@phdthesis{Glaeser2017,
  author    = {Gl{\"a}ser, Katharina},
  title     = {Einfluss hochfrequenter Felder des Mobilfunks auf das blutbildende System in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-145733},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Elektromagnetische Felder (EMF) sind in der Umwelt des Menschen allgegenw{\"a}rtig. Unter Verwendung unterschiedlicher Frequenzen bilden sie die Grundlage zahlreicher Technologien und begegnen uns im Alltag in einer Vielzahl von Anwendungen. Eine sehr wichtige Anwendung von EMF ist die mobile Kommunikation. Die hierf{\"u}r verwendeten Frequenzen liegen im hochfrequenten Bereich und variieren mit dem Mobilfunkstandard. Weit verbreitet ist die GSM- und UMTS-Modulation der zweiten (2G) und dritten Generation (3G). Zum neuesten Mobilfunkstandard z{\"a}hlt LTE (4G). Aus statistischen Daten geht hervor, dass derzeit weltweit mehr als sieben Milliarden Mobilfunk-Endger{\"a}te existieren. Die weitverbreitete und stetig ansteigende Verwendung dieser Technologien verdeutlicht, dass viele Menschen, darunter auch zunehmend Kinder und Jugendliche, regelm{\"a}ßig einer Exposition gegen{\"u}ber EMF ausgesetzt sind. Die wichtigste Expositionsquelle stellt dabei das Mobiltelefon dar, da sich in diesem Szenario die Quelle sehr nah am menschlichen K{\"o}rper befindet. In der Vergangenheit wurden zahlreiche in-vitro- und in-vivo-Untersuchungen sowie epidemiologische Studien durchgef{\"u}hrt, um potentielle, nicht-thermische Effekte von Mobilfunkstrahlung auf biologische Systeme beurteilen zu k{\"o}nnen. Ein vollst{\"a}ndiger Konsens konnte auf der Basis der erhaltenen Ergebnisse jedoch nicht erzielt werden, sodass weiterhin Bedenken zum sch{\"a}dlichen Potential dieser nichtionisierenden Strahlung bestehen. Insbesondere wurden Fragestellungen zu Langzeiteffekten sowie zu Effekten, die speziell bei Kindern eine besondere Rolle spielen, bisher nicht ausreichend adressiert. Kinder k{\"o}nnen empfindlicher auf Umwelteinfl{\"u}sse reagieren und sind im Vergleich zu Erwachsenen teilweise h{\"o}her gegen{\"u}ber EMF exponiert. Dies gilt vor allem f{\"u}r Kopfregionen, in denen sich das aktive, f{\"u}r die H{\"a}matopoese verantwortliche Knochenmark befindet. Vor diesem Hintergrund war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, den Einfluss von Mobilfunkstrahlung auf das humane blutbildende System zu untersuchen. Im Fokus standen dabei humane h{\"a}matopoetische Stammzellen, die mit Frequenzen der Mobilfunkstandards GSM (900 MHz), UMTS (1.950 MHz) und LTE (2.535 MHz) jeweils {\"u}ber einen kurzen (4 h) und einen langen (20 h) Zeitraum und mit unterschiedlichen Intensit{\"a}ten (0 W/kg, 0,5 W/kg, 1 W/kg, 2 W/kg und 4 W/kg) exponiert wurden. Vergleichende Experimente erfolgten mit Zellen der Promyelozyten-Zelllinie HL-60. M{\"o}gliche Effekte wurden mit den Endpunkten Apoptose, oxidativer Stress, Zellzyklus, DNA-Schaden und -Reparatur sowie Differenzierung und Epigenetik in Form von Histonacetylierung bewertet. In keinem der genannten Endpunkte konnten klare Effekte durch Mobilfunkstrahlung ausgemacht werden, weder f{\"u}r die h{\"a}matopoetischen Stammzellen, noch f{\"u}r die Zelllinie HL-60. Die einzige Ver{\"a}nderung wurde bei der Quantifizierung von DNA-Sch{\"a}den beobachtet. Hier zeigte sich nach der Kurzzeitexposition der Stammzellen mit der Modulation GSM eine kleine, aber statistisch signifikante Abnahme der DNA-Sch{\"a}den verglichen mit der Scheinexposition. Diese Beobachtung ließ sich in weiteren Replikaten jedoch nicht reproduzieren und wurde daher als nicht biologisch relevant eingestuft. Insgesamt konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass durch Mobilfunkstrahlung mit Frequenzen der verbreiteten Modulationen GSM, UMTS und LTE sowie SAR-Werten, die unterhalb und oberhalb des empfohlenen Sicherheitsstandards liegen und typischerweise bei Handytelefonaten auftreten, keine Effekte in Zellen des blutbildenden Systems unter den gegebenen Versuchsbedingungen induziert wurden. Ein besonderer Fokus lag hierbei auf der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Weiterhin wurden zum ersten Mal humane h{\"a}matopoetische Stammzellen f{\"u}r derartige Untersuchungen eingesetzt. Dies hat insofern eine besondere Bedeutung, als h{\"a}matopoetische Stammzellen aufgrund ihrer multipotenten Eigenschaften eine breitere Analyse mit Hinblick auf die Kanzerogenese und auf das Immunsystem erm{\"o}glichen. Um {\"u}ber die Mobilfunk-Untersuchungen hinaus die h{\"a}matopoetischen Stammzellen besser charakterisieren zu k{\"o}nnen, sowie die Sensitivit{\"a}t von Blutzellen mit unterschiedlichem Differenzierungsstatus zu analysieren, wurden sie anderen Zellen des blutbildenden Systems (undifferenzierte und differenzierte HL-60-Zellen und TK6-Zellen) gegen{\"u}bergestellt. Eine Behandlung der verschiedenen Zelltypen mit mutagenen Substanzen zeigte, dass sich die h{\"a}matopoetischen Stammzellen in den meisten der untersuchten Endpunkte von den Zelllinien unterschieden. Deutliche Abweichungen zeigten sich beim oxidativen Stress, der DNA-Reparatur und der Histonacetylierung; kein Unterschied konnte dagegen bei den DNA-Sch{\"a}den beobachtet werden. Eine erste Interpretation der erhaltenen Ergebnisse ist auf der Grundlage der unterschiedlichen Eigenschaften von Zellen mit abweichendem Differenzierungsstatus m{\"o}glich. Um jedoch eine eindeutige Aussage treffen zu k{\"o}nnen, m{\"u}ssten noch weitere Untersuchungen durchgef{\"u}hrt werden.},
  subject      = {Mobilfunk},
  language  = {de}
}
@article{IckrathWagnerScherzadetal.2017,
  author    = {Ickrath, Pascal and Wagner, Martin and Scherzad, Agmal and Gehrke, Thomas and Burghartz, Marc and Hagen, Rudolf and Radeloff, Katrin and Kleinsasser, Norbert and Hackenberg, Stephan},
  title     = {Time-Dependent Toxic and Genotoxic Effects of Zinc Oxide Nanoparticles after Long-Term and Repetitive Exposure to Human Mesenchymal Stem Cells},
  series = {International Journal of Environmental Research and Public Health},
  volume    = {14},
  journal   = {International Journal of Environmental Research and Public Health},
  number    = {12},
  doi       = {10.3390/ijerph14121590},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169932},
  pages     = {1590},
  year      = {2017},
  abstract  = {Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP) are widely spread in consumer products. Data about the toxicological characteristics of ZnO-NP is still under controversial discussion. The human skin is the most important organ concerning ZnO-NP exposure. Intact skin was demonstrated to be a sufficient barrier against NPs; however, defect skin may allow NP contact to proliferating cells. Within these cells, stem cells are the most important toxicological target for NPs. The aim of this study was to evaluate the genotoxic and cytotoxic effects of ZnO-NP at low-dose concentrations after long-term and repetitive exposure to human mesenchymal stem cells (hMSC). Cytotoxic effects of ZnO-NP were measured by the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay. Furthermore, genotoxicity was evaluated by the comet assay. For long-term observation over 6 weeks, transmission electron microscopy (TEM) was applied. The results of the study indicated cytotoxic effects of ZnO-NP beginning at high concentrations of 50 μg/mL and genotoxic effects in hMSC exposed to 1 and 10 μg/mL ZnO-NP. Repetitive exposure enhanced cyto- but not genotoxicity. Intracellular NP accumulation was observed up to 6 weeks. The results suggest cytotoxic and genotoxic potential of ZnO-NP. Even low doses of ZnO-NP may induce toxic effects as a result of repetitive exposure and long-term cellular accumulation. This data should be considered before using ZnO-NP on damaged skin.},
  language  = {en}
}
@article{ScherzadMeyerKleinsasseretal.2017,
  author    = {Scherzad, Agmal and Meyer, Till and Kleinsasser, Norbert and Hackenberg, Stephan},
  title     = {Molecular Mechanisms of Zinc Oxide Nanoparticle-Induced Genotoxicity Short Running Title: Genotoxicity of ZnO NPs},
  series = {Materials},
  volume    = {10},
  journal   = {Materials},
  number    = {12},
  doi       = {10.3390/ma10121427},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169948},
  pages     = {1427},
  year      = {2017},
  abstract  = {Background: Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) are among the most frequently applied nanomaterials in consumer products. Evidence exists regarding the cytotoxic effects of ZnO NPs in mammalian cells; however, knowledge about the potential genotoxicity of ZnO NPs is rare, and results presented in the current literature are inconsistent. Objectives: The aim of this review is to summarize the existing data regarding the DNA damage that ZnO NPs induce, and focus on the possible molecular mechanisms underlying genotoxic events. Methods: Electronic literature databases were systematically searched for studies that report on the genotoxicity of ZnO NPs. Results: Several methods and different endpoints demonstrate the genotoxic potential of ZnO NPs. Most publications describe in vitro assessments of the oxidative DNA damage triggered by dissoluted Zn2+ ions. Most genotoxicological investigations of ZnO NPs address acute exposure situations. Conclusion: Existing evidence indicates that ZnO NPs possibly have the potential to damage DNA. However, there is a lack of long-term exposure experiments that clarify the intracellular bioaccumulation of ZnO NPs and the possible mechanisms of DNA repair and cell survival.},
  language  = {en}
}