Прозрачность в исследованиях для продвижения лучших практик
Прозрачность в научных исследованиях способствует использованию передовых практик и методов, что впоследствии приводит к получению надежных и воспроизводимых результатов. В этой статье мы поделимся некоторыми из наших методов и протоколов для научной оценки аэрозолей продуктов с нагреваемым табаком.
Лучшее, что человек может сделать для своего здоровья, — это никогда не курить, а если он уже курит — как можно скорее отказаться от этой привычки. Все чаще новые бездымные продукты признают способными ускорить снижение распространенности курения в том случае, если предлагать людям, которые в противном случае продолжали бы курить, перейти на их использование. Чтобы правильно понять потенциальное воздействие на здоровье населения, аэрозоли таких бездымных продуктов необходимо сравнивать с сигаретным дымом и оценивать их потенциал к снижению риска.
Мы прикладываем значительные усилия в области разработки, анализа и, по возможности, валидации методов и технологий для изучения и сравнения этих аэрозолей. Мы поделились подробной информацией о нашей работе в большом обзоре, а также на нашей онлайн-платформе INTERVALS.science, потому что считаем, что прозрачность в науке способствует использованию передового опыта в исследованиях.
Скриншот публикации Boué et al. Узнайте больше об этой публикации в нашей библиотеке.
Генерация, сбор и использование дыма сигарет и аэрозолей нагреваемых табачных продуктов воспроизводимым способом имеет важное значение для их научной оценки и сравнения. Такие аэрозоли значительно отличаются от сигаретного дыма, поэтому сравнение их токсичности может быть затруднено, а методы, разработанные для изучения сигаретного дыма, часто нельзя использовать в том виде, в котором они существуют, для изучения аэрозолей нагреваемых табачных продуктов. В 2020 году мы опубликовали обзор наших усилий по адаптации методов, разработанных для анализа сигаретного дыма, к изучению аэрозолей нагреваемых табачных продуктов. Эта публикация включает в себя обсуждение разработки научно обоснованных бездымных продуктов, проверку независимыми экспертами имеющихся исследований и рекомендации для дальнейшей работы. Чтобы ознакомиться с исследованием более подробно, вы можете обратиться к этому документу на INTERVALS.science.
Проблема: сигаретный дым и аэрозоль нагреваемого табака очень отличаются
Сигаретный дым — это аэрозоль, образующийся при сжигании табака. Он состоит из более чем 6000 различных компонентов. Аэрозоли, образующиеся при нагревании табака, состоят из значительно меньшего количества компонентов — в основном воды, глицерина, никотина и ароматизаторов. Эти два типа аэрозоля имеют очень разные свойства и при изучении ведут себя по-разному. Например, аэрозоль нашего ведущего нагреваемого табачного продукта — системы нагревания табака (СНТ) — имеет очень высокое содержание воды. Из-за этого аэрозоль при определенных условиях может конденсироваться в жидкую форму, что не свойственно сигаретному дыму.
Диаграмма, показывающая некоторые из наиболее значительных различий в компонентах сигаретного дыма и аэрозоля СНТ. И сигаретный дым (слева), и аэрозоль СНТ (справа) состоят из воды, никотина, глицерина и других соединений. Однако количество каждого из этих компонентов значительно различается между двумя продуктами. Кроме того, количество и уровни «других химических веществ» в аэрозоле СНТ значительно ниже по сравнению с сигаретным дымом. Сигаретный дым и аэрозоль СНТ собирали на лабораторных фильтрах, по 5 сигарет / стиков для каждого продукта. Значения указаны в расчете на единицу продукта.
Мы создали решения, чтобы ограничить влияние этих различий в наших исследованиях. В нашем обзоре и на INTERVALS.science мы подробно описываем протоколы и инструменты, разработанные или адаптированные нами для производства, сбора и использования сигаретного дыма и аэрозоля СНТ и позволяющие получать сопоставимые данные.
Адаптированные лабораторные машины и режимы производства аэрозоля
Мы используем линейные и ротационные лабораторные машины для автоматизированного прокуривания сигарет. Эти машины были модифицированы с учетом особенностей СНТ, таких как наличие держателя табачных стиков и перезаряжаемое электронное устройство.
Изображение ротационной лабораторной машины, модифицированной для использования в исследованиях СНТ.
Стандартизованные режимы машинного воспроизводства затяжек позволяют проводить адекватное сравнение отличающихся продуктов. Например, эти режимы определяют количество и продолжительность затяжек для сигареты или табачного стика. Исследовательская группа Всемирной организации здравоохранения по регулированию табачной продукции рекомендует использовать «интенсивный режим» Министерства здравоохранения Канады (Health Canada Intense), также установленный Международной организацией по стандартизации (ISO Intense), для изучения нагреваемых табачных продуктов. Аэрозоль СНТ может быть произведен в соответствии со стандартными режимами, такими как ISO Intense, но некоторые требования не могут применяться к продукту по техническим причинам. Например, табак в стиках СНТ не горит, время нагрева зафиксировано на уровне шести минут, а стики не меняют размер при использовании – все это отличается от курения сигареты.
Сбор аэрозольных фракций
Для различных целей, таких как определение веществ в составе аэрозоля или in vitro тестирование клеточных культур в растворе, необходимо собирать аэрозольные фракции. Для сигаретного дыма существуют стандартные процедуры сбора и извлечения. Мы разработали и опубликовали методы сбора сопоставимых образцов сигаретного дыма и аэрозоля СНТ. Мы оптимизировали такие параметры, как количество табачных стиков, объем растворителя и температура при сборе образцов.
Oценка токсичности in vitro: новые тесты на культурах клеток, погруженных в раствор
Стандартная оценка токсичности сигаретного дыма традиционно основывалась на серии давно зарекомендовавших себя in vitro тестов на погруженных в раствор культурах клеток для измерения цитотоксичности, мутагенности и генотоксичности. Мы также проводим эти исследования, а кроме того разработали множество новых in vitro тестов для проверки снижения токсичности. В этих тестах используются клеточные культуры, полученные из дыхательных путей и сердечно-сосудистой системы животных и человека. В клетках мы измеряем конечные точки (маркеры), которые, согласно литературным данным, ассоциированы с хроническими заболеваниями, связанными с курением. Этот документ на INTERVALS.science более подробно описывает некоторые из этих результатов.
Оценка токсичности in vitro: системы экспозиции «воздух-жидкость»
Изображение культуры бронхиальных клеток человека. Эти клетки культивировали в растворе, при этом их верхняя сторона была открыта для воздуха, чтобы сформировать трехмерную структуру с различными типами клеток. Эта трехмерная структура позволяет клеточной культуре более точно имитировать поведение и структуру клеток в организме человека по сравнению с более простыми клеточными культурами.
Погруженные в раствор клеточные культуры принципиально отличаются от легких человека, поскольку они подвергаются воздействию жидкости, а не воздуха или аэрозоля. Поэтому были разработаны системы экспозиции, в которых одна поверхность клеточных культур находится в контакте с воздухом и может подвергаться воздействию сигаретного дыма или аэрозоля СНТ. Эти системы экспозиции называются интерфейсами «воздух-жидкость». Клеточные культуры представляют собой сложные трехмерные клеточные структуры, которые имитируют организацию и физиологию клеток в интересующей нас ткани человека. Вся система экспозиции состоит из генерирующей аэрозоль машины, которая доставляет аэрозоль через трубки в камеры экспозиции, где размещены клеточные культуры.
Схематическое изображение системы экспозиции Vitrocell® 24/48. Клетки помещают в 48-луночный планшет, что позволяет им частично погружаться в жидкость и тем самым подвергаться воздействию как жидкости, так и воздуха – как в организме человека. Vitrocell® 24/48 может одновременно экспонировать до 48 клеточных культур.
Мы используем систему экспозиции VITROCELL® 24/48, которая позволяет одновременно экспонировать до 48 клеточных культур. Как для сигаретного дыма, так и для аэрозоля СНТ мы определили дозу, которая может быть доставлена до каждой клеточной культуры, состав, однородность доставки аэрозоля в разные клеточные культуры и стабильность этих параметров во времени. Более подробная информация о характеристике системы Vitrocell предоставлена на INTERVALS.science. В целом мы обнаружили, что аэрозоль, который доставляется к клеткам, не обязательно соответствует генерируемому аэрозолю. Следовательно, чтобы интерпретировать и сравнивать результаты, очень важно анализировать именно аэрозоль, доставленный к клеткам. Для этого мы разработали несколько методов, основанных на определении ключевых соединений в составе аэрозоля, таких как никотин или карбонильные соединения, во время либо после эксперимента.
Узнайте больше об исследованиях ФМИ
Здесь мы описали некоторые из методов, используемых в наших исследованиях по изучению химических и физических свойств, а также in vitro токсичности аэрозолей. В декабре 2020 года мы также опубликовали материал, в котором поделились некоторыми нашими лучшими методами и практиками производства аэрозолей электронных сигарет. Это именно те виды исследований, которые в основном проводятся в рамках нашей программы оценки бездымной продукции в исследовательском центре ФМИ в Невшателе, Швейцария.
Публикация научных статей и размещение наших методов и данных на сайте INTERVALS.science — это не единственный способ, которым мы открыто и прозрачно делимся своей работой. С июня 2020 года мы начали проводить серию виртуальных конференций, где наши ученые открыто обсуждают наши новые исследования, методы и научную базу исследований бездымных продуктов. Те, кто заинтересован узнать больше о наших исследованиях, могут совершить виртуальный тур по Кубу, чтобы узнать больше о наших результатах исследований бездымных продуктов, или изучить брошюру с кратким изложением этих результатов.
