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Schlagwort: In Vitro

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Die Studie untersucht E-Zigaretten-Aerosole und -Aromen und kommt zu dem Schluss, dass der Einsatz von E-Zigaretten im Vergleich zu herkömmlichen Zigaretten das Gesundheitsrisiko um mehr als 95% reduziert. Die Studie zeigt, dass die toxischen Auswirkungen von E-Zigaretten-Aerosolen bei sachgemäßem Gebrauch wesentlich geringer sind als bei herkömmlichen Zigarettenrauch.

Die Autoren argumentieren, dass E-Zigaretten das Potenzial haben, das individuelle Gesundheitsrisiko, das mit dem Rauchen verbunden ist, zu reduzieren.

Zusammenfassung

Das Dampfen hat das Potenzial, die mit dem Rauchen verbundenen individuellen Gesundheitsrisiken zu verringern, und es wurde berichtet, dass E-Zigaretten-Aromen Rauchern den Übergang von der Zigarette erleichtern. In diesem Manuskript liefern wir Belege für das reduzierte Risikopotenzial von E-Zigaretten-Aerosolen und -Aromen, indem wir handelsübliche E-Liquids (Vuse ePod - hergestellt von British American Tobacco) in einem 2D-In-vitro-Screening-Ansatz bewerten. Außerdem haben wir ausgewählte Aromen mit einem physiologisch relevanteren 3D-Modell (MucilAir) für die Exposition gegenüber ganzen Aerosolen analysiert und die Toxizität und funktionelle Endpunkte wie den elektrischen Trans-Epithel-Widerstand, die Zilienschlagfrequenz und die aktive Fläche gemessen. Um die Reaktionen zu kontextualisieren, haben wir das E-Zigaretten-Aerosol mit Zigarettenrauch (1R6F-Forschungszigarette) verglichen und die prozentuale Reduktion anhand eines Ansatzes für den Ausgangspunkt berechnet. Wir zeigen, dass aerosolisierte aromatisierte E-Liquids (mit entsprechender Dosierung) die gemessene Gesamtaerosoltoxizität im Vergleich zu Zigarettenrauch nicht erhöhen. Tatsächlich zeigen wir, dass die in vitro gemessene zelluläre Toxizität von aromatisierten E-Zigarettenprodukten im Vergleich zur Toxizität von Zigarettenrauch um mehr als 95 % reduziert ist, wenn man den Ansatz des Ausgangspunkts (IC80) verwendet. Diese Daten deuten darauf hin, dass die Gesamttoxizität des Produkts nicht geschmacksabhängig erhöht ist und dass aromatisierte E-Zigarettenprodukte potenziell eine Rolle bei der Reduzierung des Tabakkonsums spielen können.

https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2023.03.006

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36935081/

Bishop E, East N, Miazzi F, et al. A contextualised e-cigarette testing strategy shows flavourings do not impact lung toxicity in vitro [published online ahead of print, 2023 Mar 17]. Toxicol Lett. 2023;S0378-4274(23)00109-1. doi:10.1016/j.toxlet.2023.03.006

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➡️ In Vitro-Studie

Chinesische Wissenschaftler haben die zytotoxischen Auswirkungen von herkömmlichen Zigaretten mit Aerosolen aus aromatisierten E-Zigaretten auf zehn verschiedene Zelllinien verglichen.

Die Ergebnisse zeigten, dass E-Zigaretten-Aerosole unter Laborbedingungen signifikant weniger zytotoxisch waren als Zigarettenrauch. Zigarettenrauch verursachte zudem viel schwerere Zellverletzungen.

Die Wissenschaftler kommen zu dem Schluss, dass Aeorosole von aromatisierten E-Zigaretten deutlich weniger schädlich sind, als Tabakzigaretten.

E-Zigaretten-Aerosole und ihre Bestandteile induzierten unter den Laborexpositionsbedingungen signifikant weniger Zytotoxizität als die Kondensate von Zigarettenrauch. Die Kondensate von Zigarettenrauch verursachten zudem viel schwerere Zellschäden.

Wang, Toxicology Letters 2023

Zusammenfassung

Einleitung: Obwohl elektronische Zigaretten (E-Zigaretten) aufgrund ihrer angeblichen schadensmindernden Wirkung im Vergleich zu herkömmlichen Zigaretten viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben, sind die schädlichen Auswirkungen der Aerosolbelastung durch E-Zigaretten auf die menschliche Gesundheit noch unklar. In dieser Arbeit haben wir die zytotoxischen Wirkungen von Verbrennungszigaretten mit vier kommerziell erhältlichen aromatisierten elektronischen Zigaretten und deren Hauptbestandteilen auf zehn Zelllinien verglichen. Der Mechanismus der Zellschädigung durch E-Zigaretten-Aerosol und verbrennbaren Zigarettenrauch wurde auch anhand von Zellmodellen untersucht.

Methoden: Elf Arten von E-Zigaretten-Aerosolkondensaten (ECSC) und Kondensaten von Zigarettenrauchbestandteilen (CSC) wurden mit Hilfe von Cambridge-Filterpads gesammelt, und der Nikotingehalt wurde mittels UPLC bestimmt, um eine äquivalente Nikotindosis zu ermitteln. Mit dem CCK-8-Assay wurden die Unterschiede in der Zelllebensfähigkeit zwischen EGKS und CSK gemessen. Auf der Grundlage der RNA-seq-Ergebnisse verglichen wir die Auswirkungen von ECSC und CSC auf verschiedene Zellschädigungswege. Oxidativer Stress und Entzündungsreaktionen wurden außerdem durch Western Blot, Immunfluoreszenz und qRT-PCR-Tests untersucht.

Ergebnisse: CSC erwies sich als zytotoxischer als aromatisierte EGKS und ihre Hauptbestandteile, und die BEAS-2B-Zelllinie war die empfindlichste Zelle, wenn man den IC50-Wert vergleicht. Bei längerer Expositionsdauer und höheren Dosen begann die EGKS bei und über 72 µg/ml Zytotoxizität zu zeigen. Die IC50-Werte von ECSC waren 15-mal höher als die von CSC. Transkriptomanalysen zeigten, dass nach der Behandlung mit CSC zellschädigende Prozesse verstärkt auftraten. CSC konnte deutlich mehr oxidativen Stress und Entzündungssignale induzieren als ECSC.

Schlussfolgerung: EGKS und ihre Bestandteile induzierten unter den Expositionsbedingungen im Labor deutlich weniger Zytotoxizität als CSK, und CSK verursachten viel schwerere Zellverletzungen. Unsere Studie ergänzt die wissenschaftlichen Erkenntnisse für eine umfassendere Sicherheitsbewertung von E-Zigarettenprodukten im Vergleich zu Zigaretten.

https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2022.12.012

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36572074/

Wang L, Wang Y, Yang X, et al. Cytotoxicity and cell injuries of flavored electronic cigarette aerosol and mainstream cigarette smoke: A comprehensive in vitro evaluation. Toxicol Lett. 2023;374:96-110. doi:10.1016/j.toxlet.2022.12.012

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Eine Studie der Universität Catania hat die Sicherheit von E-Zigaretten untersucht. Dabei wurden vier verschiedene kommerzielle E-Zigarettenflüssigkeiten mit hohem Nikotingehalt auf das Vorhandensein von Metall- und Kunststoffverunreinigungen sowie ihre zytotoxische Wirkung an menschlichen Bronchialepithelzellen in vitro untersucht. Die Ergebnisse wurden mit einer Referenzzigarette verglichen. Es wurden keine Verunreinigungen in den E-Zigarettenflüssigkeiten gefunden und die zytotoxische Wirkung der E-Zigarettenaerosole war im Vergleich zu Zigarettenrauch signifikant reduziert. Es wurden keine reaktiven Sauerstoffspezies produziert und die mitochondriale Integrität wurde aufrechterhalten. Die Ergebnisse legen nahe, dass E-Zigaretten im Vergleich zu Tabakzigaretten in einem in-vitro-Modell einer realen Rauchexposition ein reduziertes Toxizitätspotenzial aufweisen.

Zusammenfassend zeigt die Studie, dass E-Zigarettenflüssigkeiten keine Verunreinigungen enthalten und dass E-Zigaretten im Vergleich zu Tabakzigaretten in einem in-vitro-Modell einer realen Rauchexposition ein reduziertes Toxizitätspotenzial aufweisen.

Zusammenfassung

Zigarettenrauch wird mit schweren chronischen Krankheiten in Verbindung gebracht. Die schädlichsten Bestandteile des Zigarettenrauchs stammen aus dem Verbrennungsprozess, die im Aerosol der elektronischen Zigarette deutlich reduziert werden und somit eine gute Option für Strategien zur Schadensbegrenzung darstellen. Um sicherere Produkte zu entwickeln, ist es daher notwendig, die Flüssigkeiten für elektronische Zigaretten (E-Liquids) so zu prüfen, dass sie den hohen Sicherheitsstandards entsprechen, die in den staatlichen Vorschriften festgelegt sind. Ziel der vorliegenden Studie war es, das Vorhandensein von metall- und kunststoffhaltigen Verunreinigungen in vier verschiedenen kommerziellen E-Liquids mit hoher Nikotinkonzentration und ihre zytotoxische Wirkung auf normale menschliche Bronchialepithelzellen durch eine Reihe von In-vitro-Tests im Vergleich zur 1R6F-Referenzzigarette unter Verwendung eines Luft-Flüssigkeits-Interface-Expositionssystems (ALI) zu bewerten. Darüber hinaus bewerteten wir die Auswirkungen der Aerosol-Exposition auf den oxidativen Stress durch Messung der Produktion reaktiver Sauerstoffspezies und des mitochondrialen Potenzials. Unsere Ergebnisse zeigten, dass alle E-Liquids keine Verunreinigungen enthielten und dass die zytotoxische Wirkung von E-Liquid-Aerosolen im Vergleich zu Zigarettenrauch deutlich geringer war und die Mitochondrien intakt blieben. Darüber hinaus wurde bei E-Zigaretten-Aerosol keine Produktion reaktiver Sauerstoffspezies festgestellt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Ergebnisse das geringere Toxizitätspotenzial von E-Zigaretten im Vergleich zu Tabakzigaretten in einem In-vitro-Modell belegen, das der realen Rauchbelastung ähnelt.

https://doi.org/10.1002/dta.3275

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35434934/

Caruso M, Distefano A, Emma R, et al. In vitro cytoxicity profile of e-cigarette liquid samples on primary human bronchial epithelial cells [published online ahead of print, 2022 Apr 17]. Drug Test Anal. 2022;10.1002/dta.3275. doi:10.1002/dta.3275

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Die Nutzung von E-Zigaretten hat sich als beliebte und als sicher geltende Alternative zum Tabakkonsum etabliert. Die in E-Zigaretten verwendeten E-Liquids enthalten oft Aromastoffe wie Maltol, über deren Auswirkungen auf die Lungengesundheit wenig bekannt ist. In einer Studie wurden die Auswirkungen von aus erster Hand und aus zweiter Hand inhaliertem maltolhaltigem E-Zigaretten-Aerosol auf den Lungstoffwechsel untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Maltol den Stoffwechsel von Lungengewebezellen beeinflusst, insbesondere den Aminosäurestoffwechsel. Auch oxidative Stressreaktionen wurden festgestellt. Die Studie deutet auf die Notwendigkeit hin, die Auswirkungen von aromatisierten E-Zigaretten-Aerosolen auf den Lungstoffwechsel und das Risiko von Lungenerkrankungen systematisch zu erforschen.

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.

Zusammenfassung

Immer mehr Menschen verwenden elektronische Zigaretten (ENDS) als vermeintlich sichere Alternative zum Tabakrauchen. In den E-Liquids, die zur Erzeugung des Dampfes verwendet werden, sind oft auch Aromastoffe enthalten. In dieser Studie wurde untersucht, wie sich der Aromastoff Maltol auf den Stoffwechsel in den Lungen auswirkt, wenn er als Dampf inhaliert wird. Dazu wurden menschliche Lungenepithelzellen mit ENDS-Dampf in verschiedenen Konzentrationen ausgesetzt und die Auswirkungen auf den Stoffwechsel untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Maltol in den E-Liquids den Stoffwechsel der Lungenzellen beeinflusst und oxidative Schäden verursacht. Sowohl bei direkter als auch bei indirekter Exposition wurden Auswirkungen beobachtet, was eine systematische Untersuchung der Auswirkungen von Aromastoffen in ENDS-Dämpfen auf den Stoffwechsel und das Risiko von Lungenerkrankungen erforderlich macht.

https://doi.org/10.1093/toxsci/kfab051

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34009373/

Jarrell ZR, Smith MR, He X, Orr M, Jones DP, Go YM. Firsthand and Secondhand Exposure Levels of Maltol-Flavored Electronic Nicotine Delivery System Vapors Disrupt Amino Acid Metabolism. Toxicol Sci. 2021;182(1):70-81. doi:10.1093/toxsci/kfab051

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Die Verwendung von E-Zigaretten steigt weiter an, aber die Sicherheit von E-Zigaretten-Aerosolen wird in Frage gestellt. Eine Studie mit Mäusen und menschlichen Darmorganoiden zeigt, dass chronischer, nikotinfreier Gebrauch von E-Zigaretten die Entzündung erhöht und die Expression von Tight Junction-Markern reduziert. Dies führt zu einer Barriere-Störung und einer erhöhten Entzündung in Reaktion auf Infektionen. Diese Ergebnisse zeigen, dass auch "nikotinfreie" Komponenten von E-Zigaretten die Darmbarriere schädigen können. Eine intakte Darmbarriere ist jedoch wichtig für die Gesundheit und diese Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Medizin und die öffentliche Gesundheit.

Anmerkung: Die Ergebnisse dieser Studie stammen aus einem Tierversuch an Mäusen. Diese wurden automatisch erzeugtem Aerosol ausgesetzt. Generell sind Tierversuche bei denen die Tiere E-Zigaretten-Aerosol ausgesetzt werden kritisch zu betrachten. Während ein menschlicher Konsument sofort mit dem Konsum aufhört, wenn der Verdampfer trockenläuft (Liquidmangel/Nachflussmangel) oder Überhitzt (falsche Einstellung), bleibt ein Tier weiterhin den potenziell schadstoffbelasteten Expositionen ausgesetzt. 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.

Zusammenfassung

Der Konsum von E-Zigaretten nimmt weiter zu, doch die Sicherheit von E-Zigaretten-Aerosolen wird in Frage gestellt. Anhand von Mäusemodellen mit akuter und chronischer Inhalation von E-Zigaretten-Aerosolen, Transkriptomik des Mäusedarms und murinen und menschlichen Darmorganoiden in Co-Kulturmodellen haben wir die Auswirkungen des E-Zigarettenkonsums auf die Darmbarriere untersucht. Histologische und Transkriptomanalysen ergaben, dass chronischer, aber nicht akuter, nikotinfreier E-Zigarettenkonsum die Entzündung erhöht und die Expression von Tight Junction (TJ)-Markern verringert. Die Exposition von enteroid-derived monolayers (EDMs) von Mäusen und Menschen gegenüber nikotinfreien E-Zigaretten-Aerosolen allein oder in Co-Kultur mit Bakterien führt ebenfalls zu einer Störung der Barriere, einer Herabregulierung des TJ-Proteins und einer verstärkten Entzündung als Reaktion auf eine Infektion. Diese Daten unterstreichen die schädlichen Auswirkungen der "nikotinfreien" Komponente von E-Zigaretten auf die Darmbarriere. In Anbetracht der Bedeutung einer intakten Darmbarriere für die Fitness des Wirts und der Auswirkungen von Entzündungen der Darmschleimhaut auf eine Vielzahl chronischer Krankheiten sind diese Ergebnisse sowohl für die Medizin als auch für das öffentliche Gesundheitswesen von großer Bedeutung.

https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102035

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33537654/

Sharma A, Lee J, Fonseca AG, et al. E-cigarettes compromise the gut barrier and trigger inflammation. iScience. 2021;24(2):102035. Published 2021 Jan 6. doi:10.1016/j.isci.2021.102035

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Rauchen ist die führende vermeidbare Ursache für Krebs. Auch während einer Krebstherapie verringert das Rauchen die Überlebenschancen. Angesichts der negativen Auswirkungen des Rauchens und der Schwierigkeiten beim Rauchstopp fragen sich Krebspatienten, ob sie auf E-Zigaretten umsteigen sollten. Um diese Entscheidung auf der Grundlage von Fakten treffen zu können, haben Wissenschaftler die Auswirkungen von E-Zigaretten-Aerosol-Exposition auf die Cisplatin-Resistenz von Kopf- und Halskrebszellen untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Exposition gegenüber E-Zigaretten-Aerosol-Extrakten wie auch Tabakrauch die Resistenz gegenüber Chemotherapeutika erhöhen kann.

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.

Zusammenfassung

Tabakrauchen ist die häufigste vermeidbare Krebsursache. Darüber hinaus verkürzt das fortgesetzte Rauchen während der Krebstherapie die Gesamtüberlebenszeit. Im Bewusstsein der negativen Folgen des Tabakrauchens und der Schwierigkeiten bei der Raucherentwöhnung fragen Krebspatienten nach, ob sie auf elektronische Zigaretten (E-Zigaretten) umsteigen sollten. Um evidenzbasierte Daten für diese Entscheidung zu erhalten, haben wir die Auswirkungen der Exposition gegenüber E-Zigaretten-Aerosolen auf die Cisplatin-Resistenz von Kopf- und Halskrebszellen untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Krebszellen, die E-Zigaretten-Aerosol-Extrakten ausgesetzt und mit Cisplatin behandelt wurden, im Vergleich zu nicht-exponierten Zellen einen signifikanten Rückgang des Zelltods, einen Anstieg der Lebensfähigkeit und einen Anstieg des klonogenen Überlebens aufweisen. Darüber hinaus erhöhte die Exposition mit E-Zigaretten-Aerosol-Extrakten die Cisplatin-Konzentration, die erforderlich ist, um eine 50%ige Verringerung des Zellwachstums (IC50) zu bewirken, auf eine nikotinunabhängige Weise. Tabakrauchextrakte führten zu einer ähnlichen Erhöhung der Cisplatinresistenz. Veränderungen in der Expression von Medikamentenein- und -ausschleusungstransportern und nicht die Aktivierung von Zellwachstumswegen oder DNA-Schadensreparatur tragen zur E-Zigaretten-induzierten Cisplatinresistenz bei. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Konsum von E-Zigaretten, ähnlich wie Tabak zum Verbrennen, die Chemotherapieresistenz erhöhen könnte, und unterstreichen die dringende Notwendigkeit einer strengen Bewertung der gesundheitlichen Auswirkungen von E-Zigaretten, um eine evidenzbasierte öffentliche Gesundheitspolitik zu gewährleisten.

https://doi.org/10.1038/s41598-021-81148-0

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33469038/

Manyanga J, Ganapathy V, Bouharati C, et al. Electronic cigarette aerosols alter the expression of cisplatin transporters and increase drug resistance in oral cancer cells. Sci Rep. 2021;11(1):1821. Published 2021 Jan 19. doi:10.1038/s41598-021-81148-0

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Eine Studie hat untersucht, wie sich der Konsum von E-Zigaretten auf die Schleimproduktion in den Atemwegen auswirkt. Dabei wurde festgestellt, dass das Dampfen die Produktion von einem bestimmten Schleim (MUC5AC) in den Atemwegen anregt, aber nicht die Produktion von einem anderen Schleim (MUC5B). Die Forscher haben auch herausgefunden, dass dies durch bestimmte Signalwege im Körper verursacht wird. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass E-Zigaretten die Schleimproduktion in den Atemwegen anregen können und dadurch das Risiko von Atemwegserkrankungen erhöhen.

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.

Zusammenfassung

Zielsetzungen: Das Aufkommen der elektronischen Zigaretten (E-Zigaretten) hat zu einer neuen Wahrnehmung des Tabakmarktes geführt. Im Gegensatz zum herkömmlichen Tabak liegt der größte Vorteil der E-Zigaretten darin, dass sie weniger riechen und bequem und preiswert sind. Die meisten E-Zigaretten-Raucher glauben, dass E-Zigaretten-Rauchen weniger schädlich ist als herkömmliches Rauchen. Die Informationen über die Auswirkungen von E-Zigaretten auf die menschliche Gesundheit sind begrenzt, und das Thema bleibt umstritten.

Methoden: Wir untersuchten die Auswirkungen von E-Zigaretten-Dampf auf Mucin (MUC5AC und MUC5B) und die Veränderung von MUC5AC und MUC5B durch E-Zigaretten-Liquid mit oder ohne Nikotin in Epithelzellen der Atemwege. Die Auswirkungen von E-Zigaretten-Dampf mit oder ohne Nikotin auf Mucin sowie die beteiligten Signalwege wurden mit Hilfe der reversen Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (PCR), der Echtzeit-PCR, Enzym-Immunoassays und Immunoblot-Analysen mit verschiedenen spezifischen Inhibitoren und Small Interfering RNA untersucht.

Ergebnisse: E-Zigarettendampf mit oder ohne Nikotin stimulierte die Expression von MUC5AC, aber nicht von MUC5B, in Epithelzellen der Atemwege. Darüber hinaus zeigten wir, dass E-Zigarettendampf mit und ohne Nikotin die MUC5AC-Expression über die Aktivierung der mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK; extrazelluläre signalregulierte Kinase [ERK] 1/2 und p38) und des Nuclear Factor Kappa-Light-Chain-Enhancer of Activated B Cells (NF-κB) Signalweges in menschlichen Atemwegsepithelzellen induzierte.

Schlussfolgerung: E-Zigaretten-Dampf mit und ohne Nikotin erhöhte die MUC5AC-Expression in menschlichen Atemwegsepithelzellen signifikant.

https://doi.org/10.21053/ceo.2020.01907

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33355840/

Song SY, Na HG, Kwak SY, Choi YS, Bae CH, Kim YD. Changes in Mucin Production in Human Airway Epithelial Cells After Exposure to Electronic Cigarette Vapor With or Without Nicotine. Clin Exp Otorhinolaryngol. 2021;14(3):303-311. doi:10.21053/ceo.2020.01907

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Eine Studie hat verschiedene E-Zigaretten-Liquids auf ihre Toxizität untersucht und festgestellt, dass einige Liquids Zellschäden verursachen können. Dabei wurden 10 verschiedene Geschmacksrichtungen mit und ohne Nikotin auf ihre Auswirkungen auf drei Arten von Zellen im Mund untersucht. Drei Liquids verursachten Zellschäden von mindestens 20%, während neun Produkte oxidative Stressreaktionen auslösten. Die beiden geschmacklich am meisten ausgeprägten Liquids waren die gefährlichsten. Die Studie gibt neue Erkenntnisse über die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen bestimmter E-Zigaretten-Liquids.

Kritische Betrachter könnten anführen, dass es sich bei dieser Studie um Laboruntersuchungen an künstlich gezüchteten Zellen handelt und es nicht automatisch bedeute, dass diese Ergebnisse für den menschlichen Körper übertragbar sind. Außerdem wurden nur wenige Liquids untersucht und die Ergebnisse können somit nicht für alle E-Zigaretten-Liquids verallgemeinert werden.

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.

Zusammenfassung

Elektronische Zigaretten sind unter Jugendlichen das am häufigsten verwendete nikotinhaltige Produkt. Das orale Epithel ist die erste Expositionsstelle, und unsere jüngste Arbeit hat gezeigt, dass E-Liquids hinsichtlich der Zusammensetzung und des Gehalts an chemischen Bestandteilen, die sich auf die Nikotinablagerung in einem menschlichen Mund-Trachea-Abdruck auswirken und die Bildung reaktiver Karbonylverbindungen beeinflussen, sehr unterschiedlich sind. Hier wird die Dosis-Wirkung für die Zytotoxizität und Genotoxizität der von E-Zigaretten erzeugten Aerosole von 10 verschiedenen aromatisierten E-Liquids mit und ohne Nikotin im Vergleich zu geschmacksneutralen Produkten in 3 immortalisierten oralen Epithelzelllinien untersucht. Drei E-Liquids, Blue Pucker, Love Potion und Jamestown, verursachten eine Zelltoxizität von ≥20%, die mit dem Neutralrot-Aufnahmetest ermittelt wurde. Neun Produkte lösten bei mindestens einer Zelllinie einen signifikanten oxidativen Stress aus, der mit dem ROS-Glo-Assay bis zu 2,4-fach quantifiziert wurde, wobei Love Potion mit und ohne Nikotin bei allen Zelllinien eine Dosiswirkung zeigte. Die mit dem Thiobarbitursäure-Assay nachgewiesene Lipidperoxidation war bei den Produkten weniger häufig, jedoch wurde bei einzelnen Zelllinien eine Dosisanpassung um das bis zu 12-fache festgestellt. Die Bildung von Mikrokernen, die auf Genotoxizität hinweist, war bei einigen Produkten bis zum 5-fachen erhöht. Blue Pucker war das genotoxischste E-Liquid, das unabhängig vom Nikotinstatus bei allen Zelllinien Mikronuklei hervorrief. Ein aus allen Tests abgeleiteter Potenzwert identifizierte Blue Pucker und Love Potion als die gefährlichsten E-Liquids. Diese In-vitro-Studien zur akuten Exposition liefern neue Erkenntnisse über das Potenzial einiger aromatisierter E-Liquids, signifikante Mengen an oxidativem Stress und Genotoxizität zu induzieren.

https://doi.org/10.1093/toxsci/kfaa174

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33226417/

Tellez CS, Juri DE, Phillips LM, et al. Cytotoxicity and Genotoxicity of E-Cigarette Generated Aerosols Containing Diverse Flavoring Products and Nicotine in Oral Epithelial Cell Lines. Toxicol Sci. 2021;179(2):220-228. doi:10.1093/toxsci/kfaa174

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Die Inhalation von E-Zigaretten-Aerosolen kann zu einer potenziell tödlichen Lungenschädigung führen. Eine Studie untersuchte die Auswirkungen von Designmerkmalen von E-Zigaretten auf die Zusammensetzung von Aerosolen und die Toxizität auf Zellen. Es stellte sich heraus, dass Butteraroma-E-Zigaretten-Aerosole, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen (< 0,5 Ω) produziert wurden, hohe Mengen an Karbonylen enthalten, einschließlich Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein. Hingegen enthielten Aerosole, die unter regulären Bedingungen produziert wurden, weniger Karbonyl. Zellen, die mit Butter- oder Zimtaroma-E-Zigaretten-Aerosolen unter "Sub-Ohm"-Bedingungen ausgesetzt wurden, zeigten eine signifikante Toxizität, beeinträchtigte Zellstruktur und erhöhte Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies. Die Zimtaroma-Aerosole führten zudem zu Pro-Oxidationswirkungen. Die Produktion von hohen Karbonylmengen ist möglicherweise geschmacksabhängig. Insgesamt ist das Einatmen von Aerosolen, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen produziert werden, schädlich für Lungenepithelzellen und kann zu oxidativem Stress führen.

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.

Zusammenfassung

Hintergrund: Der Kontakt mit Aerosolen von E-Zigaretten kann potenziell tödliche Lungenschäden verursachen (EVALI). Die Zell- und Molekularmechanismen, die diesen Effekten zugrunde liegen, sind jedoch unbekannt. In dieser Studie wurde ein in-vitro-Modell verwendet, um den Einfluss von zwei Designmerkmalen von E-Zigaretten der dritten Generation auf die Zusammensetzung von Aerosolen und die zelluläre Toxizität zu bestimmen. Methoden: Menschliche Bronchialepithelzellen wurden in einem Vitrocell-Expositionssystem mit E-Zigaretten Aerosolen in Butter- und Zimtgeschmacksrichtungen ausgesetzt. Die Expositionen wurden gemäß eines Standard-Vaping-Topographieprofils für 2 Stunden pro Tag an 1 oder 3 aufeinanderfolgenden Tagen durchgeführt. 24 Stunden nach der Exposition wurden zelluläre und molekulare Ergebnisse bewertet. Ergebnisse: Buttergeschmack-Aerosole, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen (<0,5 Ω) produziert wurden, enthielten hohe Mengen an Carbonylen (7-15 μg/Puff), einschließlich Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein. Aerosole, die unter regulären Bedingungen produziert wurden (Widerstand> 1 Ω und Spannung> 4,5 V), enthielten niedrigere Carbonylspiegel (<2 μg/Puff). Die Zimtgeschmack-Aerosole enthielten viel niedrigere Mengen an Carbonylen als die Buttergeschmack-Aerosole. H292-Zellen, die Butter- oder Zimtgeschmack-Aerosolen unter "Sub-Ohm"-Bedingungen für 1 oder 3 Tage ausgesetzt waren, zeigten eine signifikante Zytotoxizität, eine Abnahme der Integrität von Tight Junctions, eine erhöhte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies und eine dysregulierte Genexpression im Zusammenhang mit Biotransformation, Entzündung und oxidativem Stress. Schlussfolgerung: Das Einatmen von E-Zigaretten Aerosolen, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen produziert werden, ist für Lungenepithelzellen schädlich. Die Herstellung von Sub-Ohm-Atomizern für E-Zigaretten sollte von Regulierungsbehörden verhindert werden.

https://doi.org/10.1186/s12931-020-01571-1

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33213456/

Noël A, Hossain E, Perveen Z, Zaman H, Penn AL. Sub-ohm vaping increases the levels of carbonyls, is cytotoxic, and alters gene expression in human bronchial epithelial cells exposed at the air-liquid interface. Respir Res. 2020;21(1):305. Published 2020 Nov 19. doi:10.1186/s12931-020-01571-1

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Der Konsum von E-Zigaretten soll laut einigen Studien weniger schädlich sein als das Rauchen von Zigaretten. In dieser Studie wurde der Einfluss von Aerosolen einer E-Zigarette (IQOS MESH von Philip Morris International) im Vergleich zum Rauchen einer Zigarette (3R4F Reference Cigarette) auf menschliche Atemwegszellen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass der Konsum von IQOS MESH Aerosol im Vergleich zum Rauchen von Zigaretten keinen zytotoxischen Effekt auf die Zellen hatte und auch die Flimmerhärchen in den Bronchien nicht beeinträchtigte. Außerdem wurde bei der E-Zigarette eine geringere Auswirkung auf die Genexpression und die Proteinproduktion festgestellt. Die Studie legt nahe, dass IQOS MESH Aerosol im Vergleich zu Zigarettenrauch weniger schädlich sein könnte.

Anmerkung: Die Studie wurde von Philip Morris International finanziert, was einen Interessenkonflikt darstellen könnte.

Zusammenfassung

Es wird vermutet, dass die Exposition gegenüber Aerosolen aus elektronischen Dampfprodukten (E-Dampf) für Raucher weniger gefährlich ist als die Exposition gegenüber Zigarettenrauch. Obwohl viele Studien über E-Dampf-Produkte die Auswirkungen von Flüssigformulierungen auf Zellkulturen getestet haben, haben nur wenige die Auswirkungen von aerosolisierten Formulierungen bewertet. Wir untersuchten die Auswirkungen einer akuten Exposition gegenüber dem Aerosol eines E-Dampfgeräts, das die MESH®-Technologie (IQOS® MESH, Philip Morris International) verwendet, und gegenüber CS aus der 3R4F-Referenzzigarette auf menschliche organotypische bronchiale Epithelkulturen und alveoläre Trikulturmodelle. Im Gegensatz zur 3R4F-CS-Exposition verursachte die Exposition mit dem IQOS MESH-Aerosol (Geschmacksrichtung Classic Tobacco) keine Zytotoxizität in bronchialen Epithel-Kulturen oder alveolären Trikulturen trotz der höheren Konzentrationen an abgelagertem Nikotin (3- bzw. 4-fach). Die CS-Exposition verursachte eine deutliche Abnahme der Frequenz und der aktiven Fläche des Ziliarklopfens in Bronchialkulturen, während die IQOS MESH-Aerosol-Exposition dies nicht tat. Die globalen mRNA-Expressions- und sekretierten Protein-Profile zeigten eine signifikant geringere Auswirkung der IQOS MESH-Aerosol-Exposition als die 3R4F CS-Exposition. Insgesamt zeigt unsere Studie über die gesamte Aerosol-Exposition eine deutlich geringere Auswirkung von IQOS MESH-Aerosol im Vergleich zu CS in bronchialen und alveolären Kulturen, selbst bei höheren Nikotindosierungen.

https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2020.11.006

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33220401/

Giralt A, Iskandar AR, Martin F, et al. Comparison of the biological impact of aerosol of e-vapor device with MESH® technology and cigarette smoke on human bronchial and alveolar cultures. Toxicol Lett. 2021;337:98-110. doi:10.1016/j.toxlet.2020.11.006