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.

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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.