Mischaromen und „Mods“ von E-Zigaretten erhöhen das Risiko

Forschende der Keck School of Medicine der University of Southern California (USC) verglichen die Veränderungen der Genexpression bei Dampfern, Rauchern und Nichtrauchern, um molekulare Signalwege zu untersuchen, die mit Krebs und anderen Krankheiten in Verbindung stehen.

Bei Menschen, die regelmäßig dampfen, zeigt sich im Vergleich zu Nichtrauchern und Nichtdampfern eine veränderte Aktivität bei 3.124 Genen im gesamten Genom. Während einige dieser Veränderungen (28,8 Prozent) damit zusammenhängen, wie oft oder wie viel die Betroffenen dampfen, steht ein weitaus größerer Anteil (66,6 Prozent) im Zusammenhang mit der Art der verwendeten Aromen und Geräte, schreiben die Forschenden.

Während chronische Krankheiten erst nach Jahrzehnten auftreten, können Veränderungen in der Expression krankheitsrelevanter Gene frühe Hinweise auf die potenziellen Schäden des Dampfens liefern. Frühere Forschungen hätten bereits gezeigt, dass das Dampfen, ähnlich wie das Rauchen, mit Veränderungen der Genexpression in Verbindung steht, die an der Entstehung von Krebs sowie bestimmten Herz- und Lungenerkrankungen beteiligt sind.

„Eine wichtige Frage bleibt jedoch offen: Was treibt diese Veränderungen an? Ist es der Akt des Vapings selbst – oder sind es die Intensität und Dauer des Vapings, die Eigenschaften der verwendeten Produkte oder eine Kombination aus all dem?“, sagte Prof. Ahmad Besaratinia von der Keck School of Medicine der USC und leitender Autor der Studie.

Um diese Frage zu beantworten, verglichen die Forschenden die Veränderungen der Genexpression bei 83 Personen, darunter E-Zigaretten-Nutzer, Raucher und Nichtraucher. Sie stellten fest, dass zwei Drittel der Veränderungen der Genaktivität durch den Geschmack der E-Zigaretten und den Gerätetyp erklärt werden konnten. Das deute darauf hin, dass die chemische Zusammensetzung der E-Zigaretten-Produkte sowie die Konstruktion und Konfiguration der Geräte eine wesentliche Rolle bei ihren biologischen Auswirkungen spielen.

Unter den E-Zigaretten-Nutzern zeigten diejenigen, die Fruchtaromen oder mehrere Aromen sowie fortschrittliche nachfüllbare Geräte (oft als „Mods“ bezeichnet) verwendeten, im Vergleich zu anderen Gruppen stärkere Veränderungen in der Genexpression.

„Daraus lässt sich ableiten, dass jedes Aroma einzigartige Eigenschaften hat, die unterschiedliche biologische Wirkungen hervorrufen“, sagte Besaratinia. „Dies ist etwas, das die Regulierungsbehörden bei der Bewertung der Gesundheitsrisiken oder potenziellen Vorteile jedes aromatisierten E-Zigaretten-Produkts sorgfältig berücksichtigen sollten.“

Für die Studie rekrutierten die Forschenden 35 E-Zigaretten-Nutzer, 24 Raucher und 24 Nichtraucher, darunter sowohl Männer als auch Frauen. Die Teilnehmer waren gesunde junge Erwachsene, und die Forscher verwendeten statistische Methoden, um Unterschiede in Alter und Geschlecht bei der Analyse der Genexpressionsdaten zu berücksichtigen.

Entnommen wurden Mundschleimhautproben aus der Innenseite der Wange der Teilnehmenden. Mithilfe von RNA-Sequenzierung untersuchten die Forschenden gleichzeitig die Aktivität von Tausenden von Genen, einschließlich der Frage, wie Veränderungen in einem Gen andere Gene oder das Gen-Netzwerk beeinflussen können.

Im Vergleich zu Personen, die weder rauchten noch dampften, wiesen Dampfer eine veränderte Expression bei 3.124 Genen auf. Dampfer zeigten variablere Muster der Genaktivität als Raucher – und ein genauerer Blick auf die Produktdetails hilft zu erklären, warum.

Die Analyse zeigte, dass verschiedene E-Zigaretten-Aromen unterschiedliche Veränderungen in der Genregulation hervorriefen. Süße Aromen standen mit Veränderungen bei 2,9 Prozent der betroffenen Gene in Verbindung; Minz-/Menthol-Aromen mit Veränderungen bei 0,9 Prozent der betroffenen Gene; Fruchtaromen mit Veränderungen bei 31 Prozent der betroffenen Gene; und Mischaromen mit Veränderungen bei 64,3 Prozent der betroffenen Gene. Darüber hinaus waren Geräte höherer Generation wie Mods mit den stärksten und konsistentesten Veränderungen in der Genregulation verbunden.

Die Forschenden führten zudem eine komplexe bioinformatische Analyse durch, um die molekularen Prozesse, biologischen Signalwege und Krankheiten zu identifizieren, die mit den beobachteten Veränderungen der Genexpression in Verbindung stehen. Bei den Dampfern war Krebs mit der höchsten Anzahl an Veränderungen der Genexpression verbunden, gefolgt von endokrinen Störungen, Magen-Darm-Erkrankungen und neurologischen Erkrankungen.

Die neuen Erkenntnisse sind von besonderer Bedeutung, da die FDA derzeit ihre Leitlinien zu aromatisierten E-Zigarettenprodukten fertigstellt. „Die Aufsichtsbehörden haben die Aufgabe, zu überprüfen, ob die Vorteile der Nutzung von E-Zigaretten für Erwachsene die Risiken für Jugendliche überwiegen“, sagte Besaratinia. „Wir zeigen hier jedoch, dass das Dampfen aromatisierter Produkte mit krankheitsbezogenen molekularen Veränderungen einhergeht, unabhängig vom Alter des Nutzers.“

Die Wissenschaftler empfehlen den Regulierungsbehörden, Produkte detaillierter zu bewerten und dabei den Aromen und den Eigenschaften der Geräte mehr Aufmerksamkeit zu schenken. Mods und andere neuere Geräte können höhere Nikotinkonzentrationen abgeben als E-Zigaretten früherer Generationen. Viele enthalten zudem potenziell toxische Zusatzstoffe, die das Dampfen sanfter und ansprechender machen sollen.

Besaratinia und seine Kollegen führen derzeit eine Folgestudie zu den in E-Liquids verwendeten Chemikalien durch, um festzustellen, welche Verbindungen mit Veränderungen der Genexpression in Verbindung stehen. „Sobald wir diese Chemikalien identifiziert haben, könnten politische Entscheidungsträger die Hersteller anweisen, diese Chemikalien entweder zu eliminieren oder ihren Gehalt in E-Zigarettenprodukten zu reduzieren, um potenzielle Schäden zu minimieren“, sagte er.