RF alan in vitro maruziyet sistemi oluşturulması ve RF alanın beyin kanserine etkilerinin araştırılması
In vitro rf exposure system design and investigation the effect of RF fields on brain cancer
Yazar: MEHMET ZAHİD TÜYSÜZ
Danışman: PROF. DR. AYŞE GÜLNİHAL CANSEVEN KURŞUN
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Beyin neoplazmları = Brain neoplasms ; Cep telefonu = Mobile phone ; Glioblastoma = Glioblastoma ; Hücre kültürü = Cell culture ; Mikrodalgalar = Microwaves ; Radyofrekans = Radiofrequency

Özet:
Hızla gelişen ve yaygınlaşan kablosuz iletişim teknolojileri nedeniyle, insanların maruz kaldığı RF alan seviyesi güçlü şekilde artmaktadır. IARC tarafından, RF alanlar muhtemel karsinojen (Grup 2B) ilan edilmiştir. Buna rağmen, RF alanların hücre kültürleriyle etkileşimi ile ilgili deneysel veriler hem yetersizdir hem de çelişkili sonuçlar içermektedir. Literatürdeki bu çelişkili sonuçların nedeni olarak iyi tanımlanmamış maruziyet koşulları ve RF alan maruziyet sistemleri gösterilmektedir. Deneylerin kalitesini ve bulguların güvenilirliğini arttırmak amacıyla, in vitro RF alan maruziyet sisteminin tasarımı ve üretimi öncelikli hale gelmiştir. İn vitro RF alan maruziyet sisteminin tasarım ve optimizasyon aşamaları, FDTD tabanlı SEMCAD X üç boyutlu EM alan simülasyon programı yardımıyla bilgisayar ortamında gerçekleştirilmiştir. Tasarım aşamasının tamamlanmasıyla birlikte, in vitro RF alan maruziyet sisteminin üretimi gerçekleştirilmiştir. Literatürde, astrositlerin merkezi sinir sistemi hücrelerinden önemli bir grubu oluşturdukları ve RF alan maruziyetine karşı diğer hücrelerden daha hassas oldukları rapor edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında U-118 MG (astrosit kökenli) hücre kültüründe, maruziyet süresine bağlı olarak,  RF alanların hücre canlılığına (WST-1), apoptoza (Annexin V-FITC/PI) ve mRNA düzeylerine (qRT-PCR) etkileri incelenmiştir. Deney sonuçları, 2.1 GHz, 3G modülasyonlu RF alana 48 saat süre ile maruz bırakılan U-118 MG hücrelerinin; hücre canlılığı, apoptoz ve gen ekspresyonu açısından önemli ölçüde etkilendiğini göstermiştir. 1 saat ve 24 saat RF alan maruziyeti uygulanan U-118 MG hücrelerinde, hücre canlılığı ve apoptozda önemli bir etki gözlenmemiştir. 24 saat ve 48 saat, 2.1 GHz'lik RF alan maruziyetinin gen ekspresyonu üzerinde istatistiksel açıdan önemli değişime neden olduğu belirlenmiştir.  Etkinin açığa çıkmasında hücre tipinin astrosit kökenli olmasının önemli olduğu görüşünü destekleyen bulgular elde edilmiştir. Hücrelerin RF alanlara maruz bırakıldıkları sürenin; en az hücrenin kendi sayısının ikiye katlanma zamanı kadar ya da daha uzun olmasının etki oluşmasında önemli olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, RF alanların hücre kültürü üzerindeki etkisi, hücre tipine ve maruziyet süresine bağlı olarak değişmektedir.

Abstract:
Due to the rapidly developing widespread wireless communication technologies, the level of RF field that people are exposed to is increasing strongly. By IARC, RF fields have been declared as possible carcinogen (Group 2B). Nevertheless, experimental data on the interaction of RF fields with cell cultures are both insufficient and contain conflicting results. These contradictory results in the literature are due to not well-defined exposure conditions and RF field exposure systems. In order to improve the quality of the experiments and the reliability of the findings, the design and production of the in vitro RF field exposure system has become a priority. The design and optimization steps of the in vitro RF field exposure system were performed in computer environment with the aid of FDTD based SEMCAD X three dimensional EM field simulation program. Upon completion of the design phase, an in vitro RF field exposure system was produced. It has been reported in the literature that astrocytes constitute an important group of central nervous system cells and are more susceptible to RF field exposure than other cells. In this thesis, the effects of RF fields on cell viability (WST-1), apoptosis (Annexin V-FITC / PI) and mRNA levels (qRT-PCR) were investigated in U-118 MG (astrocyte-derived) cell culture depending on the duration of exposure. Experimental results have shown that U-118 MG cells exposed to the 2.1 GHz, 3G modulated RF field for 48 hours are significantly influenced by cell viability, apoptosis and gene expression. No significant effect on cell viability and apoptosis was observed in U-118 MG cells exposed to 1 and 24 h RF field. It was determined that exposure to RF field at 2.1 GHz for 24 and 48 hours causes statistically significant change in gene expression. In this context, findings, supporting the idea that the cell type to be astrocyte origin is important, are obtained. It has been found that the time the cells are exposed to RF fields, which should be at least as long as the number of times the cell doubles its number, is important in terms of effect formation. As a result, the effect of RF fields on cell culture varies depending on cell type and duration of exposure.