Radyofrekans elektromanyetik alanın amniyosit hücrelerinde elektrobiyofiziksel ve nörogenez ile WNT sinyal yolağı genlerinin ekspresyon düzeyleri üzerine etkilerinin araştırılması /
Yazar: COŞAR UZUN
Danışman: PROF. DR. NURTEN ERDAL
Mersin Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Amniotik sıvı = Amniotic fluid ; Elektromanyetik alanlar = Electromagnetic fields ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Hücreler = Cells ; Nörogenez = Neurogenesis ; Radyofrekans = Radiofrequency ; Sinyal nakli = Signal transduction

Özet:
Hızla gelişen teknolojik cihazlar ve cep telefonlarından yayılan radyofrekans elektromanyetik alanlar (RF-EMA) dünya genelinde elektromanyetik kirlilik ve sağlık açısından önemli bir sorundur. Teknolojik cihazların yaygın kullanımı sonucu RF-EMA'lara maruziyetin giderek artması nedeniyle insan sağlığı üzerine etkileri endişe yaratmaya devam etmektedir. Bu nedenle RF-EMA'ların olumlu ya da olumsuz etkilerinin insan kaynaklı hücrelerde araştırılması moleküler düzeyde oluşturduğu değişimleri anlamak açısından önemlidir. Bu kapsamda, günlük hayatta en sık kullanılan radyofrekansların prenatal gelişim döneminde önemli olan amniyositler üzerindeki etkilerinin belirlenmesi önemli bilgiler sağlayabilir. Bu çalışmada yaygın olarak kullanılan 1800 MHz ve 2100 MHz radyofrekansların, gebe kadınlardan amniyosentezle elde edilen amniyosit hücreleri üzerine genetik etkilerinin yanı sıra fötal dönemde etkili olan iyon kanallarının elektrofizyolojik özellikleri detaylı biçimde araştırılması amaçlanmıştır. Amniyosit hücreleri, Kontrol (K) grubu, Sham (SH) grubu, RF-1 grubu (1800 MHz radyofrekans uygulama) ve RF-2 grubu (2100 MHz radyofrekans uygulama) olmak üzere 4 gruba ayrılmıştır. Gruplardaki hücrelere ait Wnt/β-katenin sinyal yolağı ve nörogenez ilişkili genlerin ekspresyon seviyesindeki değişimler Real-Time-PCR ile incelenerek RF-EMA'ların etkileri belirlenmiştir. Ayrıca, Potasyum kanallarının aktivitesi Patch-Clamp elektrofizyolojik kayıt tekniği ile değerlendirilmiştir. Elde edilen akım değerleri; K grubunda:860,00 pA, SH grubunda:726,35 pA, RF-1 grubunda:815,45 ve RF-2 grubunda:988,20 pA'dir. İyon kanalı akım değerleri K ve SH grubuna göre RF-2 grubunda belirgin oranda bir artış olmasına rağmen bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildi. Nörogenez ilişkili genler bakımından gruplar karşılaştırıldığında, RF-2 grubuna ait HES1, Neurod1, Neurod2 ve Neurog2 ekspresyon düzeyleri, K, SH ve RF-1 gruplarına göre istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde arttığı gözlenmiştir(p˂0,001). Wnt sinyal yolağının farklı basamaklarında önemli işlevleri olan genler karşılaştırıldığında, RF-2 grubuna ait APC1, APC2, β-Katenin, DKK1, DKK3, SFRP2, SFRP4 ve SFRP5 gen ekspresyon düzeyleri, istatistiksel olarak K, SH ve RF-1 gruplarına göre anlamlı bir şekilde arttığı gözlenmiştir(p˂0,001). Gruplara ait genlerin korelasyon analizleri incelendiğinde, Wnt/β-katenin sinyal yolağı ve nörogenezde önemli genler arasında yüksek bir korelasyon olduğu gözlenmiştir(r>0,6). 2100 MHz radyofrekansa maruz kalmanın gelişim döneminde aktif olan genlere etki ettiği söylenebilir. Sonuçlar, RF-EMA'ların gebelik döneminde anne ve fetüse ait biyolojik doku hücrelerini ve ilişkili genleri etkileyebildiğini desteklemektedir. Ayrıca RF-EMA'nın Wnt/β-katenin sinyal yolağının ilgili proteinlerini etkileyerek nörogenez gibi birçok hücresel metabolizmada değişiklik yapabileceği söylenebilir.

Abstract:
Radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF) emanating from rapidly developing technological devices and mobile phones is an important worldwide problem in terms of electromagnetic pollution and health. The effects on human health continue to cause concern due to the increasing exposure to RF-EMFs as a result of the widespread use of technological devices. Therefore, investigating the positive or negative effects of RF-EMFs in human cells is important to understand the changes they cause at molecular level. In this context, determining the effects of the most frequently used radiofrequency on amniocytes, which are important in the prenatal development period, can provide important information. In this study, it was aimed to investigate in detail the genetic effects of the widely used 1800 MHz and 2100 MHz radiofrequency on amniocyte cells obtained from pregnant women by amniocentesis, as well as the electrophysiological properties of ion channels that are effective in the embryonic period. Amniocyte cells were divided into 4 groups as Control (C) group, Sham (SH) group, RF-1 group (1800 MHz radiofrequency application) and RF-2 group (2100 MHz radiofrequency application). The effects of RF-EMFs were determined by examining the changes in the expression level of Wnt/β-catenin signaling pathway and neurogenesis related genes in the cells of the groups by Real-Time-PCR. In addition, the activity of potassium channels was evaluated by Patch-Clamp electrophysiological recording technique. Obtained current values are; in the C group: 860.00 pA, in the SH group: 726.35 pA, in the RF-1 group: 815.45 and in the RF-2 group: 988.20 pA. Although there was an evident increase in ion channel current values in the RF-2 group compared to the C and SH groups, this difference was not statistically significant. When the groups were compared in terms of neurogenesis related genes, it was observed that the expression levels of HES1, Neurod1, Neurod2 and Neurog2 of the RF-2 group increased statistically significantly compared to the C, SH and RF-1 groups (p˂0.001). When genes with important functions in different steps of the Wnt signaling pathway are compared, the gene expression levels of APC1, APC2, β-Catenin, DKK1, DKK3, SFRP2, SFRP4 and SFRP5 of the RF-2 group it was observed that they increased statistically significantly compared to the C, SH and RF-1 groups (p˂0.001). When the correlation analyzes of the genes belonging to the groups were examined, it was observed that there was a high correlation between the genes important in the Wnt/β-catenin signaling pathway and neurogenesis (r>0.6). It can be said that exposure to 2100 MHz radiofrequency affects the genes that are active during the developmental period. The results support that RF-EMFs can affect maternal and fetal biological tissue cells and related genes during pregnancy. In addition, it can be said that by affecting the related proteins of the Wnt/β-catenin signaling pathway, RF-EMF can change many cellular metabolisms such as neurogenesis.