Wirkung von Mobilfunksignal-Feldern auf die epigenetische Veränderung im Hippocampus der Wistar-Ratte.

Die Forscher untersuchten die epigenetische Modulation (DNA- und Histon-Methylierung) durch Mobilfunkstrahlung verschiedener Frequenzen und Einwirkzeiten im Hippocampus von männlichen Wistar-Ratten. Im Hippocampus wird lernen, erinnern und räumliche Navigation verarbeitet. Der hohe Gehalt an ungesättigten Fettsäuren und hohe Stoffwechselraten machen die Nervenzellen anfälliger gegen Schädigungen der Moleküle durch verschiedene Arten von Umweltstress oder oxidativen Stress als andere Zellen. Da das Mobiltelefon nah am Kopf betrieben wird, ist das Zentrale Nervensystem besonders von der Strahlung betroffen. Oxidativer Stress kann u. a. epigenetische Veränderungen auslösen mit der Folge von kognitiven Fehlfunktionen. Epigenetische Änderungen durch Methylierung (u.a.) sind Schlüsselregulatoren der Genexpression ohne dass die Gene verändert werden. Epigenetische Regulation ermöglicht es dem Organismus, sich durch Steuerung der Genaktivität an veränderte Bedingungen anzupassen. Zwei Enzyme spielen eine wichtige Rolle bei der DNA- bzw. Histon-Methylierung. Gestörte Methylierung von DNA und Histonen kann zu verschiedenen krankhaften Veränderungen führen, dazu gehören Krebs, Entwicklungsstörungen und verminderte Hirnfunktionen. Die DNA-Methyl-Transferase 1 (DNMT1) überträgt eine Methyl-Gruppe auf ein Cytosin in der genomischen DNA und hält die Methylierung aufrecht. Die Euchromatische Histon-Methyltransferase 1 (EHMT1) methyliert ein Lysin-9 von Histon3 (H3K9), wodurch die Chromatinstruktur verändert und die Transkription verhindert wird.

Da die steigende künstliche elektromagnetische Strahlung die menschliche Gesundheit bedroht, ist es Zeit, den Eingriff auf genetischer und epigenetischer Ebene zu bestimmen. Bisher gibt es keine Studien zu epigenetischen Einflüssen der Strahlung oder die Wirkung auf die oben erwähnten DNA- und Histonmethylierungsenzyme. Diese Wissenslücke sollte mit diesen Experimenten geschlossen werden. Ermittelt wurden der Prozentsatz der Methylierung von DNA und Histonen und die Expression der beiden entsprechenden Enzyme im Hippocampus nach Bestrahlung mit verschiedenen Mobilfunkfrequenzen. Die Überlegung war, dass die Strahlung epigenetische Veränderungen über die Methylierung hervorruft, was die Chromatinstruktur und die Bindungsstelle für Transkriptionsfaktoren an der DNA stört. Dies könnte ein Faktor für Krebsentstehung sein und für Beeinträchtigung von Fortpflanzung, Entwicklung und Beeinträchtigung der Hirnleistung.

96 männliche Wistar-Ratten wurden in 12 Gruppen geteilt: scheinbestrahlte Kontrolle, Bestrahlung mit 900, 1800 und 2450 MHz, davon jeweils Bestrahlungszeiten von 1, 3 oder 6 Monaten. Die SAR-Werte betrugen 5,84 × 10(-4) W/kg, 5,94 × 10(-4) W/kg and 6,4 × 10(-4) W/kg bei 1 mW für 2 Stunden pro Tag. Die Tiere befanden sich 1 m entfernt von der Strahlungsquelle und erhielten Ganzkörperbestrahlung. Im Hippocampus wurde die Expression der beiden Enzyme DNMT1 und EHMT1 bestimmt sowie die Methylierung der genomischen DNA und der Histone H3K9. Es wurden 3-fach-Ansätze, positive und negative Kontrollen durchgeführt.

Die Genexpression von DNA-Methyltransferase 1 (DNMT1) und der euchromatischen Histon-Methyltransferase 1 (EHMT1) wurden mit 2 Methoden bestimmt. Die Expression des DNMT-1-Gens war nach Bestrahlung vermindert, die EHMT1 signifikant erhöht im Vergleich zu den scheinbestrahlten Kontrollen. Bei allen Experimenten zeigten die Ergebnisse eine dosis- und frequenzabhängige Erhöhung bzw. Verminderung der Werte.

EHMT 1 war umso höher, je höher die Frequenz war, nämlich nach 1 Monat 1,17-fach bei 900 MHz, 1,29-fach bei 1800 MHz und 1,63-fach bei 2450 MHz gegenüber der Kontrollgruppe. Im Vergleich mit 900 MHz waren die Werte für 1800 und 2450 MHz auch signifikant erhöht. 3 Monate nach Bestrahlung zeigte sich signifikante Hochregulation von EHMT1-mRNA: Die Genexpression stieg signifikant 1,32-fach bei 900 MHz, 1,40-fach bei 1800 MHz und 1,70-fach bei 2450 MHz gegenüber der Kontrolle an. Die mRNA-Werte waren nach 6 Monaten Bestrahlung 1,6-fach bei 900 MHz, 1,75-fach bei 1800 MHz und 2,32-fach bei 2450 MHz erhöht. Die DNA-Expression von EHMT1 war ebenfalls signifikant erhöht.

Die Expression der DNMT1-mRNA war nach 1 Monat 0,7-fach bei 900 MHz, 0,57-fach bei 1800 MHz und 0,39-fach bei 2450 MHz herunterreguliert, das ist signifikant verschieden bei 900 und 1800 MHz gegenüber 2450 MHz. Die Genexpression nahm mit steigender Frequenz ab, 0,67-fach bei 900 MHz, 0,53-fach bei 1800 MHz und 0,37-fach bei 2450 MHz. Nach 3 Monaten waren die Werte der Genexpression niedriger, signifikant beim Vergleich 900 und 2450 MHz. Nach 6 Monaten ergaben sich noch niedrigere Werte: 0,56-fach bei 900 MHz, 0,49-fach bei 1800 MHz und 0,30-fach bei 2450 MHz gegenüber der Kontrolle; signifikant waren die Unterschiede bei 900 und 1800 MHz gegenüber 2450 MHz. Die Expression des Dnmt1-Gens war signifikant niedriger bei allen Gruppen als bei der Kontrollgruppe.

Der Prozentsatz der Histon-Methylierung (H3K9) stieg bei allen Zeiten mit steigender Frequenz an. Nach 1 Monat ergaben sich bei der Kontrolle 4,15 %, bei 900 MHz 4,90 %, bei 1800 MHz 6,43 % und bei 2450 MHz 7,4 %. Alle Gruppen unterschieden sich signifikant, außer 1800 und 2450 MHz. Nach 3 Monaten betrug der Prozentsatz des methylierten Histon-Proteins 5,29 % bei der Kontrolle, 7,70 % bei 900 MHz, 8,79 % bei 1800 MHz und 9,38 % bei 2450 MHz. Alle Werte waren signifikant verschieden außer bei 1800 MHz gegenüber 2450 MHz. Nach 6 Monaten ergaben sich Werte von 5,69 % bei der Kontrollgruppe, 8,67 % bei 900 MHz, 9,58 % bei 1800 MHz und 10,38 % bei 2450 MHz. Hier waren die Unterschiede signifikant bei allen 3 Frequenzen gegenüber Kontrollgruppe, nicht-signifikant waren 900 MHz gegenüber 1800 und 2450 MHz sowie 1800 gegenüber 2450 MHz.

Die Methylierung des Cytosinrestes der DNA betrifft die Regulation der Genexpression. Nach 1 Monat Bestrahlung hatte der Prozentsatz der Methylierung abgenommen, je höher die Frequenz desto stärker die Abnahme (17,23 %, 16,81 %, 15,04 % und 12,96 % bei Kontrolle, 900, 1800 und 2450 MHz; signifikant nur für Kontrolle und 90 0MHz zu 2450 MHz). Nach 3 Monaten war die Reduktion stärker (13,91 % in Kontrolle, 12,69 % bei 900 MHz, 12,58 % bei 1800 MHz und 10,48 % bei 2450 MHz; signifikant für Kontrolle zu 2450 MHz, 900 und 1800 MHz zu 2450 MHz) und nach 6 Monaten noch stärker (12,21 %, 11,27 % bei 900 MHz, 8,92 % bei 1800 MHz und 5,35 % bei 2450 MHz; signifikant für Kontrolle zu 1800 und 2450 MHz sowie 900 und 1800 MHz zu 2450 MHz).

Alle untersuchten Parameter im Hippocampus wurden durch die Bestrahlung mit Mobilfunkfrequenzen von 900, 1800 und 2450 MHz epigenetisch frequenz- und dosisabhängig verändert. Es kam zu signifikantem Anstieg der Histon (H3K9)-Methylierung, signifikanter Abnahme der DNA-Methylierung und signifikanter Änderungen auf der Ebene von Transkription und Translation. Zusammengefasst ist festzustellen, dass Mobilfunkstrahlung von 900, 1800 und 2450 MHz über Zeiträume von 1, 3 und 6 Monaten eine starke Methylierung der Histone (H3K9) hervorruft, durch Hochregulation des Enzyms Euchromatische Histon-Methyltransferase 1. Dagegen wird die DNA (5-Mc) vermindert methyliert durch die DNA-Methyltransferase 1, mit steigender Frequenz und Bestrahlungsdauer. Höhere Frequenz heißt höhere Energie, d. h. 1800 MHz hat eine schädlichere Wirkung als 900 MHz und ist weniger schädlich als 2450 MHz. Dies spiegelt sich in den Ergebnissen dieser Experimente bei epigenetischer Modulation, Gen- und Proteinexpression in Ratten wieder. Die größten Auswirkungen gab es bei 2450 MHz nach 6 Monaten Bestrahlung. Die Ergebnisse können Hinweise auf Beeinträchtigung der Hirnleistung geben. Die Daten können zur Bestimmung des Gesundheitsrisikos der Mobilfunkstrahlung und für die Festlegung von Richtlinien für die Politik dienen. (IW)