Die E-Zigarette JUUL enthält im Vergleich zu anderen E-Zigaretten und Zigaretten hohe Konzentrationen an Nikotinsalzen. Diese können schädliche Auswirkungen auf menschliche Lungenzellen haben. In dieser Studie wurde die Toxizität von JUUL Crème Brûlée-Aerosolen an menschlichen und tierischen Lungenzellen getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Aerosole die Zelllebensfähigkeit und die Produktion von Stickstoff- und Sauerstoffspezies beeinträchtigen und die Expression mehrerer Gene beeinflussen können, die mit Entzündungen und Atemwegsproblemen zusammenhängen. Die Studie unterstützt die Regulierung von nikotinsalzbasierten Produkten.
Anmerkung: In-vitro-Studien sind im Allgemeinen aufgrund ihrer künstlichen Umgebung und der begrenzten Aussagekraft für komplexe biologische Systeme wie den menschlichen Körper limitiert. Daher können die Ergebnisse nicht direkt auf den menschlichen Körper übertragen werden. Darüber hinaus kann die Exposition von Zellen in einer Schale nicht alle Aspekte der tatsächlichen Exposition von Menschen gegenüber E-Zigaretten Aerosolen im täglichen Leben vollständig widerspiegeln. Da die E-Zigaretten unter Laborbedingungen getestet wurde und nicht unter realen Bedingungen, ist die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Alltag einschränkt. Es wurde nicht untersucht, ob die toxischen Auswirkungen speziell auf den Crème Brûlée-Geschmack zurückzuführen sind oder ob sie von anderen Bestandteilen der JUUL-E-Zigarette stammen. Auch wurden keine Vergleiche mit anderen E-Zigaretten oder Tabakrauch angestellt. Darüber hinaus wurde nur eine begrenzte Anzahl von Zelllinien untersucht, was die Aussagekraft der Studie einschränkt. Daher sollten die Ergebnisse mit Vorsicht interpretiert werden.
Zusammenfassung
Hintergrund: JUUL, ein elektronisches Nikotinabgabesystem (ENDS), das 2015 erstmals auf dem US-Markt auftauchte, kontrollierte 2018 mehr als 75 % der US ENDS-Verkäufe. Geräte vom Typ JUUL sind derzeit die am häufigsten verwendete Form von ENDS unter Jugendlichen in den USA. Im Gegensatz zu Nikotin auf freier Basis, das in Zigaretten und anderen ENDS enthalten ist, enthält JUUL hohe Mengen an Nikotinsalz (35 oder 59 mg/ml), dessen zelluläre und molekulare Auswirkungen auf Lungenzellen weitgehend unbekannt sind. In der vorliegenden Studie untersuchten wir die In-vitro-Toxizität von JUUL-Aerosolen mit Crème Brûlée-Geschmack auf zwei Arten menschlicher Bronchialepithelzelllinien (BEAS-2B, H292) und eine Maus-Makrophagenzelllinie (RAW 264.7).
Methoden: Menschliche Lungenepithelzellen und murine Makrophagen wurden JUUL-Aerosolen mit Crème Brûlée-Geschmack an der Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche (ALI) für 1 Stunde ausgesetzt, gefolgt von einer 24-stündigen Erholungsphase. Membranintegrität, Zytotoxizität, extrazelluläre Freisetzung von Stickstoffspezies und reaktiven Sauerstoffspezies, Zellmorphologie und Genexpression wurden bewertet.
Ergebnisse: Aerosol mit Crème brûlée-Geschmack enthielt erhöhte Konzentrationen von Benzoesäure (86,9 μg/Puff), einem bekannten Reizstoff der Atemwege. In BEAS-2B-Zellen verringerte Aerosol mit Crème brûlée-Geschmack die Lebensfähigkeit der Zellen (≥ 50 %) und erhöhte die Stickoxid (NO)-Produktion (≥ 30 %) sowie die iNOS-Genexpression. Aerosol mit Crème brûlée-Geschmack beeinträchtigte weder die Lebensfähigkeit von H292-Zellen noch von RAW-Makrophagen, erhöhte jedoch die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) in beiden Zelltypen um ≥ 20%. Während das Aerosol mit Crème brûlée-Geschmack die NO-Konzentration in H292-Zellen nicht veränderte, zeigten RAW-Makrophagen, die dem Aerosol mit Crème brûlée-Geschmack ausgesetzt waren, eine verminderte NO-Konzentration (≥ 50 %) und eine Herabregulierung des iNOS-Gens, möglicherweise aufgrund erhöhter ROS. Darüber hinaus dysregulierte Aerosol mit Crème Brûlée-Geschmack die Expression mehrerer Gene, die mit Biotransformation, Entzündung und Umbau der Atemwege zusammenhängen, einschließlich CYP1A1, IL-6 und MMP12 in allen 3 Zelllinien.
Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Aerosol mit Crème brûlée-Geschmack eine zellspezifische Toxizität für Lungenzellen verursacht. Diese Studie trägt dazu bei, wissenschaftliche Beweise für die Regulierung von Produkten auf Nikotinsalzbasis zu liefern.
https://doi.org/10.1186/s12931-020-01539-1
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33069224/
Pinkston R, Zaman H, Hossain E, Penn AL, Noël A. Cell-specific toxicity of short-term JUUL aerosol exposure to human bronchial epithelial cells and murine macrophages exposed at the air-liquid interface. Respir Res. 2020;21(1):269. Published 2020 Oct 17. doi:10.1186/s12931-020-01539-1