Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué si les aérosols d’e-cigarette (EC) favorisaient l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).
Sommaire
Arrière plan
Fumer peut causer des maladies pulmonaires, y compris le cancer. Bien qu’il y ait un vif intérêt à explorer l’association entre la consommation de tabac/nicotine et la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), la relation est souvent contradictoire et mal définie. Par exemple, les données dérivées des patients indiquent que le tabagisme protège contre le COVID-19, tandis que de nombreuses études, y compris des méta-analyses, ont trouvé que le tabagisme était un facteur de risque de progression du COVID-19.
En outre, des niveaux élevés de récepteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) ont été détectés dans les biopsies des voies respiratoires de fumeurs, soulignant la sensibilité accrue des fumeurs. Les CE sont des dispositifs de distribution de nicotine qui chauffent les e-liquides pour générer des aérosols contenant plusieurs substances chimiques. Les aérosols EC pourraient avoir des effets néfastes sur le système respiratoire.
L’étude et les conclusions
La présente étude a testé si les aérosols EC augmentaient l’infection par le SRAS-CoV-2 dans les cellules épithéliales bronchiques humaines. Les cellules BEAS-2B ont été utilisées pour examiner les effets des fluides, des aérosols et des constituants des produits JUUL sur les niveaux d’ACE2.
Les cellules ont été traitées dans une culture immergée avec 0,5 % de liquide JUUL Virginia Tobacco à 5 % (contenant 0,3 mg/ml de nicotine après dilution), 0,03 ou 0,3 mg/ml de nicotine, 0,5 % de propylène glycol/glycérol végétal (PG/VG), ou un mélange de 0,5% de PG/VG avec 0,03 ou 0,3 mg/ml de nicotine. Des micrographies de cellules marquées avec des anticorps ACE2 ont révélé une expression élevée d’ACE2 chez les personnes exposées à 0,3 mg/ml de nicotine, confirmées par une analyse Western Blot.
L’augmentation des niveaux d’ACE2 par la nicotine s’est produite de manière dose-dépendante. Les niveaux d’ACE2 ont augmenté dans les cellules traitées par JUUL, mais l’augmentation était insignifiante par rapport aux témoins. De même, les cellules BEAS-2B ont été cultivées à une interface air-liquide (ALI) dans le système d’exposition Cultex ou une chambre à brouillard Vitrocell.
Les cellules ont été exposées à une bouffée d’aérosols générés à partir de solution saline tamponnée au phosphate (PBS) ou de 0,3 ou 0,03 mg/ml de nicotine dans du PBS. L’expression de l’ACE2 était plus élevée dans les cellules traitées à la nicotine. En revanche, les cellules ont été exposées à dix bouffées d’air pur humifié ou à des aérosols de JUUL Virginia Tobacco EC. De plus, le dispositif JUUL a été utilisé avec d’autres dosettes rechargeables composées de fluides fabriqués en laboratoire (de PG/VG ou d’un mélange de PG/VG avec 6 mg/ml ou 60 mg/ml de nicotine).
L’expression de l’ACE2 a augmenté dans les cellules exposées aux aérosols PG/VG ou JUUL, quoique insignifiante ; les aérosols provenant de fluides fabriqués en laboratoire ont considérablement augmenté l’expression de l’ACE2. Ensuite, des traitements submergés ont été effectués pour examiner les effets de la nicotine, du PG/VG ou des aérosols JUUL sur la protéase transmembranaire, les niveaux de sérine 2 (TMPRSS2) et l’activité. L’expression de TMPRSS2 a augmenté dans les cellules exposées à 0,3 mg/ml de nicotine.
Les cellules exposées à des fluides fabriqués en laboratoire contenant de la nicotine ont présenté une augmentation dose-dépendante des niveaux de TMPRSS2. L’activité TMPRSS2, mesurée par le clivage d’un substrat spécifique, a augmenté lorsque les cellules ont été traitées avec des fluides JUUL. Des expériences similaires ont été répétées à l’ALI en utilisant la chambre à brouillard ou le système d’exposition. Dans la chambre à brouillard, l’exposition à la nicotine n’a pas affecté les niveaux de TMRPSS2, mais l’activité enzymatique était significativement plus élevée avec 0,3 mg/ml de nicotine.
Dans le système Cultex, les niveaux de TMPRSS2 n’étaient pas significativement différents de ceux des témoins (exposés à l’air pur); cependant, l’activité enzymatique était significativement réduite dans les cellules exposées au PG/VG et augmentée dans les cellules exposées au mélange PG/VG-nicotine, mais restait inchangée dans les cellules exposées aux aérosols JUUL.
Enfin, les auteurs ont expliqué comment les fluides/aérosols JUUL ou les composants individuels affectent l’infection par le SRAS-CoV-2 des cellules BEAS-2B. Des pseudovirus SARS-CoV-2 ont été produits, qui ont exprimé la pointe SARS-CoV-2 et ont contenu ZsGreen, un plasmide rapporté pour recenser les cellules infectées. Vingt-quatre heures après le traitement en immersion, des pseudovirus ont été ajoutés aux cultures et incubés pendant 24 heures.
La fluorescence a été mesurée par cytométrie en flux et microscopie. L’infection virale a augmenté de manière significative dans les cellules traitées par le liquide JUUL. Dans les cellules traitées au PG/VG, l’infection virale était légèrement élevée, le traitement à la nicotine induisait une augmentation dose-dépendante de l’infection virale et l’infection était plus élevée lorsque la nicotine était utilisée avec le PG/VG.
De même, une infection par pseudovirus a été réalisée à l’ALI. L’exposition à la nicotine (0,3 mg/ml) a légèrement accru l’infection virale. Une infection accrue a été observée dans les cellules exposées aux aérosols JUUL et au mélange PG/VG-nicotine.
conclusion
L’étude a démontré que les fluides et aérosols JUUL augmentaient l’expression de l’ACE2, l’activité de TMRPSS2 et l’infection des cellules BEAS-2b. L’effet des CE sur l’infection virale dépendait du type d’exposition et des formulations chimiques. Dans les cultures submergées et les expositions à la chambre à brouillard, la nicotine a amélioré l’expression de l’ACE2 et l’infection par le pseudovirus.
À l’opposé, dans le système Cultex, la nicotine et le PG/VG étaient associés à une expression et à une infection accrues de l’ACE2. Bien que les niveaux et l’activité de TMPRSS2 étaient plus élevés dans les cultures submergées, seule l’activité enzymatique était élevée dans les expositions ALI. En résumé, les résultats suggèrent que les aérosols JUUL modulaient la machinerie d’infection cellulaire qui améliorait l’infection par les pseudo-particules du SRAS-CoV-2.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
