Un studiu evidențiază că fumul de țigară are un impact mai sever asupra celulelor pulmonare comparativ cu vaporii de țigară electronică
Un studiu recent de laborator a constatat că fumul de țigară perturbă semnificativ apărarea celulelor pulmonare, în timp ce vaporii de țigară electronică nu au prezentat daune semnificative în același model, subliniind diferențe importante, dar nelămurind problema siguranței pe termen lung pentru oameni.
Un studiu realizat de cercetători de la Universitatea din Graz, Austria, și publicat în revista Scientific Reports, a comparat efectele extractului de fum de țigară (CSE) și ale extractului de vapori de țigară electronică (EVE) asupra integrității barierei epiteliale, inflamației și daunei ADN în celulele pulmonare umane.
Ce se întâmplă în plămânii tăi de fiecare dată când inhalezi fum sau vapori? De fiecare dată când respiri fum sau vapori, epitelul căilor respiratorii acționează ca o barieră pentru a te proteja împotriva particulelor dăunătoare, substanțelor chimice și altor agenți patogeni care ar putea pătrunde în organism.
Fumul de țigară a fost dovedit că dăunează acestei bariere și este asociat cu boli precum boala pulmonară obstructivă cronică (BPOC). Deși există mai puține dovezi privind efectele asupra sănătății ale vaporilor de țigară electronică, nu este clar dacă țigaretele electronice sunt mai puțin dăunătoare decât țigările tradiționale, iar unele studii sugerează că acestea ar putea crește stresul inflamator și oxidativ.
Înțelegerea modului în care expunerea la vapori de țigară electronică sau la fum de țigară afectează sistemul respirator este esențială, deoarece daunele aduse barierei epiteliale pot avea consecințe semnificative asupra sănătății respiratorii. Totuși, sunt necesare mai multe cercetări pentru a determina cât de bine reflectă constatările din laborator rezultatele sănătății umane.
Studiul a fost realizat utilizând celule epiteliale Calu-3 umane, care au fost cultivate în condiții de laborator controlate și expuse la CSE sau EVE. Trei abordări experimentale au fost utilizate: dezvoltarea straturilor celulare, formarea barierelor epiteliale complet dezvoltate și măsurarea permeabilității funcționale folosind sisteme Transwell.
Extractele de aerosol au fost generate prin trecerea fumului de țigară sau a vaporilor de țigară electronică printr-un mediu de cultură utilizând un sistem standardizat de puffing pentru a asigura condiții de expunere consistente. Concentrațiile de nicotină au fost cuantificate pentru a permite comparații precise între tratamente. Celulele au fost expuse la CSE diluat și EVE nediluat pe intervale de timp definite. Extractul de țigară electronică a fost generat dintr-un lichid e-lichid nearomatizat, care conține nicotină.
Au fost utilizate măsurători ale rezistenței electrice transepiteliale (TEER) și un test de permeabilitate cu fluoresceină izotiocianat (FITC)-dextran pentru a evalua integritatea barierei. Western blotting și reacția de polimerizare în lanț cuantitativă în timp real (qPCR) au fost folosite pentru a evalua expresia proteinelor și a genelor componentelor de joncțiune, inclusiv claudin-1, occludin și E-cadherin. Răspunsul inflamator a fost evaluat prin expresia și secreția interleukinei-6 (IL-6) utilizând un test ELISA.
Daunele ADN-ului au fost măsurate prin imunostaining γH2AX și teste cometă neutre, care detectează ruperea dublu-catenară a ADN-ului. Analizele statistice au inclus analiza varianței (ANOVA) și teste non-parametrice.
Expunerea la CSE a avut efecte profunde asupra integrității barierei epiteliale. Măsurătorile TEER au arătat o reducere semnificativă a rezistenței barierei, indicând o coeziune celulară compromisă. Această constatare a fost susținută de o creștere a permeabilității în testele FITC-dextran, arătând că substanțele dăunătoare ar putea pătrunde mai ușor prin stratul epitelial. De asemenea, s-a observat că EVE nu a deteriorat bariera și părea să îmbunătățească ușor stabilitatea.
CSE a scăzut expresia genică și proteică pentru componentele cheie ale complexului joncțional apical, inclusiv claudin-1 și occludin, în experimentele cu bariere mature. În mod notabil, declinul nivelurilor de claudin-1 în urma expunerii la CSE a fost de 45%, indicând că claudin-1 este probabil o componentă vulnerabilă a barierei epiteliale. Inspecția modelului de localizare a claudin-1 în celulele expuse la fum, utilizând microscopie confocală, a demonstrat că claudin-1 și-a pierdut localizarea normală și s-a agregat. Celulele expuse la vaporii de țigară electronică au prezentat modele de localizare normale ale claudin-1.
CSE a inhibat expresia claudin-1 pentru o perioadă mai lungă în timpul dezvoltării barierelor, în special între zilele cinci și șapte. Deși expresia genică a E-cadherin a fost, de asemenea, redusă, nivelurile sale proteice au rămas în mare parte neschimbate, sugerând o reglementare post-transcripțională. EVE nu a modificat semnificativ aceste proteine structurale.
Răspunsurile inflamatorii au fost semnificativ crescute în celulele tratate cu fum de țigară. Expresia IL-6 a crescut de până la zece ori în stadiile timpurii ale formării barierei și a rămas semnificativ crescută în straturile celulare mature. Secreția proteică de IL-6 a crescut cu aproximativ de 3,5 până la 4 ori după expunerea prelungită. În contrast, EVE nu a avut un efect semnificativ asupra nivelurilor de IL-6 în condițiile experimentale testate.
CSE a provocat, de asemenea, daune semnificative ADN-ului, iar colorarea γH2AX a relevat o acumulare mai mare a markerilor de daune ADN în nucleii celulari. Testul cometă neutră a arătat o creștere de 2,7 ori a rupturilor de ADN. În contrast, EVE a dus la daune ADN mult mai puțin evidente, fără o creștere semnificativă a rupturilor de ADN comparativ cu celulele de control netratate în testul cometă neutră.
S-a remarcat, de asemenea, că fumul de țigară dăunează celulelor, dar nu doar din cauza nicotinei. Vaporii de țigară electronică au concentrații mai mari de nicotină decât țigările tradiționale, ceea ce sugerează că este probabil ca alți compuși toxici din fumul de țigară să fie responsabili pentru perturbarea celulară observată.
Impactul CSE asupra sănătății respiratorii afectează negativ integritatea barierei epiteliale pulmonare, crește inflamația și provoacă daune ADN, toate acestea putând contribui la procesele bolii respiratorii. În schimb, EVE nu a prezentat efecte adverse semnificative asupra acestor parametrii în acest model celular Calu-3, în condițiile testate.
Deși la nivel celular, țigaretele electronice par să aibă efecte mai puțin dăunătoare decât țigările tradiționale în acest sistem experimental, rămâne incertitudinea cu privire la efectele lor pe termen lung asupra sănătății umane.
Aceasta este
