E-sigaretten mogelijk even schadelijk als tabaksigaretten,
volgens studie UConn
Nieuw apparaat van Uconn chemici brengt kankerverwekkende
chemicaliën aan het licht; DNA schade door damp e-sigaret
UNIVERSITY OF CONNECTICUT
Een studie door chemici van de universiteit van Connecticut biedt
nieuw bewijs dat electronische sigaretten of e-sigaretten mogelijk
even schadelijk zijn als tabaksigaretten.
Met behulp van een nieuw, goedkoop, in 3-D geprint testapparaat,
ontdekten onderzoekers van UConn dat e-sigaretten vol met op
nicotine gebaseerde vloeistof mogelijk net zo schadelijk zijn als
sigaretten zonder filter als het gaat om het veroorzaken van DNA
schade.
De onderzoekers ontdekten ook dat de damp van e-sigaretten zonder
nicotine net zoveel DNA schade veroorzaakt als sigaretten met
filter, mogelijk als gevolg van de vele chemische toevoegingen in de
damp van e-sigaretten. Mutaties op celniveau door DNA schade kan
kanker tot gevolg hebben.
De uitkomsten verschijnen in de uitgave van ACS Sensors.
Hoeveel DNA schade toegebracht wordt door e-sigaretten hang af
van de hoeveelheid damp die de gebruiker inhaleert, de andere
aanwezige toevoegingen, of nicotine- of non-nicotinevloeistof wordt
gebruikt, en andere factoren, zegt Karteek Kadimisetty,
postdoctoraal onderzoeker op de chemie afddeling van UConn en de
hoofdauteur van de studie.
Maar één uitkomst was duidelijk:
"Uit de resultaten van onze studie kunnen we concluderen dat
e-sigaretten net zoveel potentieel heeft om DNA schade te
veroorzaken als gewone sigaretten zonder filter," zegt Kadimisetty.
Electronische sigaretten zijn apparaatjes op batterijen die
vloeistof verhitten en dit omzetten tot een aerosole damp die
geïnhaleerd kan worden. Het gebruik van e-sigaretten wordt ook wel
'vaping' genoemd. De stoffen in e-sigaretten, e-vloeistof of
'e-juice', bestaan voornamelijk uit propylene glycol, glycerine,
nicotine en smaakstoffen als menthol, kers, vanille of mint. Er zijn
ook e-sigaretten zonder nicotine verkrijgbaar.
Vaak beoordeeld als minder giftig alternatief voor rokers die met
het roken van gewone sigaretten willen stoppen, zijn de moderne
e-sigaretten gestegen in populariteit sinds ze in 2004 op de
commerciële markt verschenen. Er blijft veel verschil van mening
over hoeveel e-sigaretten bijdragen tot ernstige
gezondheidsproblemen en of ze een overgang vormen naar het gaan
roken van gewone sigaretten. Een groeiende verontrustheid over de
mogelijke gezondheidsinvloed van electronische sigaretten heeft de
US Food en Drug Administration in 2016 tot een verscherping van de
regelgeving doen besluiten.
Wetenschappers van UConn besloten nauwkeuriger te onderzoeken of
de chemicaliën in e-sigaretten schade konden toebrengen aan
menselijk DNA tijdens het testen van een nieuw electro-optisch
screening apparaatje dat zij in hun laboratorium ontwikkelden. Het
kleine, 3-D geprinte apparaatje is waarschijnlijk het eerste in zijn
soort dat snel DNA schade kan vaststellen, of genotoxiciteit, in
milieumonsters in de praktijk, zeggen de onderzoekers.
De aparaatjes gebruiken micropompen om vloeistofmonsters over
meervoudige 'microholtes' te verspreiden, ingebed in een kleine
koolstofchip. De holtes werden vooraf gevuld met reactieve
menselijke metabolische enzymen en DNA. Terwijl de monsters in de
holtes terechtkomen, worden nieuwe metabolieten gevormd die DNA
schade kunnen veroorzaken. Reacties tussen de metabolieten en de DNA
genereren licht dat geregistreerd wordt door een camera. Binnen vijf
minuten kunnen de gebruikers zien hoeveel relatieve DNA schade een
monster aanricht door de lichtintensiteit, waargenomen in elke
holte.
Het apparaatje is uniek in het, tijdens het testen, omzetten van
chemicaliën in hun metabolieten, wat een reproductie is van wat er
in het menselijk lichaam gebeurt, zegt Kadimisetty.
Gangbare bioanalyses die gebruikt worden om de genotoxiciteit van
milieumonsters vast te stellen kunnen dan wel uitgebreider zijn,
maar zijn vaak tijdrovend en kostbaar. Alleen al de
laboratoriumuitrusting kost tienduizenden dollars. De door UConn
ontwikkelde matrix biedt een belangrijk, eerste screeningsinstrument
voor genotoxiciteit in slechts enkele minuten. De chip, centraal in
het apparaat, is een wegwerpexemplaar en kost maar 1 dollar om te
maken, dankzij recente ontwikkelingen in 3-D printing.
"Wat we hebben ontwikkeld is heel goedkoop te maken, efficiënt,
en kan door bijna iedereen gebruikt worden," zegt James Rusling,
professor chemie van UConn en senior onderzoeker van de studie.
Betaalbare en efficiënte "labs op een chip" is een specialiteit
van Rusling's lab, dat onlangs miniatuur matrixen heeft gecreëerd
die antilichamen voor voedselallergenen kunnen waarnemen en kanker
biomarker proteïnen. Rusling zegt dat soortgelijke matrixen mogelijk
gebruikt kunnen worden voor snelle genotoxische screenings tijdens
de ontwikkeling van medicijnen, voor het monitoren of testen van
verswatervoorzieningen, en voor de vroege waarneming van agressieve
vormen van kanker.
In de lopende studie namen de onderzoekers bestanddelen uit
e-sigaretten en tabaksigaretten met behulp van een kunstmatige
inhalatietechniek. De sigaretten werden verbonden aan een buisje met
daarin een watten plug. Daarna gebruikten de onderzoekers aan de
andere kant van het buisje een injectiespuit om inhalatie na te
bootsen. Monsters van de chemicaliën werden opgevangen in de watten.
Het team stelde de test zo in dat 20 pufjes van een e-sigaret
grofweg overeenkwam met het roken van één tabaksigaret, een ratio
ondersteund door ander onderzoek. Het team verzamelde monsters bij
20, 60 en 100 pufjes. De potentiële DNA schade door de e-sigaretten
liep op met het aantal pufjes, zegt Kadimisetty.
"Sommige mensen roken veel e-sigaretten omdat ze denken dat het
geen kwaad kan," zegt hij. "We wilden precies uitzoeken wat er met
het DNA kan gebeuren, en we hadden de middelen in ons lab om dat te
doen."
Er zijn mogelijk wel honderden chemicaliën in e-sigaretten
aanwezig die kunnen bijdragen aan DNA schade, zegt Kadimisetty.
Liever dan ze allemaal te testen, richtte het UConn team zich op
drie bekende kankerverwekkende chemicaliën die in tabaksigaretten
gevonden worden. Daarna laadden ze de microholtes in het apparaatje
met specifieke enzymen die deze chemicaliën kunnen omzetten in
metabolieten. Als deze chemicaliën in het monster aanwezig waren,
gaf de test een uitslag voor genotixiciteit. Als deze chemicaliën
niet aanwezig waren, was er geen reactie.
Vertaling: Ellen Lam
