¿Los productos de tabaco alternativos inducen menos riesgos respiratorios adversos que los cigarrillos?

Razón fundamental

Debido a la existencia relativamente corta de productos de tabaco alternativos, existen lagunas en nuestra comprensión actual de sus efectos a largo plazo sobre la salud respiratoria. Por lo tanto, llevamos a cabo la primera comparación lado a lado del impacto de la inhalación crónica de aerosoles emitidos por los cigarrillos electrónicos (EC) y los productos de tabaco calentados (HTP), y el humo de los cigarrillos combustibles (CC).

Objetivos

Evaluar los posibles efectos diferenciales de los productos de tabaco alternativos sobre las respuestas inflamatorias pulmonares y la eficacia de la vacunación en comparación con la CC.

Métodos

Los ratones estuvieron expuestos a emisiones de EC, HTP, CC o aire durante 8 semanas. Se analizaron el BAL y el tejido pulmonar en busca de marcadores de inflamación, daño pulmonar y estrés oxidativo. Otro grupo estuvo expuesto durante 12 semanas y fue vacunado y expuesto a una infección respiratoria bacteriana. Se evaluaron los títulos de anticuerpos en BAL y suero y la eliminación de bacterias pulmonares.

Resultados principales

Los aerosoles de EC y HTP aumentaron significativamente los infiltrados de células inmunes pulmonares equivalentes a los logrados después de la exposición a CC. HTP y CC aumentaron significativamente el número de neutrófilos en comparación con la EC. Todos los productos aumentaron el número de células B, células T e IL17A proinflamatoria⁺ Células T en los pulmones. Todos los productos indujeron una disminución de la actividad antioxidante pulmonar y daño epitelial y endotelial pulmonar. EC y HTP aumentaron diferencialmente las citocinas/quimiocinas inflamatorias en el BAL. La generación de inmunidad después de la vacunación se vio afectada por la EC y el HTP, pero en menor medida que la CC, con una jerarquía CC > HTP > EC de supresión del aclaramiento bacteriano pulmonar.

Conclusiones

Los aerosoles de HTP y EC indujeron un microambiente pulmonar proinflamatorio, daño pulmonar y suprimieron la eficacia de la vacunación.

El consumo de tabaco, en particular el consumo de cigarrillos combustibles (CC), sigue siendo un problema de salud pública mundial y un factor de riesgo clave para trastornos como las enfermedades respiratorias. [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]. La industria tabacalera comercializó de manera innovadora productos alternativos como cigarrillos electrónicos (cigarrillos electrónicos, EC) y productos de tabaco calentados (HTP) para reducir los efectos nocivos de la inhalación de subproductos tóxicos de la combustión del tabaco. Estas distintas clases de productos comparten características comunes: (a) están diseñados para inhalación, (b) utilizan dispositivos electrónicos para producir aerosoles que contienen nicotina y (c) no dependen de la combustión. Una diferencia crítica entre esos dos tipos de productos de tabaco alternativos es la fuente de nicotina: los EC aerosolizan una solución que contiene nicotina pero no hojas de tabaco, mientras que los HTP calientan barras que contienen tabaco real (Tabla 1).

Los fabricantes de ambos tipos de productos de tabaco alternativos centran sus estrategias de marketing en riesgos para la salud supuestamente menores que el CC. Esas afirmaciones de reducción de riesgos para la salud se basan principalmente en reducciones en los niveles de sustancias tóxicas en las emisiones de EC y HTP en comparación con los CC. Por ejemplo, estudios financiados por la industria han demostrado la ausencia de numerosos subproductos de la combustión (incluidos CO y 1,3-butadieno) en los aerosoles emitidos por los HTP. [11,12,13,14]. Sin embargo, debido a que el HTP todavía contiene tabaco, se han encontrado varios tóxicos relacionados con el tabaco (por ejemplo, nitrosaminas específicas del tabaco, TSNA, que causan cáncer) en las emisiones de esos productos. Numerosos estudios financiados de forma independiente han demostrado que los aerosoles emitidos por los CE tampoco contienen subproductos de la combustión y, además, no contienen sustancias tóxicas relacionadas con el tabaco. [11,12,13,14]. Sin embargo, el uso crónico de AE ​​o HTP todavía resulta en la inhalación repetida de tóxicos respiratorios. Los HTP emiten niveles de tóxicos respiratorios intermedios entre los que se encuentran en las emisiones de EC y CC. [15,16,17,18]. Se han planteado preocupaciones sobre los posibles riesgos únicos para la salud respiratoria del uso de AE, incluidos los efectos de los aromas inhalados, los disolventes de nicotina y sus productos de degradación térmica. [19,20,21].

El sistema respiratorio responde a agentes extraños, incluido el humo inhalado, iniciando un proceso de inflamación. [22,23,24]. En medio de esta respuesta protectora, las células epiteliales respiratorias se activan para inducir patrones moleculares asociados al daño y citocinas y quimiocinas proinflamatorias, que sirven como quimioatrayentes para diversas células inmunitarias. [23]. El entorno general generado es muy inmunosupresor y da como resultado una disminución de la respuesta inmune a la vacunación y a la infección pulmonar. [7,8,9,10]. Esta respuesta compleja se ha caracterizado bien para el humo del tabaco; sin embargo, se sabe poco si productos de tabaco alternativos provocan respuestas similares (por ejemplo, infiltración y activación de los mismos subconjuntos de células inmunitarias en los pulmones, liberación de citocinas similares). Si las respuestas obtenidas son realmente similares, entonces queda la pregunta de si la magnitud de los cambios también es equivalente al humo del tabaco. Si las respuestas observadas por las exposiciones a EC y HTP son más débiles en comparación con el humo del tabaco, esto podría sugerir una reducción potencial del riesgo para la salud en el cambio de fumadores a ATP.

Debido a la existencia relativamente corta de productos de tabaco alternativos, actualmente no se dispone de datos sobre sus efectos a largo plazo sobre la salud respiratoria. Mientras tanto, la evidencia de estudios en animales puede proporcionar información crucial sobre los posibles riesgos adversos de estos productos de tabaco emergentes. Reconociendo la brecha de conocimiento en el campo, llevamos a cabo la primera comparación lado a lado del impacto de la inhalación crónica de aerosoles emitidos por el humo de EC y HTP y CC para determinar si existe una jerarquía en su potencial para inducir enfermedades pulmonares perjudiciales. efectos y suprimir la inmunidad.

Descripción general del protocolo del estudio.

Utilizando un modelo de exposición animal, comparamos el impacto de la inhalación crónica de emisiones de EC, HTP y CC sobre la inflamación y la inmunidad pulmonar. Los ratones fueron expuestos a emisiones de EC, HTP, CC o aire (control) (Fig. 1). En la semana 8 después de las exposiciones, un grupo de animales (Fig. 1A; n = 10 para aire, n = 20 para EC, HTP y CC/grupo) se sacrificaron, y se recogieron y analizaron BAL y tejido pulmonar para detectar marcadores de respuesta inmune en los pulmones, daño pulmonar y estrés oxidativo. Un segundo grupo de animales (Fig. 1B; n = 20 para aire, EC, HTP y CC/grupo) recibieron vacunación profiláctica intramuscular (im) contra un patógeno respiratorio en las semanas 5, 6 y 7. La eficacia de la vacunación se midió cuantificando los títulos de anticuerpos específicos del antígeno en suero (semanas 5-12) y en BAL en la eutanasia. Finalmente, todos los animales vacunados fueron expuestos en la semana 12 a un patógeno respiratorio y se evaluó la eliminación bacteriana de los pulmones y el daño pulmonar inmediatamente después de la exposición intratraqueal, 4 y 12 h después. Los detalles de los productos de tabaco, la evaluación de la inflamación pulmonar, el daño pulmonar, los marcadores de estrés oxidativo, la cuantificación de la actividad mieloperoxidasa (MPO) y la elastasa de neutrófilos (NE) y la eficacia de la vacunación se proporcionan en el archivo adicional. 1.

Esquema de exposiciones de animales de 8 y 12 semanas. Los ratones fueron expuestos a aerosoles de 3 productos durante 8 semanas (A) o 12 semanas (B). Los animales expuestos al aire sirvieron como control para cada grupo. Los ratones expuestos durante 12 semanas fueron vacunados por vía intramuscular en las semanas 5, 6 y 7 después del inicio de las exposiciones, y se les administró exposición intratraqueal aguda con NTHI (10⁶ ufc/ratón en 50 uL de PBS) al final de la semana 12 durante 0, 4 y 12 h

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Condiciones de exposición de los animales.

Las condiciones de exposición de los animales se proporcionan en detalle en el archivo adicional. 1. Decidimos exponer a los animales a una dosis equivalente de nicotina suministrada por todos los productos probados. La equivalencia de nicotina se determinó cuantificando los niveles séricos de cotinina (un metabolito de la nicotina) en muestras de sangre recolectadas 30 minutos después de la exposición. A pesar de las diferencias en los protocolos de inhalación utilizados…