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jeudi 30 juillet 2020

L'Institut Pasteur compare les toxiques entre cigarette, tabac chauffé et vape

Quel niveau de réduction des risques avec la vape ou une cigarette chauffée par rapport aux cigarettes classiques ? L’Institut Pasteur de Lille apporte sa contribution au sujet avec une étude approfondie. L’équipe menée par Romain Dusautoir a analysé les taux de carbonyles et d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans les émissions d’une cigarette standard (3R4F), de la fumée de la cigarette chauffée Iqos, et de trois dispositifs de vapotage. Les chercheurs, financés par l’Institut national du cancer (INCa), ont ensuite procédé à des tests in vitro de viabilité de cellules épithéliales bronchiques humaines (BEAS-2B) exposées aux différents aérosols. 
« Dans le cadre de la réduction des méfaits du tabac, dans laquelle les fumeurs devraient idéalement pouvoir choisir librement parmi une variété de solutions de rechange au tabagisme, les produits du tabac émergents (comme le tabac chauffé [HTP]) et le vapotage semblent avoir le potentiel d’une nouvelle offre prometteuse. Toutefois, il est fondamental pour les fumeurs de connaître et de comparer les risques pour la santé de ces différents dispositifs émergents afin de déterminer quel produit devrait être préféré pour le sevrage tabagique », soulignent les onze coauteurs de l’étude financée par l’INCa et l’IResP.
Globalement, les résultats sont sans appel. "Conformément aux niveaux de composés toxiques mesurés dans chaque aérosol, l’aérosol de cigarette chauffée (HTP) présente une cytotoxicité réduite par rapport à la fumée de cigarette, mais plus élevée que les émissions de vapotage", conclut la publication en open-access dans le Journal of hazardous materials.

Les niveaux de carbonyles et de HAP mesurés

La fumée de cigarette contient près de 7000 composés toxiques, dont l’extrême majorité est absente du vapotage. Notamment, le vapotage ne contient ni monoxyde de carbone ni goudrons contrairement à la cigarette. L’étude menée à l’Institut Pasteur de Lille s’est concentrée sur le niveau de deux classes de toxiques dont certains sont encore présents dans le vapotage, en comparant les niveaux à ceux dégagés par du tabac chauffé et une cigarette. 

Ainsi, les niveaux de 19 carbonyles et de 23 hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ont été mesurés dans la fumée d’une cigarette, celle d’une Iqos (indiquée par HTP), du vapotage d’un modèle vieillissant d’Ego avec une résistance de 2,8 ohms alimentée à 4,6 Watts (nommée Lounge), et d’un Mod box plus récent avec une résistance en 0,5 ohms en deux configurations, l’une à 18 Watts et l’autre à 30 Watts. Les trois vapoteuses ont été testées avec un liquide à 16 mg/mL de nicotine, goût classique (en 70 % PG et 30 % VG). Les tests ont suivi le régime intensif de Santé Canada tout en veillant à ne pas créer artificiellement de dry-hit, en respectant notamment les recommandations de l’AFNOR.
« Pour assurer des conditions expérimentales réalistes, deux vapoteurs réguliers ont testé les e-cigs utilisés dans notre étude pour éviter la génération de bouffées sèches, en utilisant la durée de bouffée et les réglages de puissance tels qu’ils ont été testés avec la machine à fumer. Les utilisateurs ont confirmé l’absence de sensation de bouffée sèche et la production de vapeur suffisante. En outre, la température de l’aérosol généré a également été considérée comme un indicateur de pertinence expérimentale et de réalisme », stipulent les chercheurs, qui ont évité les erreurs méthodologiques « à l’américaine ».

Réduction de 99,8 % des carbonyles pour la Modbox

Les chercheurs ont analysé la présence des toxiques par bouffée et de manière pertinente par µg de nicotine délivré. Les résultats, détaillés pour chaque substance dans le papier, indiquent à délivrance égale de nicotine, une réduction de 77 % des émissions de carbonyles pour l’Iqos, et à plus de 99,5 % pour les différents modèles de vape, par rapport à la cigarette. Grossièrement, on peut dire que l’Iqos réduit par quatre fois la dose de carbonyles pour l’utilisateur à délivrance de nicotine similaire par rapport à la cigarette, tandis que les vapoteuses la réduisent de l’ordre de 200 à 500 fois. 
« Dans l’ensemble, nos données démontrent donc qu’à des températures normales, la teneur en carbonyles dans les émissions de vapotage ne représente qu’une petite fraction des niveaux inhalés par les utilisateurs de produits du tabac », précise l’étude.
Clique dessus pour la voir plus grande :
Dans le détail, les auteurs soulignent la nette réduction d’émission de carbonyles de l’Iqos en regard de la cigarette standard. Mais ils notent que la « présence de niveaux élevés d’acétaldéhyde est la marque de la pyrolyse et de dégradation thermogénique du tabac ». « En revanche, la principale source de carbonyles dans les émissions de vapotage est la dégradation thermique du glycérol et du propylène glycol contenue dans l’e-liquide. Certains carbonyles étaient quantifiables dans les différentes vapeurs d’e-cig testées, mais de plusieurs fois plus faibles que dans les émissions des deux produits du tabac testés ».

HAP réduits de 98,5 % avec la Modbox

Concernant les HAP, l’Ego se montre moins performante et ne réduit « que » de 92,5 % les taux de cette classe de toxiques par rapport à la cigarette. L’Iqos se montre un peu plus sûre avec une réduction de 94,3 %. Tandis que le modbox plus récent atteint 98,5 % et 99,2 % dans les deux configurations de puissance, en profitant d’une meilleure vaporisation de la nicotine. Les dispositifs de vapotage plus modernes en améliorant leur efficacité à la vaporisation de nicotine ont réduit les émissions d’HAP par dose de nicotine délivrée.

Tests de cytotoxicité in vitro

En plus de ces mesures, l’équipe de recherche a évalué l’impact toxicologique des aérosols produits. Ils ont exposé des cellules de la paroi (épithéliales) de bronches humaines à la fumée de la cigarette, de l’Iqos et aux aérosols des trois dispositifs de vapotage. Ils ont relevé la viabilité des cellules exposées, ainsi que des marqueurs de stress oxydatifs et de réponses inflammatoires.
« La réduction apparente de certains constituants nocifs dans les émissions de HTP et de vape par rapport à la cigarette de tabac ne peut pas être directement extrapolée à une réduction proportionnelle des méfaits pour les fumeurs »
Pour évaluer la viabilité cellulaire, les chercheurs ont déterminé la dose effective (ED50) qui élimine la moitié des cellules exposées. Les résultats sont éloquents. Deux bouffées de cigarettes suffisent à atteindre ce seuil tandis qu’il faut 45 bouffées d’Iqos. Les « vapeurs d’e-cig n’ont pas induit une mortalité cellulaire suffisante pour calculer une ED50 (quelle que soit la puissance ou le modèle e-cig testé) » après 120 bouffées. Dans une étude précédente, un des chercheurs avait été jusqu’à 576 bouffées avec différents e-liquides sans montrer de cytotoxicité.
« Nous avons également évalué la viabilité cellulaire en fonction de la nicotine émise. Les résultats étaient équivalents avec ou sans normalisation de la nicotine : une cytotoxicité plus élevée pour la cigarette de tabac (ED50 = 0,2 mg de nicotine) que pour HTP (ED50 = 2,8 mg de nicotine) et une faible cytotoxicité pour le vapotage »


Le stress oxydatif des cellules a été mesuré par le rapport entre les niveaux de glutathion oxydé (GSSG) et celui réduit (GSH). La cigarette a induit une augmentation de 2,7 du ratio GSSG/GSH dés la première bouffée. La cigarette chauffée a produit la même augmentation, mais après 12 bouffées. Tandis que du côté du vapotage, seule la Modbox à 30 watts à produit un changement similaire (2,9) après 120 bouffées. Sur cette base de 120 bouffées de vape, 12 bouffées d’Iqos et une seule bouffée de cigarette, les chercheurs ont vérifié une réaction de défense immunitaire des cellules. 
Enfin, ils ont relevé la sécrétion de cytokines en réponse à des processus inflammatoires. L’interprétation des résultats, plus prononcés avec moins de bouffées, reste à déterminer. « Ces différentes modulations dans les médiateurs inflammatoires peuvent s’expliquer en partie par les niveaux de carbonyle et d’HAP mesurés dans les différentes émissions », avancent les chercheurs.
« Cette étude contribue à une meilleure compréhension des propriétés des émissions de tabac chauffé (HTP) et de vapotage et de leurs impacts toxicologiques connexes. Elle fournit des données importantes nécessaires à l’évaluation des risques, en démontrant que le HTP pourrait être moins nocif que la cigarette de tabac, mais beaucoup plus nocif que le vapotage », concluent les chercheurs de l'Institut Pasteur de Lille.

vendredi 24 mai 2019

Etude: le risque accru à vie de cancer du "vapotage passif" se situerait entre 0,000'0012% et 0,000'0027%

L'exposition de personnes tiers au vapotage augmenterait le risque à vie de cancer de 0,000'0012% à 0,000'0027%. Cette évaluation est un des résultats d'une étude italienne parue en janvier 2018 dans Journal of Aerosol Science. Pour comparaison, plusieurs études ont évalué l'accroissement du risque de cancer des poumons du tabagisme passif entre 10% et 30%. En s'appuyant sur ces chiffres, la magnitude d'écart des risques serait de l'ordre du million. En pourcentage, cela équivaut à une réduction du risque d'au moins 99,9999%.

[add nota bene: les chercheurs italiens n'ont pas fait la comparaison avec le tabagisme passif, probablement en raison des controverses sur les évaluation de celui-ci]

Plus grand encore que l'écart déjà impressionnant de risque accru à vie de cancer entre tabagisme et vapotage actifs que l'étude italienne évalue d'un ordre de plus de 50'000 fois moindre pour le vapoteur. Les auteurs, du département d’ingénierie de l'Université de Cassino, soulignent d'ailleurs que les mesures du vapotage actif se situent en dessous des normes édictées par l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et l'Environnemental Protection Agency américaine (EPA). 

La recherche a mesuré les particules, leur composition, leur distribution dans un espace clos (de 40 m³) et la concentration de surface après chauffage à 37°C (température corporel) et à 300°C (pour vérifier la concentration en résidus après évaporation des liquides). Dans un pièce de 40 m³ - pour donner une idée, cela équivaut à une pièce de 4 mètres sur 4 avec un plafond à 2,40 m -, une personne a vapoté durant 10 mn (avec un modèle Ego, qui n'est plus très utilisé aujourd'hui), soit une durée double de celle que le fumeur a mis pour fumer sa cigarette pris en comparaison.

Plus de brouillard, moins de toxiques

Sans surprise, les mesures de particules, sans discriminer entre celles liquides et solides, sont nettement plus nombreuses avec le vapotage qu'avec la fumée de cigarette. Mais, l'analyse des concentrations solides de toxiques récoltées montrent des niveaux extrêmement plus faibles avec le vapotage que de la cigarette. Les chercheurs ont ensuite analysé ces concentrations selon les formules traditionnellement utilisées pour évaluer le risque à vie accru de cancer (ELCR).
"Des concentrations du nombre de particules égales à 6,30 - 9,08×10³ part. cm‾³ avec une distribution bimodale (à 30 nm et 90 nm) et des concentrations de surface spécifique de 5,16 - 5,90×10⁷ nm² cm‾³ (à 300 °C), respectivement, ont été mesurées dans un aérosol de vapotage de seconde main, entraînant des valeurs extrêmement faibles de risque accru à vie de cancer (ELCR) dues à l'exposition à un aérosol de vapotage de seconde main (1,24 - 2,70×10‾⁸)", Mauro Scungio, Luca Stabile, Giorgio Buonanno ; ma traduction de "Measurements of electronic cigarette-generated particles for the evaluation of lung cancer risk of active and passive users" in Journal of Aerosol Science https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2017.10.006 


La nature radicalement différente du vapotage et de la fumée

L'énorme réduction des risques entre tabagisme passif et exposition au vapotage s'explique en premier lieu par la différence radicale entre l'aérosol de vapotage et la fumée. En plus du monoxyde de carbone et de goudrons, absents du vapotage, la fumée de cigarette se caractérise par un niveau très élevé de particules solides. En second lieu, la cigarette émet un "sidestream" entre les bouffées prise par le fumeurs, qui constitue plus des trois-quart de la fumée dispersée dans l'environnement du fumeur. A l'opposé, le vapoteur n'émet que le vapotage qu'il a préalablement inspiré et dont il a retenu une large partie des substances. Deux études in vivo dont nous avons déjà parlé , l'une du CDC dans un magasin de vapotage et l'autre de l'Université de San Diego sur la pollution intérieure mesurée dans des logements de fumeurs, vapoteurs et de non-fumeurs, n'ont présenté aucune mesure significative de vapotage "passif". 


dimanche 19 février 2017

La vape bien moins toxique pour des cellules des bronches que la cigarette, selon une étude in vitro à l'Institut Pasteur de Lille

«Ces résultats suggère fortement une toxicité plus faible du vapotage comparé à la fumée de cigarette». C'est la conclusion d'une étude toxicologique menée à l'Institut Pasteur du CHU de Lille sur des cellules d’épithélium des bronches humaines. L'équipe de recherche, menée par Sebastien Anthérieu, a exposé des cellules à la fumée d'une cigarette et à l'aérosol de liquides de vapotage en reproduisant des conditions réalistes d'usage. Le manuscrit accepté par la revue Toxicology in vitro explique: «Tandis que la fumée de cigarette a fortement diminué la viabilité cellulaire après 48 mn d'exposition, le vapotage n'a induit aucune cytotoxicité après 288 mn d'exposition».

Outre la survie des cellules, les sept chercheurs ont mesuré un stress oxydatif significatif «qu'après l'exposition à la fumée de cigarette». En plus de ces éléments clefs des pathologies respiratoires chroniques, l'équipe de l'Impact of environnental chemicals on human health (IMPECS) a aussi procédé à une évaluation des effets sur les gènes. «Les données transcriptomiques des cellules exposées indiquent un grand nombre de gènes déréglementés en réponse à la fumée de cigarette (...) tandis que le vapotage n'a provoqué qu'une modulation très discrète». Voici deux des tableaux de résultats - en plus de celui sur la survie des cellules ci-dessus -, le premier concernant un marqueur de stress oxydatif (complété dans l'étude par des mesures des sécrétions inflammatoires), et le second concernant les modulations des gènes des cellules.
Le ratio de glutathion intercellulaire (GSSG/GSH), un marqueur de stress oxydatif

Nombre de modification dans l'expression des gènes des cellules soumises à la vape et à la cigarette 3R4F

Eléments de méthodo et matos

«Les données sur la toxicité du vapotage sur les fonctions cellulaires humaines se limitent jusqu'à présent à des expositions aiguës (Hiemstra et Bals, 2016). Toutefois, ces conditions peuvent sous-estimer les risques potentiels d'utilisation à long terme de la vape. De plus, la plupart des études n'ont pas effectué de comparaison directe avec la fumée de cigarette conventionnelle», stipulent les chercheurs. L'objectif de l'étude est donc d'évaluer en conditions réalistes si le vapotage est cause de toxicité après des expositions aiguës et répétées, et en comparer les effets à ceux de la fumée de cigarette.

Initiée en mars 2014, l'étude a utilisé des cigarettes standard de recherche (3R4F) et des appareils avec clearomiseur et batterie de type ego à 3,7 volts, données par la marque lilloise Nhoss, montées avec des résistances de 2,8 Ohms. Des liquides français de trois types - sans arôme, au goût tabac blond et menthe chlorophylle - étaient chacun en version sans nicotine et au taux de 16mg/ml. L'exposition des cellules de souche BEAS-2B à la vapeur s'est faite avec une interface air-liquid (ALI) pour reproduire des conditions réalistes d'usage. «Ce système est capable de correspondre à des situations de vie réelle et d'imiter de manière réaliste la dilution, le flux et les conditions d'humidité du vapotage ou du tabagisme», souligne l'étude, s'appuyant sur des articles de références en la matière.

«En l'absence d'un profil standardisé de vapotage, un volume et une fréquence de bouffées élevés ont été sélectionnés. La bouffée a été définie avec un volume de 55 ml durant 3 secondes, prise à intervalles de 30 sec., en utilisant un profil de bouffée d'onde carrée». En regard, les bouffées de cigarette représentaient un volume de 35 ml durant 2 sec., prises toutes les 60 sec., suivant un standard ISO réputé en la matière (ISO 3308:2012). En somme, le vapotage a été soumis à un régime de bouffées plus volumineuses et deux fois plus fréquentes que la fumée de cigarette.

Référence de l'étude :
Comparison of cellular and transcriptomic effects between electronic cigarette vapor and cigarette smoke in human bronchial epithelial cells
Sébastien Anthérieu, Anne Garat, Nicolas Beauval, Mélissa Soyez, Delphine AllorgeGuillaume Garçon and Jean-Marc Lo-Guidice; de l'Univ. Lille, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, EA 4483 - IMPECS - IMPact of Environmental ChemicalS on human health
in Toxicology in Vitro, TIV 3902, doi: 10.1016/j.tiv.2016.12.015

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