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Schlagwort: In Vitro

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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

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ie Studie untersucht die Auswirkungen von E-Zigaretten auf die Glukoseaufnahme in menschlichen Atemwegsepithelzellen. Die verwendeten Bestandteile Propylenglykol und pflanzliches Glycerin hemmen die Glukoseaufnahme und verringern die ATP-Synthese in den Zellen. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Schutzfunktion des Epithels führen und somit zu einer Schädigung der Atemwege beitragen. Daher empfehlen die Autoren der Studie, dass eine wiederholte oder chronische Exposition gegenüber diesen Bestandteilen wahrscheinlich zu einer Schädigung der Atemwege bei E-Zigaretten-Nutzern führ

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 Nikotin-Liefer-Systeme, auch E-Zigaretten genannt, verwenden eine Flüssigkeitslösung, die normalerweise Propylenglykol (PG) und pflanzliches Glycerin (VG) enthält, um Dampf zu erzeugen und als Träger für Nikotin und Aromen zu dienen. Es gibt Hinweise darauf, dass diese "Trägerstoffe" das Wachstum und Überleben von Epithelzellen, einschließlich der Zellen der Atemwege, reduzieren können. Die Forscher haben untersucht, ob PG und VG die Glukoseaufnahme in menschlichen Atemwegsepithelzellen hemmen und dadurch das Überleben von Zellen in den Atemwegen reduzieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass kurzfristige Exposition gegenüber PG und VG die Glukoseaufnahme und den Stoffwechsel von Atemwegszellen hemmt. Die Forscher vermuten, dass dies aufgrund der Verringerung des Zellvolumens und der Membranflüssigkeit durch PG und VG geschieht, was weitere Auswirkungen auf die Epithelbarrierefunktion hat. Diese Faktoren tragen wahrscheinlich zur Schädigung der Atemwege von E-Zigaretten-Nutzern bei.

https://doi.org/10.1152/ajplung.00123.2020

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32996783/

Woodall M, Jacob J, Kalsi KK, et al. E-cigarette constituents propylene glycol and vegetable glycerin decrease glucose uptake and its metabolism in airway epithelial cells in vitro. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2020;319(6):L957-L967. doi:10.1152/ajplung.00123.2020

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Die Studie beschäftigt sich mit der Wirkung von E-Zigaretten der dritten Generation auf die Mundhöhle und die Auswirkungen der wiederholten Verwendung von Atomizern. Dabei wurden acht verschiedene E-Liquids getestet und festgestellt, dass der Dampf aus einer neuen Atomizer-Generation Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein enthielt, aber keine freien Radikale. Es wurde auch beobachtet, dass die Verwendung desselben Atomizers zu einer Erhöhung der Produktion von Carbonylen, Emissionen von Radikalen und Zytotoxizität führte.

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

E-Zigaretten gibt es in verschiedenen Generationen, die sich in Design, Aerosolproduktion und Anpassbarkeit unterscheiden. Die neueste Generation scheint bei aktuellen und ehemaligen Rauchern beliebter zu sein, da sie das Verlangen nach Tabak effektiver befriedigt. Frühere Studien haben gezeigt, dass E-Zigaretten-Aerosole aus älteren Geräten in vitro zytotoxisch sein können. Es gibt jedoch nur wenige Studien über die dritte Generation von E-Zigaretten und die Auswirkungen auf die Zellen der Mundhöhle, die hohen E-Zigaretten-Aerosolen ausgesetzt sind. Eine neue Studie hat nun gezeigt, dass einige E-Zigaretten-Aerosole, die mit einem neuen Atomizer produziert werden, Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein enthalten können und zytotoxisch für menschliche Mundhöhlenzellen sein können. Die Studie weist darauf hin, dass die Verwendung der gleichen Atomizer wiederholt und die Alterung des Atomizers zu einer erhöhten Toxizität führen kann.

https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.0c00028

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32909746/

Ureña JF, Ebersol LA, Silakov A, Elias RJ, Lambert JD. Impact of Atomizer Age and Flavor on In Vitro Toxicity of Aerosols from a Third-Generation Electronic Cigarette against Human Oral Cells. Chem Res Toxicol. 2020;33(10):2527-2537. doi:10.1021/acs.chemrestox.0c00028

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Eine neue Studie untersuchte die Auswirkungen von E-Zigaretten-Dampf und Zigarettenrauch auf Zellen im Mund. Die Ergebnisse zeigen, dass Zigarettenrauch die Zellen mehr schädigt als E-Zigaretten-Dampf. Die Zellen wuchsen langsamer, wenn sie Zigarettenrauch ausgesetzt waren, aber ihre Aktivität war normal, wenn sie E-Zigaretten-Dampf ausgesetzt waren. Es gab auch keine signifikanten Unterschiede in der Anzahl von absterbenden Zellen oder in der Bildung von schädlichen Stoffen in den Zellen. Dies bedeutet, dass E-Zigaretten-Dampf weniger schädlich für die Mundgesundheit sein kann als Zigarettenrauch.

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

Menschliche Zellen im Zahnfleisch, sogenannte Gingivafibroblasten (HGF), spielen eine wichtige Rolle bei der Heilung von Wunden und Mundkrebs. Sie sind auch die ersten Zellen, die mit E-Zigaretten-Dampf (eCV) oder Zigarettenrauch (CS) in Berührung kommen, wenn man inhaliert. Obwohl die schädigenden Auswirkungen von Zigarettenrauch auf Zellen gut erforscht sind, sind die Auswirkungen von E-Zigaretten-Dampf auf Gingivazellen noch unklar. Ziel dieser Untersuchung im Labor war es, die Auswirkungen von eCV und CS auf HGF im Hinblick auf Zellwachstum, Stoffwechselaktivität, Zelltod und die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) zu vergleichen. Nach 24 Stunden waren die Zellzahlen bei CS-exponierten Zellen im Vergleich zu eCV-exponierten Zellen im Vergleich zur Kontrolle signifikant verringert. Zu späteren Zeitpunkten konnten solche Unterschiede nicht mehr beobachtet werden. Im Vergleich zur Kontrolle zeigte HGF, die mit eCV stimuliert wurden, 1, 24 und 48 Stunden nach der Exposition eine signifikant höhere Stoffwechselaktivität. 24 Stunden nach der Exposition war die Stoffwechselaktivität in beiden Testgruppen erhöht. Es wurden keine signifikanten Unterschiede in der Menge an Apoptose / Nekrose zwischen den Gruppen festgestellt. Nur in CS-exponierten Zellen war die ROS-Bildung 1, 3 und 6 Stunden nach der Exposition erhöht. Zusammenfassend kann man sagen, dass im Vergleich zum herkömmlichen Zigarettenrauch eine weniger schädliche Wirkung von eCV auf HGF angenommen werden kann.

https://doi.org/10.1016/j.tiv.2020.105005

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32956835/

Vermehren MF, Wiesmann N, Deschner J, Brieger J, Al-Nawas B, Kämmerer PW. Comparative analysis of the impact of e-cigarette vapor and cigarette smoke on human gingival fibroblasts. Toxicol In Vitro. 2020;69:105005. doi:10.1016/j.tiv.2020.105005

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Die Verwendung von E-Zigaretten hat das Potenzial, die Balance im Lungengewebe zu stören und gesunde Zellen zu töten. In einer Studie wurden Lungepithelzellen und Makrophagen (Fresszellen) mit E-Zigaretten-Aerosol und Nikotin exponiert. Dabei wurden Apoptose und Nekrose in den Zellen festgestellt und die Fähigkeit von Makrophagen, totes Gewebe und Pathogene zu entfernen, wurde beeinträchtigt. Die Präsenz von Nikotin in E-Zigaretten-Aerosol erhöhte dessen Toxizität und schädigte die Funktion der Makrophagen. E-Zigaretten-Aerosol-Exposition kann somit potenziell negative Auswirkungen auf die Lungenfunktion haben.

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

Der Gebrauch von E-Zigaretten steigt schneller an als unser Verständnis für mögliche gesundheitsschädliche Auswirkungen. Eine gesunde Lunge wird durch das Gleichgewicht zwischen Zellsterben, dem Abtransport von Zellresten und der Beseitigung von Krankheitserregern aufrechterhalten. In dieser Studie wurden verschiedene Zelltypen von Lungenzellen und Immunzellen mit E-Zigaretten-Aerosol ausgesetzt, um zu untersuchen, ob die Verwendung von E-Zigaretten dieses Gleichgewicht stören kann. Die Ergebnisse zeigten, dass der Gebrauch von E-Zigaretten zu Zellsterben in Lungenepithelzellen und Immunzellen führen kann. Außerdem kann der Gebrauch von E-Zigaretten die Fähigkeit von Immunzellen beeinträchtigen, Zellreste und Krankheitserreger aufzunehmen und zu beseitigen.

https://doi.org/10.1165/rcmb.2019-0200oc

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32469619/

Serpa GL, Renton ND, Lee N, Crane MJ, Jamieson AM. Electronic Nicotine Delivery System Aerosol-induced Cell Death and Dysfunction in Macrophages and Lung Epithelial Cells. Am J Respir Cell Mol Biol. 2020;63(3):306-316. doi:10.1165/rcmb.2019-0200OC

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Diese Studie untersuchte die akuten toxischen Auswirkungen des Konsums von E-Zigaretten mit einer neuen Methode, bei der verschiedene Aerosole in A549-Zellkulturen getestet wurden. Es wurden zahlreiche Zytotoxizitätsassays verwendet und die Ergebnisse zeigten, dass eine Exposition gegenüber E-Zigaretten-Aerosolen (dreißig Züge bei 40 W und höher) signifikante zytotoxische, genotoxische und apoptotische Wirkungen auf die Zellen hatte. Die Ergebnisse verdeutlichen das Risiko des Gebrauchs von E-Zigaretten.

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

In dieser Studie wurden die akuten toxischen Auswirkungen des Konsums von E-Zigaretten mithilfe einer neuen dynamischen Expositionsmethodik untersucht. Die Methodik wurde eingesetzt, um verschiedene von E-Zigaretten erzeugte Aerosole in A549-Zellkulturen zu testen. Die chemische Profilierung der E-Liquids wurde mittels GC-MS-Analyse erreicht, während die Toxizität von verdünnten E-Liquid-Aerosolen mithilfe zahlreicher Zytotoxizitätsassays berichtet wurde. Die vorgestellten Ergebnisse wiesen darauf hin, dass eine akute Aerosolexposition (dreißig Züge bei 40 W Leistung und höher) zu signifikanter zytotoxischer, genotoxischer und apoptotischer Induktion in den exponierten Zellen führte. Diese Ergebnisse verdeutlichen die erheblichen Risiken, die durch den Konsum von E-Zigaretten entstehen können. Die vorgeschlagene Methodik erwies sich als nützliches Instrument zur zukünftigen Untersuchung der Toxizität von von E-Liquids erzeugten Aerosolen.

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127874

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33297006/

Khalil C, Chahine JB, Haykal T, Al Hageh C, Rizk S, Khnayzer RS. E-cigarette aerosol induced cytotoxicity, DNA damages and late apoptosis in dynamically exposed A549 cells. Chemosphere. 2021;263:127874. doi:10.1016/j.chemosphere.2020.127874

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Die Studie untersucht die Auswirkungen von Tabakrauch, E-Zigaretten und Wasserpfeifen auf die Lungenzellen. Hierzu wurden menschliche Bronchialepithelzellen in vitro über einen Zeitraum von zehn Tagen mit den Produkten behandelt und anschließend auf ihre Zellstruktur und -funktion getestet. Dabei wurde festgestellt, dass insbesondere E-Zigaretten mit einer Nikotinkonzentration von 1,2% die Funktion der Luftwegsepithelzellen stark beeinträchtigen können. Die Studie zeigt damit eindeutige Hinweise auf die schädlichen Auswirkungen von E-Zigaretten auf die Lunge.

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: In Anbetracht des jüngsten Anstiegs von Lungenverletzungen im Zusammenhang mit dem Gebrauch von elektronischen Zigaretten haben wir ein in vitro-Modell für die subchronische Exposition menschlicher Bronchialepithelzellen (HBECs) an der Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche entwickelt, um die Verschlechterung der Epithelzellbarriere durch die subchronische Exposition gegenüber Zigarettenrauch (CS), E-Zigaretten-Aerosol (EC) und Tabak-Wasserpfeifen-Exposition (TW) zu bestimmen.

Methoden: Zu den analysierten Produkten gehören handelsübliche E-Liquids mit 0 % oder 1,2 % Nikotinkonzentration, Tabakmischungen (Shisha) und Zigaretten der Referenzklasse (3R4F). In einer Reihe von Experimenten wurden HBECs 10 Tage lang EC (0 und 1,2%), CS oder Kontrollluft ausgesetzt, wobei eine Zigarette pro Tag verwendet wurde. In der zweiten Versuchsreihe wurde pseudostratifiziertes primäres Epithelgewebe jeden zweiten Tag 1 Stunde/Tag mit TW oder Kontrollluft exponiert, bis drei Expositionen durchgeführt wurden. Nach 16-18 Stunden der letzten Exposition untersuchten wir die Barrierefunktion/strukturelle Integrität der Epithel-Monolayer mit dem Fluorescein-Isothiocyanat-Dextran-Flux-Assay (FITC-Dextran), Messungen des trans-elektrischen Epithel-Widerstands (TEER), Bewertung des Prozentsatzes der sich bewegenden Zilien, der Zilien-Schlagfrequenz (CBF), der Zell-Bewegung und Quantifizierung der E-Cadherin-Genexpression durch quantitative Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR) in Rückwärts-Transkription.

Ergebnisse: Im Vergleich zur Luftkontrolle erhöhte CS die Fluoreszenz (FITC-Dextran-Assay) um das 5,6-fache, wobei CS und EC (1,2%) die TEER auf 49 bzw. 60% reduzierten. Die CS- und EC (1,2%)-Exposition reduzierte die CBF auf 62 bzw. 59% und die Zilienbewegung auf 47 bzw. 52% im Vergleich zur Kontrollluft. CS und EC (1,2%) erhöhten die Zellgeschwindigkeit im Vergleich zur Luftkontrolle um das 2,5- bzw. 2,6-fache. Die durch die CS-Exposition auf 39 % der Kontrollluft reduzierte Expression von E-Cadherin zeigt einen Einblick in einen plausiblen molekularen Mechanismus. Insgesamt führten EC- (0%) und TW-Expositionen zu einer moderateren Abnahme der epithelialen Integrität, während EC (1,2%) die epitheliale Barrierefunktion der Atemwege vergleichbar mit der CS-Exposition erheblich verringerte.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse unterstützen eine toxische Wirkung der subchronischen Exposition gegenüber EG (1,2%), die sich in einer Störung der Integrität der bronchialen Epithelzellenbarriere zeigt, während weitere Forschung erforderlich ist, um den molekularen Mechanismus dieser Beobachtung sowie die Toxizität von TW und EG (0%) bei chronischer Exposition zu untersuchen.

https://doi.org/10.1186/s12890-020-01255-y

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32787821/

Ghosh B, Reyes-Caballero H, Akgün-Ölmez SG, et al. Effect of sub-chronic exposure to cigarette smoke, electronic cigarette and waterpipe on human lung epithelial barrier function. BMC Pulm Med. 2020;20(1):216. Published 2020 Aug 12. doi:10.1186/s12890-020-01255-y

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Eine Studie untersuchte die Auswirkungen von E-Zigaretten auf die Schleimhäute der Nase. Es wurden menschliche Nasenschleimhautzellen und Nasenschleimhautgewebe sowohl E-Zigaretten-Aerosol als auch Zigarettenrauch ausgesetzt. Die Ergebnisse zeigten, dass E-Zigaretten eine strukturelle Deregulierung und eine Abnahme der Proliferationsrate verursachten sowie pro-inflammatorische Zytokinantworten auslösten. Die Forscher schlussfolgern, dass E-Zigaretten die Nasenschleimhaut schädigen und die angeborene Immunfunktion beeinträchtigen könnten.

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

Zielsetzung: Bei der Verwendung von E-Zigaretten kommt das Aerosol mit verschiedenen Schleimhautgeweben, darunter auch dem Nasenepithel, in Kontakt, was zu nasalen Pathologien führen kann. Wir haben daher die Auswirkungen von E-Zigaretten auf das Verhalten von Nasenepithelzellen und -gewebe untersucht.

Methoden: Humane primäre Nasenepithelzellen und künstlich hergestellte 3D-Nasenschleimhautgewebe wurden entweder E-Zigaretten-Aerosol oder normalem Zigarettenrauch ausgesetzt oder nicht. Anschließend wurden die Lebensfähigkeit der Zellen und die Aktivität der Laktatdehydrogenase (LDH) untersucht. Anhand der Gewebe wurden die Gewebestruktur, die Expression des Proliferationsmarkers Ki67 und die Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen durch die künstliche Nasenschleimhaut analysiert.

Ergebnisse: Die nasalen Epithelzellen, die E-Zigaretten ausgesetzt waren, wiesen nach der Exposition gegenüber E-Zigaretten eine größere Zellgröße und einen schwachen Zellkern auf. Dies wird durch die erhöhte LDH-Aktivität nach der Exposition mit E-Zigaretten im Vergleich zu der in der Kontrolle beobachteten Aktivität bestätigt. Gewebe, die dem E-Zigaretten-Aerosol ausgesetzt waren, zeigten eine strukturelle Deregulierung mit mehr großen Zellen, weniger Ki67-positiven Zellen und einer reduzierten Proliferationsrate im Vergleich zu den nicht-exponierten Geweben. Zytokinmessungen ergaben hohe Werte von IL-6, IL-8, TNFα und MCP-1, was zeigt, dass E-Zigaretten proinflammatorische Zytokinreaktionen auslösen.

Schlussfolgerung: E-Zigaretten-Aerosol zeigte nachteilige Auswirkungen auf Nasenepithelzellen und Nasenschleimhautgewebe. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass E-Zigaretten eine Gefahr für das Nasengewebe darstellen und die angeborene Immunfunktion der Nasenepithelzellen beeinträchtigen könnten.

https://doi.org/10.1016/j.amjoto.2020.102686

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32866847/

Rouabhia M, Piché M, Corriveau MN, Chakir J. Effect of e-cigarettes on nasal epithelial cell growth, Ki67 expression, and pro-inflammatory cytokine secretion. Am J Otolaryngol. 2020;41(6):102686. doi:10.1016/j.amjoto.2020.102686

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Die derzeitigen Vorschriften der FDA haben zu einem Verbot von aromatisierten E-Zigaretten-Kapseln geführt, bei dem nur Menthol- und Tabakgeschmack erlaubt sind. Frühere Studien haben gezeigt, dass der Konsum von Menthol- und Tabak-E-Zigaretten zu einer Schädigung der Mitochondrien, den "Kraftwerken" der Zellen, führen kann. Die Forscher wollten nun herausfinden, ob die Verwendung von Menthol- und Virginia-Tobacco-Pods von JUUL zu Veränderungen in der Atmung der Mitochondrien und der Proteine der Elektronentransportkette führt. Dafür wurden Lungeneptihelzellen mit den Menthol- und Virginia-Tobacco-Geschmackspods ausgesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass Menthol-Pods sofort zu einer Zunahme von Protonenleckage und einer Abnahme der Effizienz der Atmung führen. 24 Stunden später kam es zu einer Verringerung der Grundatmung, maximalen Atmung und Reserven, sowie einer Abnahme der Aktivität von Komplex I. Bei Virginia-Tobacco-Pods gab es keine signifikanten Veränderungen in der Atmung der Mitochondrien, aber direkt nach der letzten Exposition kam es zu einer signifikanten Zunahme von Komplex I, IV und V. Zusammenfassend führt der Konsum von Menthol-E-Zigaretten zu einer Schädigung der Mitochondrien von Lungeneptihelzellen.

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

Die aktuellen FDA-Vorschriften haben dazu geführt, dass aromatisierte E-Zigaretten-Pods verboten wurden und nur Menthol- und Tabakgeschmacks-Pods erlaubt sind. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass Menthol- und Tabakgeschmacks-E-Zigaretten mitochondriale reaktive Sauerstoffverbindungen erzeugen. Die Forscher haben nun untersucht, ob der Gebrauch von JUUL Menthol- und Virginia Tobacco-Pods zu einer Veränderung der Mitochondrienatmung und der Proteinspiegel des Elektronentransportketten führt. Die Forscher haben gezeigt, dass Menthol-Pods zu einer Verringerung der Mitochondrienatmung und einer Abnahme der Proteine I, II und IV führen, während der Tabak-Pod keine signifikanten Veränderungen verursacht hat. Die Forschungsergebnisse legen nahe, dass Menthol-E-Zigaretten-Pods eine mitochondriale Dysfunktion in Lungengewebezellen hervorrufen können.

https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2020.08.003

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32783911/

Lamb T, Muthumalage T, Rahman I. Pod-based menthol and tobacco flavored e-cigarettes cause mitochondrial dysfunction in lung epithelial cells. Toxicol Lett. 2020;333:303-311. doi:10.1016/j.toxlet.2020.08.003

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Die Verwendung von E-Zigaretten stellt ein Gesundheitsrisiko dar. Eine neue Studie zeigt erstmals, dass E-Zigaretten die Ausbreitung von Brustkrebszellen in der Lunge fördern können. Die Studie wurde an einer etablierten menschlichen Brustkrebszelllinie und an Mäusen durchgeführt, die mit E-Zigaretten-Vapor ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Tumorlast in den Lungen der Mäuse, die den E-Zigaretten-Vapor ausgesetzt waren, im Vergleich zu den Kontrollmäusen fast verdoppelt war. Obwohl die E-Zigaretten-Exposition nicht den proliferativen Index der Tumorzellen veränderte, wurde eine signifikante Verringerung des programmierten Zelltods beobachtet.

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.

Anmerkung: Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt, daher können die Ergebnisse nicht direkt auf den Menschen übertragen werden. Die Exposition gegenüber den E-Liquids erfolgte bei den Mäusen auf eine andere Weise als bei menschlichen E-Zigarettennutzern. Möglicherweise wurden die Mäuse mit einer hohen Dosis an Nikotin behandelt, die möglicherweise höher ist als die Menge an Nikotin, die typischerweise von Menschen durch E-Zigaretten konsumiert wird. Die Mäusen wurden automatisch erzeugtem Aerosol ausgesetzt, was generell kritisch zu betrachten ist. 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.

Zusammenfassung

Das Rauchen von elektronischen Zigaretten (E-Zigaretten) oder Vaping ist aufgrund seiner Beliebtheit ein neues Problem für die öffentliche Gesundheit. Während über die vielfältigen schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit berichtet wird, befasst sich keine aktuelle Studie mit den Auswirkungen von E-Zigaretten auf die Metastasierung von Tumoren, der Hauptursache für die Tumorsterblichkeit. Anhand der etablierten menschlichen Brustkrebszelllinie MDA MB-231 konnten wir zunächst zeigen, dass E-Zig-Dampfextrakt (Nikotin 24 mg/ml, Propylenglykol 50 %, pflanzliches Glycerin 50 %, keine Aromastoffe) die Migration von Tumorzellen signifikant verstärkte (P<0,0001), aber keine signifikante Wirkung auf die Proliferation von Tumorzellen zeigte (P>0,05). Um die metastasenfördernde Wirkung von E-Zigaretten in vivo zu untersuchen, verwendeten wir NOD-SCID-Gamma-Mäuse, denen wir Tumorzellen über die Schwanzvene injizierten. Bei diesen Mäusen verdoppelte eine 4-wöchige E-Zigaretten-Exposition (Nikotin 24 mg/ml, Propylenglykol 50%, pflanzliches Glycerin 50%, keine Aromastoffe, 2 h/Tag, 5 Tage/Woche) fast die Tumorlast in den exponierten Lungen im Vergleich zu den Kontrollen (P=0,0036). Während die E-Zigaretten-Exposition den Proliferations-Index der in der Lunge kolonisierten Tumorzellen nicht veränderte (P=0,7953), war die Apoptose der Tumorzellen signifikant reduziert (P<0,001). Insgesamt haben unsere Daten zum ersten Mal die lungenbesiedlungsfördernde Wirkung von E-Zigaretten auf menschliche Brustkrebszellen nachgewiesen. Diese Ergebnisse zeigen die Risiken von E-Zigaretten für die Lungenmetastasierung verschiedener Krebsarten und rechtfertigen weitere Studien über die zugrunde liegenden Mechanismen.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc7476960/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32922603/

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