Consideraciones sobre la dosimetría para la evaluación in vitro de la toxicidad del cigarrillo electrónico

by | Dic 20, 2022 | 0 comments

Abstracto

Los cigarrillos electrónicos (o e-cigarrillos) se pueden utilizar como ayuda para dejar de fumar. Algunos estudios tienden a mostrar que son menos peligrosos que los cigarrillos de tabaco, aunque eso no signifique que sean completamente seguros. La enorme variación en los diseños de los estudios que evalúan la toxicidad in vitro del aerosol de los cigarrillos electrónicos dificulta hacer comparaciones y sacar conclusiones sólidas e irrefutables. En este documento, revisamos esta heterogeneidad (en términos de productos de cigarrillos electrónicos, modelos biológicos y condiciones de exposición) con un enfoque especial en la gran disparidad en las dosis utilizadas, así como en la forma en que se expresan. Finalmente, discutimos el tema principal de la dosimetría y mostramos cómo las herramientas de dosimetría permiten alinear datos entre diferentes sistemas de exposición o datos de diferentes laboratorios y, por lo tanto, permiten comparaciones para ayudar a explorar más el riesgo potencial de los cigarrillos electrónicos.

Introducción

dispositivos de vapeo (es decir cigarrillos electrónicos o e-cigarettes) se introdujeron en el mercado hace una década. Se pueden utilizar como una posible alternativa al tabaquismo y algunos resultados mostraron que pueden desempeñar un papel interesante como ayuda para dejar de fumar. [1]. Además, muchos estudios parecen demostrar que son intrínsecamente menos peligrosos que los cigarrillos de tabaco convencionales y, por lo tanto, se espera que los riesgos para la salud sean menores. Sin embargo, persisten las preocupaciones sobre su posible toxicidad y efectos adversos para la salud, incluidos los efectos pulmonares o cardiovasculares a largo plazo del aerosol generado por los cigarrillos electrónicos a partir de los líquidos que contienen nicotina. [2]. De hecho, en lugar de quemar tabaco, el cigarrillo electrónico permite calentar el llamado líquido electrónico, generando un aerosol que es inhalado por el vapeador. El e-líquido es una mezcla de composición variable que incluye, por ejemplo, propilenglicol, glicerol, agua, varios sabores y, en la mayoría de los casos, nicotina (aunque los vapeadores también pueden usar e-líquidos sin nicotina). Si bien algunos de estos compuestos pueden exhibir una toxicidad intrínseca, el proceso de calentamiento también puede conducir a la formación de nuevos compuestos de descomposición térmica que también pueden ser peligrosos. [2,3,4]. Ya se han detectado aproximadamente 250 sustancias químicas en los aerosoles de vapeo, incluidas las sustancias inicialmente presentes en la formulación del e-líquido (p.ej nicotina, aromas, propilenglicol), pero también un gran número de productos de degradación térmica (p.ej alcaloides, compuestos orgánicos volátiles (COV), piridina, compuestos carbonílicos como la acroleína o el formaldehído) y metales. Además, en algunos casos también se pueden encontrar sustancias de degradación térmica de los e-líquidos, como las nitrosaminas específicas del tabaco (TSNA) y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH). La naturaleza física y química de los aerosoles de vapeo es bastante diferente del humo del tabaco quemado, ya que no se produce ningún proceso de combustión durante la vaporización del e-líquido. Sin embargo, la concentración de partículas en el aerosol de los cigarrillos electrónicos puede ser similar a la de los cigarrillos de tabaco. [3, 5, 6].

Heterogeneidad de los estudios

La toxicidad del aerosol de cigarrillos electrónicos sigue siendo controvertida, particularmente debido a la heterogeneidad en el diseño de estudios toxicológicos experimentales con respecto a varios parámetros, como la elección de: (i) los productos de cigarrillos electrónicos probados, (ii) los modelos biológicos utilizados y (iii) las diferentes condiciones de exposición [3, 4, 7]. Esta heterogeneidad dificulta sacar conclusiones firmes sobre el posible efecto adverso para la salud del aerosol de vapeo. De hecho, no podemos comparar los resultados obtenidos en contextos experimentales tan diferentes, lo que hace que los metanálisis sean imposibles. En consecuencia, a pesar de la gran cantidad de estudios disponibles en la literatura, no se pueden hacer comparaciones consistentes y no se pueden sacar conclusiones sólidas y confiables. Sin embargo, aunque la diversidad de diseños de estudio dificulta sacar conclusiones cuantitativas, se pueden llegar a conclusiones cualitativas sobre los riesgos para la salud.

Heterogeneidad de los productos de cigarrillos electrónicos

La diversidad de productos de cigarrillos electrónicos (formulaciones de líquidos electrónicos y dispositivos de cigarrillos electrónicos) disponibles en el mercado y su constante evolución a alta velocidad hace que sea difícil probar cada producto. Aunque comparten componentes clave y procedimientos operativos similares, los cigarrillos electrónicos se pueden clasificar en cuatro generaciones que reflejan diferencias importantes tanto en su diseño como en tecnología. La primera generación de cigarrillos electrónicos, también llamados “cig-a-like”, imita adecuadamente la apariencia de los cigarrillos convencionales [8]. Estos dispositivos son principalmente desechables, incluyen poco e-líquido y sus componentes internos no son modificables. Los cigarrillos electrónicos de segunda generación son reutilizables e introducen un tanque recargable que otorga al usuario un mejor ajuste de la exposición a la nicotina mediante el consumo de líquidos electrónicos que contienen concentraciones variables de nicotina. [9]. La mayor flexibilidad la ofrecen los cigarrillos electrónicos de tercera generación. Estos dispositivos se basan en un gran tanque recargable y una tarjeta electrónica que controla directamente el voltaje y la potencia. Debido a que son altamente personalizables, los cigarrillos electrónicos de tercera generación ilustran perfectamente la heterogeneidad de los productos de cigarrillos electrónicos y la complejidad de los estudios comparativos. De hecho, los usuarios pueden elegir entre varios tipos de bobinas (verticales, dobles, triples, múltiples, retorcidas, de malla, etc.), hechas de diferentes aleaciones que contienen hierro, cromo, aluminio o níquel, y las bobinas se pueden enredar con varios materiales, incluidas bolas de algodón orgánico. , mecha de fibras de sílice, o Malla de Acero Inoxidable entre otros [10]. Además, hay disponible en el mercado una amplia gama de resistencias con valores que suelen oscilar entre 0,1 y 3 ohmios, lo que permite al vapeador modificar la densidad y la temperatura del aerosol creado. Finalmente, los cigarrillos electrónicos de cuarta generación con forma de unidad flash de baja potencia más recientes (p.ej Juul, NJOY y Vuse) se basa principalmente en cartuchos precargados reemplazables o POD que contienen sales de nicotina que brindan niveles mucho más altos de nicotina que la nicotina de base libre [11]. Aunque estos dispositivos no han sido diseñados para ser modificados por el usuario, los cartuchos cerrados se pueden desmontar fácilmente y rellenar con otros e-líquidos. Además de la heterogeneidad de los dispositivos de cigarrillos electrónicos, el mercado de vape también está inundado con una tremenda diversidad de líquidos electrónicos. En 2014, se informaron más de 7500 e-líquidos diferentes con aproximadamente 250 nuevos sabores lanzados al mercado por mes. [12]. Estos números aumentaron a casi 20.000 e-líquidos en el mercado holandés de 2021 [13] mientras que una encuesta de 2020 realizada en Francia reveló que había casi 27.000 e-líquidos disponibles en el mercado[[14]. Dado que los estudios toxicológicos de detección son costosos y requieren mucho tiempo, la enorme heterogeneidad de los productos de vapeo y la cantidad significativa de nuevos productos lanzados mensualmente impiden una evaluación exhaustiva. Además, la comparación de estudios que utilizan un dispositivo idéntico debe hacerse con cuidado ya que varios parámetros pueden variar (p.ej potencia, valor de resistencia, formulación de e-líquido).

Heterogeneidad de los modelos biológicos

Si bien los estudios clínicos en humanos están disponibles, la gran mayoría de los estudios que tienen como objetivo investigar los posibles efectos tóxicos de los cigarrillos electrónicos utilizan modelos preclínicos, como cultivos celulares y modelos animales. [7]. De hecho, las pruebas con animales han sido tradicionalmente un método principal para evaluar la seguridad de los productos, sin embargo, son costosas, requieren mucho tiempo y personal y, sobre todo, están asociadas con preocupaciones éticas. [15,16,17]. Además, se han planteado críticas sobre la traducción de estos resultados a la práctica clínica, por ejemplo, debido a las diferencias en la fisiología y los comportamientos respiratorios entre humanos y roedores, así como al uso de métodos de exposición no fisiológicos, como la exposición de todo el cuerpo en lugar de respiración por la boca [7, 18]. Probablemente, la diferencia más importante entre los animales de experimentación y los humanos es que los roedores (ya que las ratas y los ratones son las especies más utilizadas) son respiradores nasales obligatorios, mientras que el vapeo se trata de inhalación oral. Las ratas y los ratones muestran los llamados…

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