Medizinisch/biologische Studie (experimentelle Studie)

Signal transduction of the melatonin receptor MT1 is disrupted in breast cancer cells by electromagnetic fields. med./biol.

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Ziel der Studie (lt. Autor)
Es sollte die Wirkung elektromagnetischer Felder auf die anti-proliferativen Wirkung von Melatonin in Brustkrebs-Zelllinien (Melatonin unterdrückt die Zellproliferation von Brustkrebs-Zellen) analysiert werden, die verschiedene Mengen des Melatonin-Rezeptors MT1 exprimieren.
Um den zugrundeliegenden Mechanismus dieser Wirkung zu klären, wurden die Regulierung der Transkription des Brustkrebs-Suszeptibilitätsgens BRCA-1 und die Expression einer Reihe Östrogen-regulierter Gene bei Vorhandensein von Melatonin analysiert, entweder in schein-exponierten Zellen oder in Zellen, die bei 1,2 µT eines elektromagnetischen 50 Hz-Feldes exponiert wurden.
Hintergrund/weitere Details:
Die Aktivierung des Melatonin-Rezeptors (MT1) durch Melatonin führt im weiteren Verlauf der Signaltransduktion zu einer verringerten Phosphorylierung des CREB (cAMP response element-binding protein). Zusätzlich hängt die Wirkung von Melatonin auf Brustkrebs-Zellen vom Vorhandensein von Östrogen-Rezeptoren ab, da das Wachstum von Östrogen-Rezeptor-negativen Brustkrebs-Zellen nicht durch Melatonin gehemmt wird. Das Wachstum von Östrogen-Rezeptor-positiven Brustkrebs-Zellen wird dagegen durch Melatonin gehemmt, und es kam die Sorge auf, dass elektromagnetische Felder der Netzfrequenzen und im Mikrowellen-Bereich die Wirksamkeit von Melatonin auf Brustkrebs-Zellen verringern.
Die Zellkulturen wurden mit Östradiol stimuliert und zusätzlich mit Melatonin behandelt.

Endpunkt

• Zellfunktionen: Signaltransduktion des Melatonin-Rezeptors MT1 in Brustkrebs-Zellen

Exposition/Befeldung
Allgemeine Kategorie: magnetisches Feld, 50/60 Hz (Wechselstrom)

Feldeigenschaften	Parameter
50 Hz Expositionsdauer: kontinuierlich für 48 h	magnetische Flussdichte: 1,2 µT

Exponiertes System:
intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
MCF-7 (Brustkrebs-Zelllinie, parentale Zellen und Zellen, die mit dem MT1-Gen (für den Membran-gebundenen Melatonin-Rezeptor) transfiziert wurden)

Methoden
Endpunkt/Messparameter/Methodik

• molekulare Biosynthese: Expression von vier Östrogen-reaktiven Genen (BRCA-1, p53, p21^WAF und c-myc; RT-PCR und densitometrische Bewertung)
• Zellfunktionen: Bindung des cAMP response element-binding protein (CREB) an eine Promotor-Sequenz des BRCA-1-Gens (Electrophoretic mobility shift assay)
• Zelllebensfähigkeit/Zellteilung/Zellproliferation: Zellproliferation (AlamarBlue-Färbung)

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)
In schein-exponierten Zellen wurde die Bindung des CREB an den Promotor des BRCA-1-Gens durch Östradiol erhöht und anschließend durch die Behandlung mit Melatonin verringert. In Zellen, die bei dem 1,2 µT elektromagnetischem Feld exponiert wurden, war die Bindung von CREB beinah komplett aufgehoben.
Die Genexpression der vier Östrogen-reaktiven Gene wurde durch die Östradiol-Stimulation erhöht und anschließend durch die Melatonin-Behandlung in beiden Zelllinien, mit Ausnahme von p53 in der transfizierten Zelllinie, vermindert, wodurch die antiöstrogene Wirkung von Melatonin (d.h. Abschwächung der Zellproliferation bei Östradiol-stimulierten Brustkrebs-Zellen) auf molekularer Ebene bewiesen wird. Im Gegensatz dazu war die Expression von p53 und c-myc in den Brustkrebs-Zellen, die mit MT1 transfiziert und bei 1,2 µT des elektromagnetischen 50 Hz-Feldes exponiert wurden, nach der Melatonin-Behandlung signifikant erhöht. Der p21^WAF-Anstieg war aber nicht signifikant.
Die Ergebnisse zeigen die negative Wirkung elektromagnetischer Felder auf die antiöstrogene Wirkung von Melatonin in Brustkrebs-Zellen (d.h. elektromagnetische Felder schwächen die anti-proliferative Wirkung von Melatonin in Östradiol-stimulierten Brustkrebs-Zellen wieder ab). Der Vergleich der beiden Zelllinien, die sich stark in der Expression von MT1 unterscheiden, deckte auf, dass die Abschwächung dieser Wirkungen von Östradiol durch Melatonin klar von der MT1-Expression abhängt.

(Studienmerkmale: medizinisch/biologische Studie, experimentelle Studie, Voll-/Hauptstudie)

Studie gefördert durch

• Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Federal Ministry of the Environment, Nature Conservation, and Nuclear Safety), Germany

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