwort spielen, durch Autophagie verursacht. Der abnehmende Trend der gesteigerten ROS-Produktion könnte durch eine kompensatorische Wirkung von antioxidativen Schutzmechanismen erklärt werden. Die damit einhergehende Beeinträchtigung des mitochondrialen Potentials sowie des NAD+/NADH-Stoffwechsels weisen auf eine Beeinträchtigung der Elektronentransportkette und des oxidativen Metabolismus hin. In Bezug auf die zwischen den Zelltypen unterschiedlichen Veränderungen der mtTFA und SOD1 Transkription verweisen die Autoren auf eine möglicherweise unterschiedliche Widerstandsfähigkeit der Zelltypen gegenüber den induzierten Stressfaktoren (oxidativer Stress, ∆Ψm). (RH)