Elektromagnetisches 2,4 GHz-Feld beeinflusst die Reaktion des zirkadianen Oszillators in der Darmkrebs-Zelllinie DLD1 auf miR-34a-vermittelte Regulation.

Das zirkadiane System ist ein Netzwerk endogener Oszillatoren, die sowohl im Gehirn als auch in peripheren Geweben lokalisiert sind und eine korrekte Synchronisation des Organismus mit einem 24-h Rhythmus ermöglichen. Die Regulierung von Genen der zirkadianen Uhr unterliegt unter anderem der Interaktion der Uhrgen-mRNA mit kleinen nicht-kodierenden RNAs (miRNAs). Mi-RNAs sind mit der Herunterregulierung von Genen assoziiert. Zu den Faktoren, die das zirkadiane System synchronisieren, gehören der Hell-Dunkel-Rhythmus, Verfügbarkeit von Nahrung, Bewegung, Temperatur, aber auch elektromagnetische Felder. Künstliche elektromagnetische Felder nehmen stark zu, so hat beispielsweise die Intensität hochfrequenter elektromagnetischer Felder von 2017 bis 2020 um das 2,3-fache zugenommen, wobei WLAN den größten Anteil daran hat. Die Gene der zirkadianen Uhr (Uhrgene) können den Zellzyklus beeinflussen, und eine Deregulierung des zirkadianen Systems wurde mit der Entstehung von Krebs in Verbindung gebracht. Die vorliegende Studie untersucht, ob Hochfrequenz die miR-34a-vermittelte Regulierung von Uhrgenen in einer Darmkrebszelllinie (DLD1) in vitro beeinflussen und ob dies mit dem Wachstum der Krebszelllinie in Verbindung gebracht werden kann.

Die Studie wurde in vitro in der humanen Kolon-Adenokarzinom-Zelllinie DLD1 durchgeführt. Die Zellen wurden mit einem kommerziellen WLAN-Router (2426-2448 MHz, durchschnittliche Leistungsdichte 0,12 W/m² [6,6 V/m]) über 24 h befeldet bzw. schein-befeldet. Um die Auswirkungen der Hochfrequenz auf die miR-34a Mikro-RNA untersuchen zu können, wurden die Zellen entweder mit einem Imitat des reifen dominanten Strangs (m-m), einem Imitat des miR-34a-Vorläufers (pre-m) oder mit dem reifen dominanten Strang plus miR-34a-Inhibitor (m-m +i) transfiziert. Kontrollzellen wurden mit entsprechenden Negativkontrollen transfiziert (mNC). Die Wirkung der Hochfrequenz auf die Migration der Zellen wurde mit einem Kratz-Test durchgeführt. Außerdem wurde die Auswirkung auf den Stoffwechsel lebensfähiger, proliferierender Zellen mittels MTS-Test untersucht. Schließlich analysierten die Autoren die Expression der Uhr-Gene cry1, cry2, per2, clock und bmal1 sowie der Gene sirt1 und survivin auf mRNA-Ebene. (Sirt1 und survivin sind mit Überlebensfähigkeit von Zellen sowie onkogenem Potenzial assoziiert (Anm. d. Redaktion)).

Bei den schein-bestrahlten Zellen führte die miR-34a-Verabreichung zu einer signifikanten Verminderung von per2, bmal1, sirt1 und survivin. Die Befeldung der DLD1-Zellen führte zu einer Abschwächung bzw. dem Wegfall der miR-34a-Wirkung im Falle von per2 und survivin. Gleichzeitig wurde eine signifikante Steigerung der cry1-Expression bei Zellen festgestellt, die mit miR-34a und Hochfrequenz behandelt wurden. Diese Hochfrequenzwirkung spiegelte sich auch beim Kratz- bzw. MTS-Test wider. Die Zellmigration (Wundverschluss) und Stoffwechselintensität der Zellkulturen wurden durch die Verabreichung der miR-34a unter Kontrollbedingungen signifikant vermindert, während dieser Effekt nicht bei befeldeten Zellen beobachtet wurde. Zusätzlich wurden auch Hinweise auf einen signifikanten Einfluss der Hochfrequenz auf die cry2 Expression gefunden.

Die Daten der Wissenschaftler zeigen eine signifikante Veränderung der miR-34a-vermittelten Regulation von fünf der sieben untersuchten Zielgene durch die WLAN-Befeldung. Während die Uhrgene per2 und bmal1 im Kontext von Tumoren eher mit einer Tumorsuppression assoziiert sind, werden die Gene cry1 und survivin mit Tumorpromotion in Verbindung gebracht. Die WLAN-Befeldung steigerte die Kapazität der miR-34a, Uhrgene mit onkogenem Potenzial – cry1 und cry2 – zu bilden und schwächte die per2 und bmal1 vermittelte, tumorsuppressive Wirkung von miR-34a. Auch die hemmende Wirkung von miR-34a auf das anti-apoptive Gen survivin wurde durch die WLAN-Bestrahlung verhindert. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse darauf hin, dass WLAN die tumorunterdrückende Wirkung von miR-34a in eine neutrale bis leicht onkogene Wirkung verlagern kann. Die Analyse der Zellmigration bzw. der Stoffwechselintensität bestätige diese Annahme. Die WLAN-Wirkung wird jedoch zum größten Teil nur unter gleichzeitiger Verabreichung von miR-34a beobachtet. (RH)