Das VITROCELL VC1®-Rauchexpositionsgerät ist ein Aerosol-Expositionssystem, das zur Durchführung toxikologischer Untersuchungen mit Zigaretten und E-Zigaretten verwendet wurde und mit dem menschlichen 3D-EpiAirway™-Gewebe-Modell (MatTek Corporation) eingesetzt werden kann. Die Ziele dieser Studie waren die Bewertung der Expositionsparameter des VC1 und die Bewertung der Variabilität von Spender zu Spender von drei EpiAirway-Gewebespendern mit den folgenden Endpunkten: Lebensfähigkeit, Integrität der Barriere und Regulierung der Genpromotoren/-expression. Darüber hinaus haben wir das EpiAirway-Modell angewandt, um die Auswirkungen des Aerosols von zwei Referenzzigaretten und zwei E-Zigaretten zu bewerten. Die Ganzrauchexposition mit Kentucky-Referenzzigaretten 3R4F und CORESTA-Monitor (Cooperation Centre for Scientific Research Relative to Tobacco) wurde unter HCI-Bedingungen (International Organization for Standardization oder Health Canada Intense) durchgeführt, während die Exposition mit E-Zigaretten unter modifizierten HCI-Bedingungen erfolgte. Die Ablagerung und Sammlung von Partikeln war bei allen unabhängigen Untersuchungen gleich. Eine Abnahme der Barrierefunktion ging bei allen Spendern mit einer dosisabhängigen Abnahme der Lebensfähigkeit einher. Die IC50-Werte waren für alle Spender mit beiden Assays reproduzierbar (Variationskoeffizient, CVs <20%). Unter HCI-Bedingungen nahmen die Lebensfähigkeit und die Barriereintegrität des Gewebes nach 3R4F-Expositionen rasch ab, während bei beiden E-Zigaretten keine Abnahme der Endpunkte beobachtet wurde. Nach einer 3R4F-WS-Exposition wurde eine erhöhte Aktivierung des Nrf2-Promotors (Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor 2) durch das antioxidative Response-Element und eine mit oxidativem Stress, Entzündung und Stoffwechsel assoziierte Genexpression beobachtet, und der Nrf2-Promotor wurde durch 3R4F-WS im Vergleich zu Gasdampf-Expositionen unterschiedlich reguliert. Bei der Exposition gegenüber E-Zigaretten wurde keine Aktivierung des Nrf2-Promotors beobachtet. Insgesamt unterstützt die Konsistenz des VC1-Systems und des EpiAirway-Modells die Verwendung dieser Systeme bei toxikologischen Bewertungen der Atemwege. Darüber hinaus unterscheiden diese Systeme effektiv die toxischen Auswirkungen des Rauches einer brennbaren Zigarette auf die Zelllebensfähigkeit und den oxidativen Stress, während sie in diesen Experimenten keine Auswirkungen von E-Zigaretten zeigen.
Das VITROCELL VC1®-Rauchexpositionsgerät wird verwendet, um die Auswirkungen von Zigarettenrauch und E-Zigaretten-Aerosol auf menschliches Lungenepithelgewebe zu untersuchen. In dieser Studie wurden die Expositionsbedingungen des VC1-Geräts bewertet und die Auswirkungen von Zigarettenrauch und E-Zigaretten-Aerosol auf menschliches Lungenepithelgewebe untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass das Gewebe nach der Exposition mit Zigarettenrauch beeinträchtigt war, während es nach der Exposition mit E-Zigaretten-Aerosol nicht beeinträchtigt war. Darüber hinaus zeigte die Exposition mit Zigarettenrauch eine erhöhte Aktivierung von Genen, die mit oxidativem Stress, Entzündung und Stoffwechsel assoziiert sind, während die Exposition mit E-Zigaretten-Aerosol keine Auswirkungen auf diese Gene hatte. Diese Studie zeigt, dass das VC1-Gerät und das menschliche Lungenepithelgewebe-Modell effektive Instrumente sind, um die Auswirkungen von Zigarettenrauch und E-Zigaretten-Aerosol auf das Lungengewebe zu untersuchen.
https://doi.org/10.1089/aivt.2016.0035
https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/aivt.2016.0035
Fields W., Maione A., Keyser B., Bombick B. Characterization and Application of the VITROCELL VC1 Smoke Exposure System and 3D EpiAirway Models for Toxicological and e-Cigarette Evaluations, Applied In Vitro Toxicology 2017: 3: 68-83.