Elektronische Zigaretten-Aerosole beeinträchtigen die Barriere der Atemwege

Elektronische Zigaretten gewinnen an Beliebtheit, doch ihre Auswirkungen auf die Atemwegsgesundheit sind noch nicht vollständig verstanden. Eine aktuelle Studie zeigt, dass die inhalierten Aerosole die Integrität des Epithels der Atemwege stören – eine essentielle Barriere, die die Lunge vor schädlichen Partikeln und Mikroben schützt. Diese Störung beruht auf einem präzisen Mechanismus: dem Abbau von E-Cadherin, einem Schlüsselmolekül, das den Zusammenhalt zwischen den Epithelzellen aufrechterhält.

E-Cadherin kann durch Enzyme, die als Matrix-Metalloproteinasen bezeichnet werden, gespalten werden, wodurch eine lösliche Form, das sE-Cadherin, freigesetzt wird. Dieses schwächt die Epithelbarriere und fördert Entzündungen. Wissenschaftler beobachteten, dass die Exposition gegenüber Aerosolen von elektronischen Zigaretten die Produktion von sE-Cadherin in menschlichen Bronchialzellen und bei Mäusen erhöht. Gleichzeitig wird die Expression von drei Matrix-Metalloproteinasen – MMP-2, MMP-9 und MMP-12 – stimuliert, was ihre Rolle in diesem Prozess bestätigt.

Die Folgen sind direkt: Der transepitheliale elektrische Widerstand, ein Indikator für die Dichtheit der Barriere, sinkt nach der Exposition gegenüber den Aerosolen stark ab. Zudem steigt die Durchlässigkeit für Moleküle wie markiertes Dextran, was beweist, dass die Barriere durchlässiger und weniger schützend wird. Mikroskopische Aufnahmen zeigen außerdem eine Desorganisation der Junction-Proteine wie ZO-1 und Occludin, die normalerweise die Dichtheit zwischen den Zellen gewährleisten.

Um den Zusammenhang zwischen den Matrix-Metalloproteinasen und diesen Schäden zu bestätigen, verwendeten die Forscher Fisetin, einen natürlichen Inhibitor dieser Enzyme. Die Behandlung mit Fisetin reduziert die Freisetzung von sE-Cadherin signifikant und bewahrt die Struktur der Zellverbindungen. Sie mildert auch den Rückgang des elektrischen Widerstands und begrenzt die Zunahme der Durchlässigkeit. Diese Ergebnisse unterstreichen, dass MMP-9 eine zentrale Rolle beim Abbau von E-Cadherin spielt, da seine Expression durch Fisetin spezifisch verringert wird – im Gegensatz zu den anderen Matrix-Metalloproteinasen.

Diese Erkenntnisse zeigen, dass die Aerosole von elektronischen Zigaretten die Epithelbarriere beeinträchtigen, indem sie Enzyme aktivieren, die die Proteine des Zellzusammenhalts abbauen. sE-Cadherin, das leicht in Körperflüssigkeiten nachweisbar ist, könnte somit als früher Biomarker dienen, um die durch das Dampfen verursachten Schäden zu bewerten. Zudem eröffnen sich durch die gezielte Hemmung der Matrix-Metalloproteinasen, insbesondere von MMP-9, neue Ansätze für die Entwicklung von Therapien, die die Atemwege vor den schädlichen Auswirkungen der Aerosole schützen.

Sources du site

Source officielle de l’étude

DOI : https://doi.org/10.1007/s00204-026-04456-2

Titre : Electronic cigarette aerosols disrupt airway barrier function via MMP-dependent E-cadherin cleavage: findings from cell culture and murine models

Revue : Archives of Toxicology

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Amelia L. Beaumont; Sarah G. Ozeki; Claire E. Lee; Robert L. Chatburn; Russell P. Bowler; Fariba Rezaee