[Studies on toxicity and inflammatory reactions induced by e-cigarettes : In vitro exposure of human nasal mucosa cells to propylene glycol at the air-liquid interface]

The e‑cigarette has become increasingly popular in recent years. However, the question of toxicity is not yet clear and there is global uncertainty regarding the use of e‑cigarettes. This is intensified by the fact that there is a lack of declaration of the liquid ingredients.

Possibly repairable dose-dependent DNA fragmentation and profound DNA alterations at high concentrations of propylene glycol warrant enhanced genotoxicological studies. These should include long-term exposure studies and assessment of further ingredients of the liquids. Consequently, the manufacturers need to be forced to declare the latter. Zusammenfassung: HINTERGRUND: Die E‑Zigarette erfreut sich in den letzten Jahren zunehmender Beliebtheit. Die Frage nach der Toxizität ist jedoch noch nicht eindeutig geklärt, und es herrscht global Unsicherheit im Umgang mit der E‑Zigarette. ZIEL: Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Propylenglykol, ein Hauptbestandteil der Liquide, in Bezug auf mögliche akute Entzündungsreaktionen, zyto- und genotoxische Auswirkungen auf humane Nasenschleimhautzellen zu untersuchen. Material und methoden: Die Nasenschleimhautzellen wurden von zehn Probanden im Air-Liquid-Interface kultiviert und anschließend mit unterschiedlichen Konzentrationen des Propylenglykols bedampft. Die Analyse erfolgte mittels Trypanblau-Test, Comet-Assay, Mikrokerntest und IL-6- und IL-8-Sandwich-ELISA. Ergebnis: Der Trypanblau-Test zeigte keine Reduktion der Vitalität. Im Sandwich-ELISA konnte kein Anstieg der IL-6- und IL-8-Konzentrationen nachgewiesen werden. Im Comet-Assay zeigte das Olive Tail Moment eine Schädigung im Vergleich zur Negativkontrolle in allen untersuchten Konzentrationen. Zudem zeigte sich eine dosisabhängige Schädigung. Im Mikrokerntest konnte ein Unterschied zwischen dem Reinstoff und der Negativkontrolle gefunden werden. Schlussfolgerung: Es zeigten sich möglicherweise reparable DNS-Schädigungen im Comet-Assay. Im Mikrokerntest konnten diese nur in der Reinstoffkonzentration bestätigt werden. Es sollte ein restriktiver Umgang mit der E‑Zigarette erfolgen, bis insbesondere Langzeitstudien vorliegen. Zudem ist eine eindeutige Deklaration der Inhaltsstoffe der Liquide durch die Hersteller zu fordern, um weitergehende Schädigungspotenziale untersuchen zu können.

The nasal mucosa cells from 10 volunteers were cultivated at the air-liquid interface and then exposed to different concentrations of propylene glycol. The analysis was carried out using the trypan blue test, comet assay, micronucleus test, and interleukin (IL)-6 and IL‑8 sandwich ELISA.

The present paper investigates propylene glycol, a major component of the liquids, for possible acute inflammatory reactions as well as cytotoxic and genotoxic effects on human nasal mucosa cells. Materials and

The trypan blue test showed no reduction in vitality. No increase in IL‑6 and IL‑8 concentrations were detected in the sandwich ELISA. In the comet assay, the Olive tail moment showed a dose-dependent increase in DNA fragmentation compared to the negative control at all examined concentrations. A difference between the pure substance and the negative control was shown in the micronucleus test.