L'étude de la toxicité de la cigarette électronique dans un modèle humain in vivo Modèle d'inflammation et de dysfonctionnement vasculaire (SELECT)

Arrière-plan. Depuis leur introduction, l'utilisation de la cigarette électronique (CE) a considérablement augmenté. Le plus préoccupant est peut-être l'utilisation accrue chez les adolescents. De nombreux utilisateurs de cigarettes électroniques pensent que les cigarettes électroniques sont plus sûres que les cigarettes conventionnelles [1]. Or, les toxicités des cigarettes électroniques, y compris celles au niveau pulmonaire, sont relativement peu étudiées. Notamment, les premières études suggèrent que les cigarettes électroniques ne sont pas inoffensives. Les particules fines et ultrafines pourraient se déposer dans les poumons et entraîner des dommages. Les études animales sur les cigarettes électroniques ont été associées à un certain nombre de toxicités pulmonaires, notamment une augmentation de l'inflammation et du stress oxydatif dans les poumons [2] ainsi qu'une altération de l'immunité pulmonaire [3, 4]. La vapeur d'EC réduit la qualité de l'air intérieur en augmentant les concentrations de particules, les concentrations en nombre de particules, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) qui sont des cancérigènes connus [5]. Les premières études sur la fonction cardiovasculaire suggèrent également des dommages causés par les constituants de la vapeur d'EC tels que les effets directs de la nicotine, des carbonyles ainsi que des particules fines et ultrafines [6].

La compréhension des effets néfastes des vapeurs d'EC sur la physiologie pulmonaire ou cardiovasculaire est limitée et des études supplémentaires, en particulier chez l'homme, sont nécessaires pour mieux caractériser les toxicités aiguës des cigarettes électroniques.

Hypothèse Notre hypothèse est, par rapport à des volontaires sains naïfs de cigarette ou d'e-cigarette ;

1. Les utilisateurs de cigarettes électroniques auront une inflammation pulmonaire de base plus élevée
2. Les utilisateurs de cigarettes électroniques auront une réponse immunitaire exagérée après l'inhalation de LPS
3. Les utilisateurs d'e-cigarettes auront un dysfonctionnement endothélial tel que mesuré par la fièvre aphteuse de l'artère brachiale

Conception de l'essai Étude de cohorte prospective de sujets sains exposés au LPS inhalé.

Population Les sujets sains, y compris les utilisateurs de cigarettes électroniques, les fumeurs de cigarettes et les témoins seront recrutés par la publicité.

Intervention Bronchoscopie et prélèvement sanguin pour évaluer l'inflammation et les lésions pulmonaires et systémiques de base et en réponse à l'inhalation de LPS 50 mcg. Dilatation médiée par le flux (FMD) de l'artère brachiale pour étudier la dysfonction endothéliale.

Après consentement éclairé, leur FMD de base de l'artère brachiale sera mesurée ainsi que la fonction pulmonaire. La fièvre aphteuse de l'artère brachiale sera mesurée dans les 5 minutes suivant l'utilisation de la cigarette électronique pour refléter les effets aigus de la cigarette électronique sur le dysfonctionnement endothélial systémique. Une bronchoscopie avec BAL, des prélèvements de sang et d'urine seront effectués. Cela nous permettra de mesurer l'inflammation de base et les marqueurs de lésions cellulaires sans LPS inhalé. À 24 heures, le sujet reviendra et la fonction pulmonaire sera mesurée et un prélèvement sanguin sera effectué.

Six semaines plus tard, la procédure ci-dessus sera répétée mais avec une stimulation LPS. Le sujet se rendra à nouveau à l'hôpital et la fonction pulmonaire sera mesurée, des prélèvements de sang et d'urine seront effectués. Les sujets inhaleront du LPS (d'Escherichia coli O26:B6, 50 μg; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) à l'aide d'un dosimètre. Une bronchoscopie avec BAL sera entreprise 6 heures après l'inhalation de LPS. Avant la bronchoscopie, la fonction pulmonaire sera mesurée afin de s'assurer qu'ils peuvent subir une inhalation de LPS en toute sécurité. À 24 heures, les sujets reviendront et la fonction pulmonaire sera mesurée et un prélèvement sanguin sera effectué. Les points temporels pour le BAL et l'échantillonnage du plasma sont choisis pour obtenir un aperçu à la fois de la libération de cytokines/chimiokines et du recrutement des neutrophiles après l'administration pulmonaire de LPS.

Considérations statistiques La principale variable d'exposition sera l'exposition à la cigarette électronique ; la principale variable de résultat sera les biomarqueurs plasmatiques et BAL de blessure et d'inflammation. Étant donné que les premières études sur les cigarettes électroniques suggèrent qu'elles peuvent être associées à l'inflammation, nous avons utilisé le nombre absolu de neutrophiles BAL, un marqueur clé de l'inflammation, pour informer la taille de notre échantillon. Sur la base des données des témoins de notre étude précédente, une cohorte de 10 utilisateurs de cigarettes électroniques et de 10 témoins devrait être en mesure de détecter une différence minimale de 7,09 x 105 cellules dans le BAL après l'inhalation de LPS entre les groupes avec une puissance de 80 % en utilisant Wilcoxon Rank Sum essai. Il convient de noter que cela est similaire à la différence que nous avons observée entre les fumeurs et les non-fumeurs après LPS dans notre étude précédente [7]. De plus, nous comparerons les biomarqueurs de l'inflammation et des blessures chez les utilisateurs de cigarettes électroniques à ceux des fumeurs de cigarettes conventionnels en utilisant le test Wilcoxon Rank Sum. Toutes les données seront analysées à l'aide de STATA 13.1 (StataCorp LP, College Station, TX).

Surveillance de l'étude La surveillance du site sera dirigée par le promoteur en fonction de l'évaluation des risques de l'étude. Des visites du site seront effectuées sur une base régulière à la demande du commanditaire pour s'assurer que toutes les exigences réglementaires sont respectées et pour surveiller la qualité des données recueillies. Le CRF sera utilisé pour la vérification des données sources.