Tumorpromotions-relevante Wirkungen niedrigfrequenter Magnetfelder
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Niedrigfrequente (50 oder 60 Hertz) Magnetfelder (MF), wie sie bei der Erzeugung, Verbreitung und Verwendung von elektrischem Strom entstehen, stehen aufgrund einer Vielzahl epidemiologischer Untersuchungen im Verdacht, das Risiko einiger Krebsarten (z.B. Leukämien und Brustkrebs) zu erhöhen. Tierexperimentelle Untersuchungen der Arbeitsgmppe Löscher zeigten, dass eine mehrmonatige Exposition in einem 50 Hertz MF das Tumorwachstum in einem Brustkrebsmodell (DMBA-Modell) an weiblichen Sprague-Dawley (SD) Ratten dosisabhängig beschleunigt. Die Mechanismen dieses Effektes niedrigfrequenter MF wurden im Rahmen des Projekts in tierexperimentellen In-vivo- und Ex-vivo-Ansätzen untersucht. Durch einen Vergleich verschiedener Sublinien von SD-Ratten konnte gezeigt werden, dass es eine Korrelation zwischen MF-induzierter Erhöhung der Proliferation epithelialer Stammzellen der Brustdrüse und dem tumorpromovierenden bzw. kokarzinogenen Effekt von MF im DMBA-Modell gibt. Zudem zeigten die Untersuchungen, dass es eine genetisch fixierte Empfindlichkeit für die kokarzinogene Wirkung von MF gibt. Die von uns erstmals beschriebenen Unterschiede in der MF-Empfindlichkeit verschiedener SD-Sublinien erklären die scheinbar widersprüchlichen Befunde verschiedener Arbeitsgruppen zu MF-Effekten im DMBA-Modell. In einer weiteren Serie von Untersuchungen verglichen wir die MF-Empfindlichkeit von Ratten-Inzuchtlinien und identifierten den Fischer 344-Inzuchtstamm als MF-sensitiv und Lewis-Ratten als MF-insensitiv. Der Vergleich der MF-Effekte aufdie Genexpression der beiden Rattenstämme identifizierte das Enzym Amylase als am stärksten durch MF-Exposition in der Brustdrüse von Fischer 344-Ratten regulierte Gen, während MF-Exposition bei Lewis-Ratten keinen Effekt auf die Amylase-Expression hatte. Amylasen kommen in vielen Geweben des Körpers vor und haben neben ihrer Rolle im Abbau von Polysacchariden möglicherweise eine onkostatische Wirkung auf das Tumorwachstum. In biochemischen und funktionellen Untersuchungen konnten wir zeigen, dass (1) Amylase eine anfiproliferative Wirkung auf Epithelzellen der Brustdrüse hat, und dieser Effekt bei Lewis-Ratten ausgeprägter ist als bei Fischer 344-Ratten, und (2) das durch MF-Exposition erhöhte Zellwachstum bei Fischer 344-Ratten im Gegensatz zu Lewis-Ratten nicht durch Amylase gegenreguliert wird. Damit konnten wir einen Mechanismus identifizieren, der die unterschiedliche MF-Empfindlichkeit verschiedener Rattenstämme (mit)erklären und einen wesentlichen Wirkungsmechanismus der tumorpromovierenden Wirkung einer MF-Exposition darstellen könnte.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Alterations in ornithine decarboxylase activity in the rat mammary gland after different periods of 50 Hertz magnetic field exposure. Bioelectromagnetics 20:338-346, 1999
Mevissen, M., M. Häußler, and W. Löscher
- Exposure of rats to a 50-Hz, 100 mTesla magnetic field does not affect the ex vivo production of interleukins by activated T or B lymphocytes. Bioelectromagnetics 20:295-305, 1999
Häußler, M., S. Thun-Battersby, M. Mevissen, and W. Löscher
- Exposure of Sprague-Dawley rats to a 50-Hertz, 100-mTesla magnetic field for 27 weeks facilitates mammary tumorigenesis in the 7,12-dimethylbenz[a]anthracene model of breast cancer. Cancer Res. 59:3627-3633, 1999
Thun-Battersby, S., M. Mevissen, and W. Löscher
- Lymphocyte subset analyses in blood, spleen and lymph nodes of female Sprague-Dawley rats after short or prolonged exposure to a 50 Hz 100-mT magnetic field. Radiat Res. 152:436-443, 1999
Thun-Battersby, S., J. Westermann, and W. Löscher
- Magnetic fields and breast cancer: experimental in vivo studies on the melatonin hypothesis. In: Electricity and magnetism in biology and medicine, ed. F. Bersani Plenum Press, New York, pp. 63-65, 1999
Löscher, W., M. Mevissen, and M. Häußler
- Effects of 50 or 60 Hertz, 100 mT magnetic field exposure in the DMBA mamary cancer model in Sprague-Dawley rats: possible explanations for different results from two laboratories. Environ. Health Perspect. 108:797-802, 2000
Anderson, L.E., J.E. Morris, L.B. Sasser, and W. Löscher
- Do cocarcinogenic effects of ELF electromagnetic fields require repeated long-term interaction with carcinogens? Characteristics of positive studies using the DMBA breast cancer model in rats. Bioelectromagnetics 22:603-614, 2001
Löscher, W.
- Magnetic field exposure increases cell proliferation but does not affect melatonin levels in the mammary gland of female Sprague Dawley rats. Cancer Res. 62:1356-63, 2002
Fedrowitz, M., J. Westermann, and W. Löscher
- Potential risks of magnetic fields: Experimental studies on teratogenicity and carcinogenicity of static and extremely low frequency magnetic fields. In: Magnetotherapy: Potential therapeutic benefits and adverse effects, M.J. McLean, S. Engström, and Holcomb, R.R., eds., pp. 41-56, The Floating Gallery Press, New York, 2003
Löscher, W.
- Significant differences in the effects of magnetic field exposure on 7,12-dimethylbenz(a)anthracene-induced mammary carcinogenesis in two substrains of Sprague-Dawley rats. Cancer Res. 64, 243-251, 2004
Fedrowitz, M., K, Kamino, and W. Löscher
- Power-frequency magnetic fields increase cell proliferation in the manmary gland of female Fischer 344 rats but not various other rat strains or substrains. Oncology, 69, 486-498, 2005
Fedrowitz, M. and W. Löscher
- Exposure of Fischer 344 rats to a weak power frequency magnetic field facilitates mammary tumorigenesis in the DMBA model of breast cancer. Carcinogenesis, 29, 186-193, 2008
Fedrowitz, M. and W. Löscher
