Einfluss elektromagnetischer Felder auf die Aktivität von MAP-Kinasen in Brustkrebszellen

Einleitung:

Elektromagnetische Felder werden als eine von vielen Ursachen für die erhöhte Inzidenz von Brustkrebserkrankungen angesehen, die in den westlichen Industrieländern seit Jahrzehnten beobachtet wird. In früheren Arbeiten konnten wir zeigen, dass in Brustkrebszellen, die einem starken elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt waren, die Koregulatoren der Östrogenrezeptoren, SRC-1, AIB1, N-Cor und SMRT, differentiell exprimiert werden. Des weiteren werden mehrere Gene des Plasminogen-Aktivator Systems in exponierten Brustkrebszellen hochreguliert und einige Metastase-Suppressor-Gene schwächer exprimiert. Um herauszufinden, über welche Signaltransduktionswege die Expression dieser differentiell exprimierten Gene reguliert wird, wurde die Aktivierung verschiedener Mitogen-aktivierter Proteinkinasen und Stress-aktivierter Proteinkinasen in Magnetfeld-exponierten Brustkrebszellen untersucht.

Methoden:

MCF-7 Brustkrebszellen wurden für 30' und 60' einem homogenen, elektromagnetischen 50Hz Wechselfeld von 1,2µT ausgesetzt. Die Proteine der exponierten Zellen und von Zellen, die nicht dem Magnetfeld ausgesetzt waren, wurden auf Western-Blots mit Antikörpern gegen die aktivierten, phosphorylierten Formen der Proteinkinasen analysiert.

Ergebnisse:

Die Aktivität der MAP-Kinase Erk1 steigt nach 60' im Magnetfeld auf über das Doppelte der Aktivität, die in den nicht-exponierten Kontrollzellen ermittelt wurde. Im Gegensatz dazu sinkt die Aktivität der MAP-Kinase Erk2 in der ersten Stunde der Exposition mit dem Magnetfeld leicht ab. Die Aktivität der Stress-aktivierten Proteinkinase, junK, sinkt in den ersten 30' der Exposition auf etwa die Hälfte ab und steigt dann nach 60' wieder auf den Wert der Aktivität in den Kontrollzellen. Die Stress-aktivierte p38-Kinase verändert in den ersten 60' der Exposition ihre Aktivität nicht.

Diskussion:

Die beiden Mitogen-aktivierten Proteinkinasen Erk1 und Erk2 werden durch das elektromagnetische Wechselfeld in entgegengesetzter Richtung beeinflusst. Diese Entkopplung der beiden MAP-Kinasen wurde bisher noch in keinem zellulären System beschrieben. Die beiden Stress-aktivierten Proteinkinasen, junK und p38, werden in vielen experimentellen Systemen durch niederenergetische physikalische Reize, wie UV-Licht und Hyperthermie, aktiviert. Im Gegensatz zu diesen Beobachtungen führt die ebenfalls zu den niederenergetischen physikalischen Einflüssen zählende Exposition mit elektromagnetischen Wechselfelder bei der junK sogar zu einer Abschwächung der Aktivität und die p38 Kinase bleibt von den Magnetfeldern unbeeinflusst. Sollte die Veränderung der Expression der Kofaktoren der Östrogenrezeptoren durch die erhöhte Erk1-Aktivität vermittelt werden, könnte diese durch spezifische Hemmstoffe von Erk1 verhindert werden. Mit solchen Hemmstoffen wäre es dann möglich, die Resistenzbildung gegen Tamoxifen zu verhindern.