Вейпинг нарушает работу митохондриальных генов и регуляторов воспаления

Популярность электронных сигарет, или вейпов — устройств, которые имитируют сигареты, генерируя высокодисперсный аэрозоль с никотином и ароматическими веществами,— во многом связана с позиционированием их как безопасной альтернативы традиционным сигаретам. Однако реальное влияние вейпинга на организм еще не до конца понятно.

Ответы на этот вопрос ищет группа исследователей из Университета Южной Калифорнии (USC). В их новом исследовании приняли участие 82 здоровых человека, среди которых были вейперы с опытом или без опыта курения обычных сигарет, те, кто курит исключительно обычные сигареты, и контрольная группа некурящих. Анализ группы «чистых» вейперов, ранее не курящих обычные сигареты, должен был обозначить биологические эффекты вейпинга.

Историю курения и вейпинга получили из опросов участников, а чтобы проконтролировать точность ответов, определяли концентрации котинина, основного метаболита никотина, в плазме крови. (Котинин обнаруживается в крови до недели, период его полувыведения равен 20 часам, и по его уровню можно довольно точно определить, много ли человек курит.) Из лейкоцитов крови выделяли РНК, подготавливали библиотеки кДНК и секвенировали на приборе Illumina NextSeq500.

Ранее авторы уже сравнивали транскриптомы клеток полости рта у курильщиков обычных сигарет и вейпа и некурящих. Они показали значительное нарушение регуляции функционально важных генов, причем нарушения у вейперов и курильщиков были сходными лишь частично. Затем они исследовали изменение паттернов метилирования ДНК в лейкоцитах периферической крови вейперов и курильщиков по сравнению с некурящими. Задачей нового исследования было получение картины активности генов в лейкоцитах у курильщиков, вейперов и некурящих. Анализ транскриптомных данных проводился с помощью модели limmaVoom с учетом возраста и пола.

Генов, экспрессия которых изменилась (differentially expressed genes, DEG), у курильщиков было примерно в 7,4 раза больше, чем у вейперов (683 против 92). У вейперов выявили 59 генов с повышенной (64,1%) и 33 гена со сниженной (35,9%) экспрессией. У курильщиков обычных сигарет была повышена экспрессия 471 гена (69,0%), снижена — 212 (31,0%). При этом 12% DEG у вейперов (11 из 92) имеют митохондриальное происхождение; в их число входят ген митохондриальной рибосомной РНК и 10 генов митохондриальных транспортных РНК. У обычных курильщиков 4,7% генов с нарушенной функцией (32 из 683) являются митохондриальными. Число впечатляет: весь митохондриальный геном состоит из 37 генов. Экспрессия девяти митохондриальных генов нарушена и у вейперов, и у курильщиков. Все дисрегулируемые митохондриальные гены (как кодирующие белки, так и некодирующие) как у вейперов, так и у курильщиков экспрессируются чрезмерно.

При анализе сигнальных путей выяснилось, что наиболее поврежденным у вейперов был путь С-С рецептора хемокина 5 (C-C chemokine receptor type 5, CCR5), вовлеченного в воспалительные реакции.

Дисрегуляция митохондриальных генов приводит к нарушению мембранного потенциала митохондрий. При этом прежде всего страдают «энергоемкие» ткани организма (головной мозг, скелетная мускулатура, сердце, печень, почки, эндокринная и дыхательная системы). Также митохондрии участвуют в регуляции врожденного и приобретенного иммунитета. Сходство нарушений у вейперов и курильщиков обычных сигарет указывает на сходные химические компоненты в сигаретном дыме и аэрозоли вейпа, вызывающие нарушения. Авторы планируют определить эти компоненты.

В США более 2 миллионов учащихся средних и старших классов в США сообщают об опыте вейпинга. «С учетом популярности электронных сигарет среди молодых людей, ранее не куривших, наши выводы будут важны для регулирующих органов, — сказал Ахмад Бесаратиния, ведущий автор исследования. — Чтобы защитить общественное здоровье, эти агентства срочно нуждаются в научных доказательствах для регулирования производства, распространения и маркетинга электронных сигарет».