Dalam penelitian terbaru yang diposting ke server pra-cetak bioRxiv *, para peneliti di University of California, Riverside menyelidiki efek penggunaan rokok elektronik (EC) sebagai faktor risiko sindrom pernafasan akut parah coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infeksi.
Latar belakang
EC, kendaraan penghantar nikotin yang membuat e-liquid aerosol, mengandung nikotin, propilen glikol (PG), gliserin nabati (VG), dan bahan kimia perasa. Ini kadang-kadang dipromosikan sebagai kurang berbahaya daripada rokok tembakau; namun, mereka tidak bebas dari bahaya. Ada semakin banyak bukti bahwa aerosol EC meningkatkan enzim pengubah angiotensin 2 (ACE2), reseptor virus SARS-CoV-2, yang meningkatkan pengikatannya ke sel inang, langkah penting untuk pembentukan infeksi pada manusia. Namun, ada kekurangan penelitian yang meneliti hubungan antara EC dan penyakit coronavirus 2019 (COVID-19) pada manusia; apalagi, data yang tersedia kontradiktif.
Tentang studi
Dalam penelitian ini, para peneliti menggunakan jaringan EpiAirway™, kultur organotipik tiga dimensi (3D) dari epitel bronkial manusia yang mengandung sel-sel bersilia, basal, dan penghasil lendir untuk menjelaskan efek vaping dan mengidentifikasi bahan kimia spesifik dalam cairan EC pada COVID- 19.
Sebuah studi sebelumnya menunjukkan bahwa aerosol EC meningkatkan aktivitas ACE2 dan tingkat ACE2 terlarut dalam cairan lavage bronchoalveolar (BLF) pengguna EC. Dalam studi saat ini, tim juga mengukur tingkat ACE2 dan protease transmembran, aktivitas protease serin 2 ( TMPRSS2 ) dalam jaringan EpiAirway™, dan besarnya infeksi pseudopartikel SARS-CoV-2.
Untuk eksperimen infeksi jaringan 3D EpiAirway™, tim menggunakan 0,3 multiplisitas infeksi (MOI) pseudopartikel SARS-CoV-2. Protokol penelitian mensimulasikan paparan EC akut dari jaringan EpiAirway™ selama tiga hari, dengan 50 isapan per hari, kisaran yang biasanya diterima oleh pengguna EC. Tim memastikan bahwa jaringan kembali ke inkubator di antara setiap hari paparan. Setelah paparan terakhir dan sebelum analisis, mereka kembali membiarkan jaringan pulih di inkubator selama 24 jam.
Sistem Cultex® menghasilkan aerosol EC asli, termasuk bahan kimia dalam e-liquid plus produk reaksi dan logam yang terbentuk karena memanaskan e-liquid di ruang awan. Kombinasi dari dua sistem paparan air-liquid interfaces (ALI) ini bersama dengan model EpiAirway™ 3D memberikan pengaturan inovatif yang lebih unggul daripada eksperimen pada subjek manusia untuk memahami bagaimana aerosol dan infeksi virus memengaruhi sistem pernapasan manusia.
Temuan studi
Para penulis mencatat bahwa PG, VG, dan aerosol yang mengandung nikotin meningkatkan infeksi jaringan EpiAirway™ oleh pseudopartikel SARS-CoV-2 dengan cara yang bergantung pada dosis. Khususnya, asam benzoat memberikan perlindungan substansial terhadap efek peningkatan infeksi dari PG / VG dan nikotin selama setidaknya 48 jam setelah paparan AL berhenti, kemungkinan karena tingkat pH kembali normal selama waktu ini setelah vaping. Namun, aerosol BLU™ EC, yang kekurangan asam benzoat, meningkatkan infeksi partikel semu, menunjukkan bahwa infeksi ini bervariasi dengan merek EC dan konten e-liquid. Itulah sebabnya bahkan baterai JUUL™ berdaya rendah, bersama dengan pod pihak ketiga, menyebabkan infeksi PG/VG atau nikotin yang ditingkatkan.
Para penulis mengamati korelasi tinggi antara aktivitas TMPRSS2 dan pH e-liquid aerosol. Dengan demikian, hasil penelitian menunjukkan bahwa pH rendah dari e-liquid aerosol menurunkan tingkat infeksi di jaringan EpiAirway™. Oleh karena itu, penjelasan yang paling mungkin adalah bahwa asam benzoat menurunkan pH pada ALI ke tingkat yang mengurangi aktivitas TMPRSS2, yang, pada gilirannya, mengurangi infeksi. Juga, aerosol pH rendah (misalnya, aerosol JUUL™) kemungkinan besar mengurangi paparan cryptic receptor-binding domains (RBDs) protein lonjakan (S) SARS-CoV-2 dan dengan demikian mengurangi kemampuannya untuk mengikat ACE2.
Studi di masa depan harus menentukan apakah asam benzoat dan turunannya berinteraksi dengan protease yang terlibat dalam replikasi SARS-CoV-2 untuk mengevaluasi efeknya pada tahap selanjutnya dari patogenesis SARS-CoV-2. Selanjutnya, penulis mencatat berbagai efek peningkatan infeksi karena variasi dalam protokol paparan. Temuan ini menunjukkan bahwa topografi pengguna, yang memengaruhi paparan nikotin, dapat memengaruhi hasil kesehatan pengguna EC.
Kesimpulan
Studi saat ini menunjukkan hubungan yang kompleks antara vaping dan infeksi SARS-CoV-2, yang sangat bergantung pada bahan e-liquid yang digunakan untuk membuat aerosol. Data studi akan memberi pengguna EC opsi untuk mengurangi risiko tertular COVID-19. Misalnya, produk yang mengandung asam dapat membantu mengurangi infeksi virus. Namun, penulis memperingatkan bahwa menghirup benzoat atau asam lain di EC mungkin memiliki konsekuensi kesehatan yang merugikan juga. Namun demikian, data penelitian dapat membantu merancang penelitian di masa depan yang meneliti efek produk rokok elektronik pada infeksi SARS-CoV-2.