Studiet af Cyril Dahon et al. (2925) rapporterede, at kortvarig RF-eksponering resulterer i “betydelig modulering af genekspression som reaktion på RF-eksponering for størstedelen af ​​de analyserede gener.”

Studiet “A Novel Method for Achieving Precision and Reproducibility in a 1,8 GHz Radiofrequency Exposure System That Modulates Intracellular ROS as a Function of Signal Amplitude in Human Cell Cultures” af Dahon et al. (2025) udgivet i Bioengineering fandt, at ved en kortvarig eksponering af humane cellekulturer for en 1,8 GHz bærefrekvens, var cellerne følsomme over for “forbavsende svag” radiofrekvent stråling “langt under” de nuværende sikkerhedsgrænser. Disse resultater fandt sted “pænt inden for” niveauer forbundet med mobiltelefoner, Wi-Fi og trådløse telekommunikationsnetværk.

“På denne måde viser vi, at modulering af gener impliceret i oxidativt stress og ROS-signalering er blandt de tidligste cellulære reaktioner på RF-eksponering. Desuden reagerer disse gener på komplekse måder på varierende RF-signalamplituder i overensstemmelse med en hormetisk, receptordrevet biologisk mekanisme. Vi konkluderer, at induktion af mild cellulær stress og reaktive oxygenarter (ROS) er en primær reaktion fra menneskelige celler på RF-signaler, og at disse reaktioner forekommer ved RF-signalamplituder inden for området for normale telekommunikationsenheder.”

“Disse cellulære reaktioner forekommer ved RF-signalamplituder, der er størrelsesordener under dem, der er nødvendige for at opnå termiske effekter, og ligger inden for signalområdet for personlige elektroniske enheder og mobiltelefoner.”

“… der er en bestemt fysiologisk reaktion hos mennesker på dette signalområde. Risikofaktorer kan derfor eksistere for modtagelighed for RF-eksponering, f.eks. hos personer med nedsat tolerance over for oxidativ stress og/eller som er udsat for overdreven stressfaktorer i deres daglige liv. Disse additive eller synergistiske effekter kan bidrage til visse dårligt definerede syndromer såsom elektromagnetisk overfølsomhed (EHS), der tidligere har været forbundet med RF-eksponering hos enkeltstående individer.”

En ny metode til at opnå præcision og reproducerbarhed i et 1,8 GHz radiofrekvent eksponeringssystem, der modulerer intracellulær ROS som en funktion af signalamplitude i menneskelige cellekulturer

Dahon C, Aguida B, Lebon Y, Le Guen P, Dangremont A, Meyer O, Citerne J-M, Pooam M, Raad H, Thoradit T, et al. A Novel Method for Achieving Precision and Reproducibility in a 1.8 GHz Radiofrequency Exposure System That Modulates Intracellular ROS as a Function of Signal Amplitude in Human Cell Cultures. Bioengineering. 2025; 12(3):257. https://doi.org/10.3390/bioengineering12030257.

Abstrakt

Radiofrekvente felter i intervallet 1-28 GHz er allestedsnærværende i den moderne verden, hvilket giver anledning til adskillige studier af potentielle sundhedsrisici såsom kræft, neurologiske tilstande, reproduktive risici og elektromagnetisk overfølsomhed. Resultaterne er imidlertid inkonsistente på grund af manglende præcision i eksponeringsforhold og vidt forskellige eksperimentelle modeller, hvorimod målte RF-effekter ofte er indirekte og forekommer over mange timer eller endda dage. Her præsenterer vi en forenklet RF-eksponeringsprotokol, der giver en enkelt 1,8 GHz-bærefrekvens til humane HEK293-cellemonolagskulturer. En specialbygget eksponeringsboks og antenne, der holdes i et fuldt afskærmet ekkofrit kammer, udsender diskrete RF-signaler, som kan karakteriseres og modelleres præcist. De valgte amplituder er ikke-termiske og falder inden for rækkevidden af ​​moderne telekommunikationsenheder. Et kritisk træk ved protokollen er, at cellekulturer kun udsættes for en enkelt, kort (15 min) RF-eksponeringsperiode, efterfulgt af øjeblikkelig påvisning af, hurtige ændringer i genekspression. På denne måde viser vi, at modulering af gener involveret i oxidativ stress og ROS-signalering er blandt de tidligste cellulære reaktioner på RF-eksponering. Desuden reagerer disse gener på komplekse måder på varierende RF-signalamplituder i overensstemmelse med en hormetisk, receptordrevet biologisk mekanisme. Vi konkluderer, at induktion af mild cellulær stress og reaktive oxygenarter (ROS) er en primær reaktion fra menneskelige celler på RF-signaler, og at disse reaktioner forekommer ved RF-signalamplituder inden for området for normale telekommunikationsenheder. Vi foreslår, at denne metode kan hjælpe med at give en retningslinje for større pålidelighed og reproducerbarhed af forskningsresultater mellem laboratorier og derved hjælpe med at løse eksisterende kontroverser om underliggende mekanismer og resultater af RF-eksponering i den generelle befolkning.

1. Indledning

Oscillerende elektromagnetiske felter er allestedsnærværende i den moderne verden og stammer fra telekommunikationsudstyr, husholdningsapparater og mikrobølgekilder. Faktisk er milliarder af mennesker verden over i daglig kontakt med radiofrekvente felter (RF) i 1-28 GHz-området ved hjælp af mobiltelefoner og personlige elektroniske enheder, hvilket stimulerer betydelig forskning i de potentielle fysiologiske effekter af en sådan eksponering. Der er rapporteret ændringer i genekspression, DNA-reparation, kognitive og adfærdsmæssige ændringer, kræftrisici, neurologiske virkninger og påvirkninger af reproduktiv sundhed og fertilitet [1].

I øjeblikket anses RF-eksponering generelt for sikker. Retningslinjer for RF-eksponeringsgrænser adresserer dog primært varmerelaterede problemer [2], hvorimod det i stigende grad er tydeligt, at betydelige fysiologiske effekter kan forekomme ved RF-eksponeringer, der er meget lavere end dem, der kræves for at generere termiske effekter  [3,4]. Nylige studier har vist, at en primær effekt af RF-emissioner er induktion af mildt cellulært oxidativt stress, målt ved øget produktion af reaktive iltarter (ROS) inden for få minutter efter eksponering [5,6,7,8,9]. Dette fund er særligt lovende, da en sådan modulering af cellulær ROS potentielt kan forklare mange af de forskellige og komplekse fysiologiske konsekvenser, der er blevet rapporteret som reaktion på RF-eksponering, herunder effekter på genekspression, DNA-reparation, kognitive og adfærdsmæssige ændringer, kræftrisici og påvirkninger af reproduktion og fertilitet [9]. Ikke desto mindre er litteraturen fyldt med modstridende rapporter, og disse konklusioner forbliver kontroversielle (se [10] og referencerne her).

Som følge heraf er det fortsat store hindringer for fremskridt på området at løse kontroversielle områder og opnå resultater med passende præcision og reproducerbarhed. De elektromagnetiske systemer til eksponering af biologiske prøver skal opfylde både biologiske og elektromagnetiske begrænsninger [11]. Selv for in vitro-cellekulturer, som i princippet repræsenterer et homogent og reproducerbart biologisk system, er udfordringerne betydelige. Forsøgslederen skal sikre, at RF-signalet giver homogen celleeksponering, og nøjagtig måling af signalet under forsøgets betingelser skal sikres. Forurening fra uønskede elektromagnetiske feltkilder (såsom cellulær telekommunikation og Wi-Fi), som altid er til stede i miljøet, skal minimeres. Desuden skal de fysiske betingelser, der er nødvendige for cellekulturvækst, tilvejebringes pålideligt sammen med et falsk eksperiment under næsten identiske forhold.

Traditionelt omfatter kontrollerede elektromagnetiske eksponeringssystemer til brug med cellekulturer formerende eksponeringssystemer såsom TEM-celler (transverse elektromagnetiske) celler (f.eks. [12,13,14]) og forbedrede transmissionslinjebaserede systemer (f.eks. [12,15,16]). Disse enheder er placeret i en kommerciel inkubator (f.eks. [13,14,15,16,17,18]) eller kan være direkte temperaturregulerede (f.eks. [12]). Visse enheder tillader også samtidig brug af et mikroskop (f.eks. [17]). Udfordringen for disse systemer har været at opretholde passende inkubationsbetingelser omkring cellekulturerne (temperatur, CO₂ og fugtighed) under relativt lange forsøgsprocedurer; sikring af en passende kontrolleret proformatilstand; og opnå præcision og homogenitet i eksponeringssignalet. Et andet problem har været, at forurening fra eksterne signaler ikke er blevet elimineret konsekvent. En undtagelse har været GTEM-celler [14], som kan fungere som et Faraday-bur, eller eksponeringssystemerne kan placeres i et lyddødt kammer [19,20]. Imidlertid er sådanne enheder ofte komplekse og dyre at bygge og kalibrere og er ikke blevet brugt konsekvent. Endelig er de fleste studier blevet udført ved hjælp af relativt lange (timer til dage eller uger) perioder med RF-eksponering. Således er den målte konsekvens (f.eks. kræft og adfærdsændringer) kun meget indirekte relateret til den oprindelige RF-udløser. Alle disse faktorer har i høj grad bidraget til manglen på pålidelige resultater og den igangværende kontrovers på området.

I det aktuelle studie overvinder vi mange af begrænsningerne i tidligere forskning ved at behandle cellekulturer med kun en enkelt 15 minutters eksponering for 1,8 GHz bærebølge, som tidligere er blevet rapporteret at inducere hurtige og signifikante ændringer i intracellulær ROS (reaktive iltarter) [9]. Da der kun gives en kort eksponeringsperiode under hele forsøget, kan både falske og RF-behandlede celler dyrkes og vedligeholdes i den samme inkubator under identiske vækstbetingelser gennem størstedelen af deres vækstcyklusser. Desuden udsættes cellerne for det enkelte RF-signal i et specialbygget, separat, selvstændigt eksponeringssystem, der opnår den krævede maksimale homogenitet af det elektromagnetiske felt på de biologiske prøver [19]. Enheden er lille nok til let at kunne flyttes og placeres i et lyddødt kammer. Det er nemt at konstruere, betjene og modellere numerisk; Derfor kan det let gengives i andre laboratorier. Det er vigtigt, at systemet nemt kan modificeres til brug af komplekse bølgeformer, såsom dem, der bruges i telekommunikation, blot ved at skifte antenne. Fordi både eksponerede og falske prøver behandles parallelt og på samme måde, opnås en nøjagtig baseline og kontroltilstand uden risiko for kontaminering ved RF-eksponeringsbehandlingen. I dette manuskript omtaler vi vores emissionsboks som en RF-eksponeringsboks.

Som et principielt dokumentation på denne tilgang giver vi en dosisafhængig vurdering af cellulær respons i signalamplitudeområdet for almindelige telekommunikationsenheder. En enkelt kort 15 minutters eksponering for en grundlæggende enkeltfrekvent sinusformet bærebølge (1,8 GHz) blev brugt til at bestråle humane cellekulturer i den ikke-termiske strømstrømsamplitude mellem 1 × 10⁻² og 1 × 10⁻⁷ Wm⁻². Moduleringen af ROS (reaktive iltarter)-reguleret genekspression blev brugt som biologisk udlæsning.

Afsluttende bemærkninger og fremtidsperspektiver

Vi beskriver her en eksperimentel RF-eksponeringsenhed og -protokol, der præsenterer fuldt karakteriserede, definerede RF-signaler til humane celler i kultur. Deres effekter er i overensstemmelse med en biologisk receptor-drevet mekanisme, hvorved RF-eksponering modulerer intracellulære ROS- og ROS-signalveje. Dette giver en testbar hypotese for de mange og forskellige effekter af RF beskrevet i litteraturen.

De cellulære reaktioner forekommer ved RF-signalamplituder, der er størrelsesordener under dem, der er nødvendige for at opnå termiske effekter, og ligger inden for signalområdet for personlige elektroniske enheder og mobiltelefoner. Fordi menneskelige cellerespons på RF ikke er lineært som en funktion af RF-signalets amplitude, er forholdet mellem RF-eksponeringsbetingelser og et fysiologisk resultat ikke let at udlede; en robust genekspressions respons kan faktisk forekomme ved én amplitude, men være uopdaget ved en anden signalamplitude eller endda helt gennemgå den modsatte respons (f.eks. modsat ekspression af det samme gen ved forskellige signalamplituder). Det er derfor nødvendigt at vurdere fysiologisk respons på RF-signaleksponering ved flere signalamplituder og bølgelængder, og helst ved at bruge en udlæsningsanalyse, der er hurtig og direkte. Dette kan være med til at forklare eksisterende forvirring og modsætninger i litteraturen, samt stimulere fremtidige undersøgelser af arten af ​​de biologiske modtagelsesmekanismer.

Endelig, selvom RF-eksponering fra mobiltelefoner og telekommunikationsenheder ikke er blevet bevist skadelig på nogen måde, er der en klar fysiologisk reaktion hos mennesker på dette signalområde. Risikofaktorer kan derfor eksistere for modtagelighed for RF-eksponering, for eksempel hos personer med nedsat tolerance over for oxidativ stress og/eller som er udsat for overdreven stressfaktorer i deres daglige liv. Disse additive eller synergistiske effekter kan bidrage til visse dårligt definerede syndromer såsom elektromagnetisk overfølsomhed (EHS), der tidligere har været forbundet med RF-eksponering hos sjældne individer [29].

Open access papir: https://www.mdpi.com/2306-5354/12/3/257

Referencer:

1. Ijaz, S.; Dore, J.-F.; Driessen, S.; Whaley, P. Special Issue: WHO Assessment of Health Effects of Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Fields: Systematic Reviews. Environ. Int. 2024, 191. Available online: https://www.sciencedirect.com/special-issue/109J1SL7CXT (accessed on 1 January 2024).
2. Foster, K.R.; Ziskin, M.C.; Balzano, Q. Bit-Babik Modeling Tissue Heating From Exposure to Radiofrequency Energy and Relevance of Tissue Heating to Exposure Limits: Heating Factor. Health Phys. 2018, 115, 295–307. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
3. Miyakoshi, J. Cellular and molecular responses to radio-frequency electromagnetic fields. Proc. IEEE. Inst. Electr. Electron. Eng. 2013, 101, 1494–1502. [Google Scholar] [CrossRef]
4. Nowak-Terpiłowska, A.; Górski, R.; Marszałek, M.; Wosiński, S.; Przesmycki, R.; Bugaj, M.; Nowosielski, L.; Baranowski, M.; Zeyland, J. Effects of 2.4 GHz radiofrequency electromagnetic field (RF-EMF) on glioblastoma cells (U-118 MG). Ann. Agric. Environ. Med. 2023, 30, 763–772.
   [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
5. Choi, J.; Min, K.; Jeon, S.; Kim, N.; Pack, J.-K.; Song, K. Continuous Exposure to 1.7 GHz LTE Electromagnetic Fields Increases Intracellular Reactive Oxygen Species to Decrease Human Cell Proliferation and Induce Senescence. Sci. Rep. 2020, 10, 9238. [Google Scholar] [CrossRef]
6. Xie, W.; Xu, R.; Fan, C.; Yang, C.; Chen, H.; Cao, Y. 900 MHz Radiofrequency Field Induces Mitochondrial Unfolded Protein Response in Mouse Bone Marrow Stem Cells. Front. Public Health 2021, 9, 724239. Available online: https://www.frontiersin.org/journals/public-health/articles/10.3389/fpubh.2021.724239 (accessed on 1 January 2024). [CrossRef]
7. Santini, S.J.; Cordone, V.; Falone, S.; Mijit, M.; Tatone, C.; Amicarelli, F.; Di Emidio, G. Role of Mitochondria in the Oxidative Stress Induced by Electromagnetic Fields: Focus on Reproductive Systems. Oxidative Med. Cell. Longev. 2018, 2018, 5076271. [Google Scholar] [CrossRef]
8. Yakymenko, I.; Tsybulin, O.; Sidorik, E.; Henshel, D.; Kyrylenko, O.; Kyrylenko, S. Oxidative mechanisms of biological activity of low-intensity radiofrequency radiation. Electromagn. Biol. Med. 2015, 35, 186–202. [Google Scholar] [CrossRef]
9. Pooam, M.; Jourdan, N.; Aguida, B.; Dahon, C.; Baouz, S.; Terry, C.; Raad, H.; Ahmad, M. Exposure to 1.8 GHz radiofrequency field modulates ROS in human HEK293 cells as a function of signal amplitude. Commun. Integr. Biol. 2022, 15, 54–66. [Google Scholar] [CrossRef]
10. Meyer, F.; Bitsch, A.; Forman, H.J.; Fragoulis, A.; Ghezzi, P.; Henschenmacher, B.; Kellner, R.; Kuhne, J.; Ludwig, T.; Sachno, D.; et al. The effects of radiofrequency electromagnetic field exposure on biomarkers of oxidative stress in vivo and in vitro: A systematic review of experimental studies. Environ. Int. 2024, 194, 108940. [Google Scholar] [CrossRef]
11. Hansen, J.W.; Swartz, E.M.; Cleveland, J.D.; Asif, S.M.; Brooks, B.; Braaten, B.D.; Ewert, D.L. A Systematic Review of In Vitro and In Vivo Radio Frequency Exposure Methods. IEEE Rev. Biomed. Eng. 2020, 13, 340–351. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
12. Komnatnov, M.; Gazizov, T. Environmental shielded TEM chamber for biomedical testing. In Proceedings of the 2014 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on RF and Wireless Technologies for Biomedical and Healthcare Applications (IMWS-Bio2014), London, UK, 8–10 December 2024; pp. 1–3. [Google Scholar]
13. Massaro, L.; De Sanctis, S.; Franchini, V.; Regalbuto, E.; Alfano, G.; Focaccetti, C.; Benvenuto, M.; Cifaldi, L.; Sgura, A.; Lista, F. Study of genotoxic and cytotoxic effects induced in human fibroblasts by exposure to pulsed and continuous 1.6 GHz radiofrequency. Front. Public Health 2024, 12, 1419525. [Google Scholar] [CrossRef]
14. Jain, S.; Vojisaveljevic, V.; Pirogova, E. Low power microwaves at 1.8 GHz and 2.1 GHz induce chages in Catalase enzyme kinetics. In Proceedings of the 2016 IEEE MTT-S International Microwave and RF Conference (IMaRC), New Delhi, India, 5–9 December 2016; pp. 1–4. [Google Scholar]
15. Peng, C.; Dan, L.; Jia-Hui, Z. The Study of A Cellular Electromagnetic Irradiation Device Using Taper Coaxial Line. In Proceedings of the 2023 IEEE 11th International Conference on Information, Communication and Networks, Xi’an, China, 17–20 August 2023; pp. 524–527. [Google Scholar]
16. Ye, D.; Cutter, G.; Caldwell, T.P.; Harcum, S.W.; Wang, P. A Systematic Method to Explore Radio-Frequency Non-Thermal Effect on the Growth of Saccharomyces cerevisiae. IEEE J. Electromagn. RF Microw. Med. Biol. 2021, 6, 52–60. [Google Scholar] [CrossRef]
17. Anderson, V.; Wood, A.W.; Joyner, K.H. Development of a new in vitro RF exposure device for confocal microscopy imaging during concurrent 900 MHz RF exposure. In Proceedings of the 2nd International Conference on Bioelectromagnetism (Cat. No. 98TH8269), Melbourne, Australia, 15–18 February 1998; pp. 81–82. [Google Scholar]
18. Paffi, A.; Apollonio, F.; Liberti, M.; Grandinetti, L.; Chicarella, S.; d’Inzeo, G. A new wire patch cell for the exposure of cell cultures to electromagnetic fields at 2.45 GHz: Design and numerical characterization. In Proceedings of the 2009 European Microwave Conference (EuMC), Rome, Italy, 29 September–1 October 2009; pp. 870–873. [Google Scholar]
19. Kuster, N.; Schönborn, F. Recommended minimal requirements and development guidelines for exposure setups of bio-experiments addressing the health risk concern of wireless communications. Bioelectromagnetics 2000, 21, 508–514. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
20. Porcher, A.; Wilmot, N.; Bonnet, P.; Procaccio, V.; Vian, A. Changes in Gene Expression After Exposing Arabidopsis thaliana Plants to Nanosecond High Amplitude Electromagnetic Field Pulses. Bioelectromagnetics 2024, 45, 4–15. [Google Scholar] [CrossRef]
21. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection. Guidelines for limiting exposure to electromagnetic fields (100 kHz to 300 GHz). Health Phys. 2020, 118, 483–524. Available online: https://www.icnirp.org/cms/upload/publications/ICNIRPrfgdl2020.pdf (accessed on 24 February 2025). [CrossRef]
22. Nitti, M.; Marengo, B.; Furfaro, A.L.; Pronzato, M.A.; Marinari, U.M.; Domenicotti, C.; Traverso, N. Hormesis and Oxidative Distress: Pathophysiology of Reactive Oxygen Species and the Open Question of Antioxidant Modulation and Supplementation. Antioxidants 2022, 11, 1613. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [PubMed Central]
23. Schuermann, D.; Mevissen, M. Manmade Electromagnetic Fields and Oxidative Stress—Biological Effects and Consequences for Health. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 3772. [Google Scholar] [CrossRef]
24. Calabrese, E.J. Biphasic dose responses in biology, toxicology and medicine: Accounting for their generalizability and quantitative features. Environ. Pollut. 2013, 182, 452–460. [Google Scholar] [CrossRef]
25. Jodynis-Liebert, J.; Kujawska, M. Biphasic Dose-Response Induced by Phytochemicals: Experimental Evidence. J. Clin. Med. 2020, 9, 718. [Google Scholar] [CrossRef]
26. Paula Ludovico William, C. Burhans, Reactive oxygen species, ageing and the hormesis police. FEMS Yeast Res. 2014, 14, 33–39. [Google Scholar] [CrossRef]
27. Cheng, Y.W.; Liu, J.; Finkel, T. Mitohormesis. Cell Metab. 2023, 35, 1872–1886. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
28. Wan, Y.; Liu, J.; Mai, Y.; Hong, Y.; Jia, Z.; Tian, G.; Liu, Y.; Liang, H.; Liu, J. Current advances and future trends of hormesis in disease. npj Aging 2024, 10, 26. [Google Scholar] [CrossRef]
29. Thoradit, T.; Chabi, M.; Aguida, B.; Baouz, S.; Stierle, V.; Pooam, M.; Tousaints, S.; Ahmad, M. Hypersensitivity to man-made electromagnetic fields (EHS) correlates with immune responsivity to oxidative stress: A case report. Commun. Integr. Biol. 2024, 17, 2384874. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

Læs mere her:

Fra DNA brud til genekspression, og om hvordan penge og magt dominerer RF-forskningen

Rapport, der forbandt trådløs stråling med 23 kroniske sygdomme, ignoreret i 50 år

Har mobilkommunikation ikke-termiske effekter?

Ikke-ioniserende elektromagnetisk stråling og dens bioreaktivitet

Baggrunden for forskningen der forbandt kromosomskader med mobilmaster

5G: Er der overhovedet biologiske effekter?

Mobilmaster: Kromosomskader ved langtidseksponering

FCC’s og ICNIRP’s grænseværdier er ugyldige