E-Zigarette hat weitreichende biologische Auswirkungen auf das Bronchialepithel - Erkenntnisse aus proteomischen Analysen

Hintergrund: E-Zigaretten werden von den Herstellern häufig als Alternative zum inhalativen Tabakrauchkonsum propagiert. Sie verdampfen Propylenglykol/pflanzliches Glyzerin (PGlyk/pGlyz), Nikotin und Aromastoffe. Die gesundheitlichen Auswirkungen der verdampften E-Liquid-Substanzen auf die Lunge sind unklar. Fragestellung: In der Studie wurden in vitro und in vivo die chronischen Effekte verdampfter E-Liquid-Substanzen auf das Bronchialepithel untersucht. Material/Methoden: Bronchoskopisch wurden gesunde Nichtraucher, Zigarettenraucher und E-Zigaretten-Nutzer (Vaper; von engl. to vape = verdampfen) untersucht. Bronchoskopisch wurden Bürstenzytologien zur Durchführung proteomischer Analysen gewonnen. Außerdem wurden Analysen in vitro und im Mausmodell durchgeführt, um den Vaping-Effekt zu untersuchen. Ergebnisse: Bronchoskopisch fand sich die Bronchialschleimhaut der Vaper erythematös. Die Analysen aus den bronchoskopisch gewonnenen Epithelzellen detektierten bei Zigarettenrauchern und Vapern fast 300 Proteine, deren Expressionslevel im Vergleich zu den Nichtraucherprobanden verändert waren. Dabei waren nur 78 Proteine gleichermaßen in beiden Expositionsgruppen, jedoch 113 nur bei den Vapern verändert. Unter anderem waren die Level von CYP1B1 (Cytochrom P450 family 1 subfamily B member 1), MUC5AC (mucin 5 AC) und MUC4 bei den Vapern erhöht. Reines PGlyk/pGlyz-Aerosol führte zu einer signifikanten Erhöhung des MUC5AC-Proteins in humanen Atemwegsepithel-Kulturen und in murinen Nasenepithelzellen in vivo. Es konnte gezeigt werden, dass E-Liquids schnell nach intrazellulär penetrieren und dass PGlyk/pGlyz die zelluläre Membranfluidität reduziert und die Proteindiffusion beeinträchtigt. Schlussfolgerung: Der chronische Gebrauch von E-Zigaretten hat in der Lunge deutliche biologische Auswirkungen. Diese Auswirkungen sind möglicherweise zum Teil durch das PGlyk/pGlyz-Aerosol verursacht. Die beobachteten Veränderungen sind wahrscheinlich nicht als harmlos einzustufen und könnten durchaus von klinischer Bedeutung sein und die Entstehung chronischer Lungenerkrankungen begünstigen. Weitere Studien müssen die Folgen der E-Zigarette für die Lunge weiter herausarbeiten.