Effets cardiovasculaires des produits du tabac chauffés (HTP) (ISMOKE)

L'Organisation mondiale de la santé estime que le tabagisme est l'une des principales causes de décès prématuré dans le monde, avec environ 5 à 8 millions de vies perdues chaque année en raison de l'usage du tabac (1).

Les produits du tabac chauffés (HTP) sont une nouvelle forme de produits du tabac. Le HTP consiste généralement en une cosse de tabac mélangée à du glycérol qui est insérée dans une chambre de chauffage. Le HTP n'est pas brûlé mais seulement chauffé (2). Des études antérieures sur le sevrage tabagique avec des cigarettes ordinaires et des cigarettes électroniques ont suggéré un risque de double usage au lieu de sevrage, augmentant ainsi la dépendance à la nicotine (3-5). Il existe un risque que l'utilisation de HTP augmente simplement l'utilisation de la nicotine et la dépendance au tabac.

Il existe peu de données sur les effets du HTP sur la santé. La majorité des études disponibles ont signalé des conflits d'intérêts aux fabricants de HTP (11). Il a été démontré que les aérosols de HTP contiennent des composés toxiques et des radicaux libres comme dans la fumée de cigarette ordinaire, mais à des concentrations plus faibles (6-8). De plus, les aérosols de HTP peuvent se propager dans une pièce, permettant une exposition passive (9). Il a été démontré qu'il y a une diminution des biomarqueurs nocifs chez les fumeurs qui passent au HTP après 5 jours d'utilisation mais aussi une consommation de HTP plus élevée par rapport au tabagisme régulier (12). Il existe peu d'études sur les effets du HTP chez l'homme. Nabavizadeh et al ont montré une altération de la fonction endothéliale chez les rats après exposition à IQOS (10).

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Sujets et critères :

Trente fumeurs occasionnels hommes ou femmes (18-40 ans, maximum 10 cigarettes par mois ou 10 sachets de snus par mois) seront inclus. Ils doivent être en bonne santé, ne pas avoir de conditions préexistantes ou prendre des médicaments. Tous les sujets devront remplir une déclaration de santé normale.

Méthodes :

De manière aléatoire, les sujets inhaleront de la vapeur (1 bouffée par minute pendant 30 minutes, 30 bouffées au total) d'un HTP de la marque IQOS (IQOS 3 Multi, Philip Morris AB) ou effectueront un simulacre de HTP. Les mesures de la rigidité artérielle sont effectuées avant, pendant et 60 minutes après les expositions. Des échantillons de sang seront prélevés au départ pour la cotinine, la mesure avec T-TAS, les cellules progénitrices endothéliales (EPC), les NET et les vésicules extracellulaires (EV). Des échantillons de sang seront prélevés jusqu'à 3 heures après l'exposition (EPC, T-TAS, EV, NETs). La microcirculation est évaluée au départ par capillaroscopie cutanée et imagerie par contraste Laser-Speckle (LSCI) et 1 heure après l'exposition.

Mesure de la fonction vasculaire Rigidité artérielle (Sphygmocor) L'augmentation de la raideur artérielle est reconnue comme un facteur majeur du vieillissement vasculaire et un facteur de risque de maladies cardiovasculaires (13). La rigidité artérielle sera évaluée par l'analyse des ondes de pouls et la vitesse des ondes de pouls.

Photoplétysmographie (PPG) La photopléthysmographie des doigts est une autre méthode qui fournit des informations sur le flux sanguin artériel et permet de mesurer le temps de propagation des impulsions (PPT) (14).

Mesure de la microcirculation La microcirculation sera évaluée par plusieurs méthodes. La perfusion cutanée est étudiée à l'aide de l'imagerie par contraste Laser Speckle, qui est une technique optique d'évaluation du flux cutané, c'est-à-dire du mouvement des globules rouges en circulation. Cette méthode mesure le flux cutané global dans les artérioles superficielles, les capillaires et les veinules sur de larges zones cutanées et avec une fréquence élevée. L'ionophorèse est une méthode non invasive d'application de médicaments sur la peau à l'aide d'un petit courant électrique. L'acétylcholine (ACh, Sigma-Aldrich AB, Stockholm, Suède) et le nitroprussiate de sodium (SNP, Hospira, Inc., Lake Forest, IL, États-Unis), tous deux dilués dans des solutions physiologiques de chlorure de sodium à 9 %, sont utilisés pour étudier l'endothélium dépendant et réactivité microvasculaire indépendante de l'endothélium, respectivement. Les chambres à électrodes (LI611 Drug Delivery Electrode, Perimed, Järfälla, Suède) sont fixées sur le côté palmaire de l'avant-bras gauche, évitant les cheveux, la peau cassée et les veines visibles, et remplies d'un petit volume d'ACh (2 %) ou de SNP ( 2 %). Un contrôleur d'iontophorèse alimenté par batterie (Perilont LI 760; Perimed, Järfälla, Suède) fournit une dose unique de 0,02 mA pendant 200 secondes pour l'ionophorèse médicamenteuse. L'ACh est délivré en utilisant une charge anodique et le SNP avec une charge cathodique. Le LSCI (PeriCam PSI NR ; Perimed, Järfälla, Suède) est utilisé pour évaluer le flux microvasculaire cutané en continu avant, pendant et 15 minutes après l'iontophorèse.

La capillaroscopie cutanée est une autre méthode d'évaluation de la microcirculation. Un microscope USB (CapillaryScope 500 pro, Dino-Lite®) est utilisé pour visualiser les capillaires du pli de l'ongle dans le doigt (de préférence le 4e doigt de la main gauche). Les capillaires avec de bons signaux optiques, c'est-à-dire avec des mouvements de globules rouges visibles et des lacunes plasmatiques, sont choisis pour l'examen. Le débit sanguin capillaire est enregistré en continu au repos, pendant et après une occlusion artérielle d'une minute au niveau de la phalange proximale du doigt avec une pression suprasystolique de la manchette. Le calcul de la vitesse des cellules sanguines capillaires (CBV, mm/s) est effectué hors ligne et générera les quatre variables suivantes : rCVB (CBV moyen au repos), pCVB (CBV pic après une occlusion artérielle d'une minute), temps jusqu'au pic (temps ( s) de la libération de la pression du brassard au débit de pointe, et hyperémie réactive post-occlusive (augmentation précentrale du VSC du repos au débit de pointe).

Pression artérielle:

Un sphygmomanomètre oscillométrique semi-automatique sera utilisé pour mesurer la tension artérielle et la fréquence cardiaque.

Prélèvement sanguin Des échantillons de sang seront prélevés dans des tubes à essai contenant 1/10 de citrate de sodium 0,129 M, d'EDTA et de sérum au départ, 2 heures et 4 heures après l'exposition. Le plasma est ensuite collecté après centrifugation à 2 000g pendant 20 min à température ambiante (TA) puis congelé à -70°C jusqu'à analyse.

Mesure de la formation de thrombus (T-TAS) T-TAS® (Total Thrombus-formation Analysis System) est un moyen d'évaluer la formation de thrombus dans des conditions de débit variables à l'aide d'un petit échantillon de sang.

Mesure de la cotinine La mesure est effectuée pour s'assurer que les sujets n'ont pas consommé de tabac au cours des 7 derniers jours. Les niveaux de cotinine seront mesurés dans le sérum en utilisant une technique ELISA disponible dans le commerce.

Mesure des EPC Le nombre d'EPC sera mesuré dans le sang total par cytométrie en flux. Les EPC sont mesurées en tant que cellules doublement positives CD34+ KDR+ (KDR : récepteur 2 du facteur de croissance endothélial vasculaire). En bref, 20 µl de sang total sont incubés avec CD34-FITC (Beckman Coulter, Brea, CA, USA) et CD309 (Becton Dickinson, Franklin Lakes, New Jersey, USA). Des immunoglobulines conjuguées d'isotype correspondant (IgG1-FITC, IgG1-PE) sans réactivité contre les antigènes humains sont utilisées comme contrôle négatif. Après 30 minutes d'incubation dans un environnement sombre, BD cell-fix est ajouté pour fixer les échantillons. Vingt mille événements de leucocytes sont collectés (sur la base des caractéristiques classiques de diffusion vers l'avant/diffusion latérale (taille/granularité) des leucocytes sanguins) et les résultats seront présentés sous la forme d'un certain nombre d'événements EPC.

Mesure des vésicules extracellulaires Le plasma est décongelé et centrifugé à 2000 g pendant 20 minutes à température ambiante. Le surnageant est ensuite re-centrifugé, à 13 000g pendant 2 minutes à TA. 20 µl d'échantillon sont incubés pendant 20 minutes dans l'obscurité avec de la phalloïdine-Alexa-660 (Invitrogen, Paisley, Royaume-Uni), de la lactadhérine-FITC (Haematologic Technologies, Vermont, États-Unis), du CD42a-PE (Platelet-MP (PMP), BD, Clone Alma-16), CD45-PC7 (Leukocyte-EV (LEV), Beckman Coulter, Dublin, Irlande) et CD144-APC (Endothelial-EV (EEV), AH diagnostics, Stockholm, SWE). Les PEV sont également étiquetés avec CD154-PE (CD40L, abcam, Cambridge, Royaume-Uni) et les EEV avec CD62E (E-sélectine, Beckman Coulter, Dublin, Irlande). Les EV sont mesurés par cytométrie en flux sur un instrument Beckman Gallios (CA, USA). La porte EV est déterminée à l'aide de billes Megamix (BioCytex, Marseille, France), qui est un mélange de billes d'un diamètre de 0,5 µm, 0,9 µm et 3,0 µm, respectivement. Les EV sont définis comme des particules de taille inférieure à 1,0 µm, négatives à la phalloïdine (afin d'exclure les fragments de membrane cellulaire) et positives à la lactadhérine. L'immunoglobuline conjuguée d'isotype correspondant (IgG1-FITC, IgG1-PE, IgG1-APC et IgG1-PC7) sans réactivité contre les antigènes humains est utilisée comme contrôle négatif pour définir le bruit de fond de l'analyse cytométrique. Le nombre absolu d'EV est calculé au moyen de la formule suivante : (EV compté x billes standard ⁄ L) ⁄ billes standard comptées, (FlowCount, Beckman Coulter).

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Les références

1. Organisation mondiale de la santé, et autres. (2019). Rapport de l'OMS sur l'épidémie mondiale de tabagisme, 2019. Genève : Organisation mondiale de la Santé ; 2019. Google Scholar.
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3. Lee, S., R.A. Grana et S.A. Glantz, Utilisation de la cigarette électronique chez les adolescents coréens : une étude transversale de la pénétration du marché, du double usage et de la relation avec les tentatives d'arrêt et l'ancien tabagisme. J Adolesc Health, 2013.
4. Caponnetto, P., et al., Impact d'une cigarette électronique sur la réduction et l'arrêt du tabagisme chez les fumeurs schizophrènes : une étude pilote prospective de 12 mois. Int J Environ Res Public Health, 2013. 10(2): p. 446-61.
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10. Nabavizadeh, P., Liu, J., Havel, C.M., Ibrahim, S., Derakhshandeh, R., Jacob, P. et Springer, M.L. (2018). La fonction endothéliale vasculaire est altérée par l'aérosol d'un seul HeatStick IQOS dans la même mesure que par la fumée de cigarette. Contrôle du tabac. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2018-054325
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14. Sommermeyer, D., Zou, D., Ficker, J.H., Randerath, W., Fischer, C., Penzel, T., … Grote, L. (2016). Détection du risque cardiovasculaire à partir d'un signal photopléthysmographique à l'aide d'un algorithme de poursuite d'appariement. Génie médical et biologique et informatique. https://doi.org/10.1007/s11517-015-1410-8
15. Mahmud, A., & Feely, J. (2003). Effet du tabagisme sur la rigidité artérielle et l'amplification de la pression différentielle. Hypertension, 41(1), 183-187.