Hodnocení akutních a subakutních účinků výparů elektronické cigarety bez nikotinu (NCFE)

Předpokládá se, že nedávné zavedení elektronických cigaret (EC), které poskytují obvyklým kuřákům zdroj nikotinu bez nutnosti inhalovat tabákový kouř, snižuje toxicitu pro epiteliální buňky dýchacích cest. Užívání EC snižuje používání tradičních cigaret, snižuje abstinenční příznaky nikotinu, vede k opačným účinkům na hladiny NO ve vydechovaném vzduchu ve srovnání s tabákem a může snižovat stimulaci center odměny v mozku, což vede k menší závislosti kvůli nedostatku jiných chemikálií pocházejících z tabáku. Výrobci EC nabízejí komparativní bezpečnost jako důvod k přechodu od tradičních tabákových cigaret ke svým výrobkům. Nedostatek údajů podporujících toto tvrzení však vedl FDA k vydání varovných dopisů těmto společnostem. Světová zdravotnická organizace prozatím nedoporučuje používat EC, dokud nebudou EC řádně vyhodnoceny. Na druhou stranu, Americká asociace lékařů veřejného zdraví podporuje používání EC jako prostředku „Harms Reduction“, protože EC poskytují nikotin bez nesčetných dalších toxických chemikálií produkovaných spalováním tabáku. Tato doporučení jsou většinou dána teoretickými úvahami a odborným názorem. Vzhledem k novosti EC zůstávají mnohé obavy o jejich zdravotní nezávadnost a dlouhodobou závislost na nikotinu nezodpovězeny kvůli nedostatku studií, které komplexně hodnotí jejich toxicitu v dýchacích cestách.

Navíc EC produkují páru hlavně z propylenglykolu (PG) nebo rostlinného glycerinu (VG), které jsou smíchány v různých koncentracích, což ztěžuje komplexní testování.

Nedostatek konzistentních výsledků vyžaduje úplné vyhodnocení toxicity EC v dýchacích cestách, i když nikotin není inhalován.

V naší laboratoři s použitím kultur primárních normálních lidských bronchiálních epiteliálních buněk (NHBE) (buď diferenciačních nebo plně diferencovaných) vystavených EC výparům nebo ekvivalentnímu objemu filtrovaného vzduchu jsme prokázali, že EC páry mohou být dodávány do plně diferencovaných buněk NHBE a že vysoká ale realistické počty potáhnutí snižují frekvenci ciliárních tepů (CBF) a také velké, Ca2+-aktivované K+ kanály (BK kanál) (podjednotka KCNMA1 tvořící póry) a expresi proteinu Forkhead box (FOXJ)-1. Máme také předběžné údaje o expozici kouři in vitro a in vivo, ukazující negativní vliv cigaretového kouře a nikotinu na parametry mukociliární clearance (MCC) a rozdílu nosního potenciálu (NPD), což je způsob hodnocení transportu iontů in vivo. Tyto změny se vyskytly způsobem závislým na TGF-p.

Tato studie je určena k hodnocení toxicity NFEC v dýchacích cestách (Cíl 2.1 projektu „Nežádoucí účinky inhalovaného nikotinu z tabáku a e-cigaret“).

PRIMÁRNÍ KONCOVÝ BOD Jako primární cílový bod posoudíme důsledky vapování EC kapaliny bez nikotinu (NFEC) na vodivost chloridů zprostředkovanou cystickou fibrózou (CFTR) a vápníkem aktivovaným chloridovým kanálem (CaCC) u celoživotních nekuřáků používajících nazální měření rozdílu potenciálu (NPD).

NPD použijeme jako primární cílový bod, protože změny většiny klinických parametrů budou patrné až po měsících nebo dokonce letech expozice. Z tohoto konkrétního důvodu došlo v nedávné době k prudkému nárůstu hledání alternativních biomarkerů, které lze použít jako náhradní koncové body v kratších klinických studiích. Vzhledem k tomu, že NPD přímo měří změny v transportu iontů, o kterých se očekává, že ovlivní MCC, a tedy i celkový výsledek, a protože změny měření NPD jsou nepřímo spojeny se změnami plicních funkcí a MCC ve studiích s pacienty s cystickou fibrózou (CF), domníváme se, že NPD se hodí jako rozumnou náhradu za MCC pro tuto studii.

SEKUNDÁRNÍ KONCOVÉ BODY Hladiny nazálního oxidu dusnatého a TGF-ß v nosní laváži a buňkách budou také shromážděny, aby korelovaly se změnami ve výsledcích NPD po expozici NFEC.

NÁVRH STUDIE Tento cíl bude zkoumat, zda akutní a subakutní expozice výparům NFEC mají nepříznivé účinky na celoživotní nekuřáky, a to měřením změn v nosním transportu iontů a hladin TGF-β. Nosní iontový transport bude hodnocen rozdílem nosního potenciálu (NPD), který měří napěťový potenciál vyplývající z toků epiteliálních iontů (jak absorpce Na+, tak sekrece Cl- a K+ na povrchu sliznice in vivo). V normálním epitelu dýchacích cest je absorpce Na+ primární aktivitou transportu iontů, takže výsledný rozdíl povrchového potenciálu dýchacích cest je negativní vzhledem k intersticiu. Transport iontů přes nosní epitel je reprezentativní pro nálezy v distálních dýchacích cestách. Také se domníváme, že NPD je pro tuto studii přiměřeně citlivým biomarkerem, jak je diskutováno níže. Proto budeme hodnotit akutní účinky výparů NFEC generovaných ze systému nosiče nikotinu („e-liquid“ bez nikotinu) a subakutní účinek po 7denní expozici NFEC.

Protože hlavním rozdílem mezi EC je množství páry produkované na šluk, zaměříme se na běžně používané mini a středně velké EC: Halo (The Halo company, USA) a eGo-T® (Joyetech Co., Ltd. , Shenzhen China) a zkoumat různé výpary nebo „e-liquidy“ (100 % PG, 50 % PG/50 % VG a 100 % VG) bez nikotinu.