El estudio se realizó en un laboratorio utilizando células madre embrionarias humanas, que son similares a las células encontradas en embriones humanos de aproximadamente tres semanas de desarrollo, y no en mujeres embarazadas. Por lo tanto, los investigadores enfatizaron que sus resultados no pueden probar que los mismos efectos ocurren en mujeres o embriones en desarrollo.
Investigación sobre un saborizante común
"Hay poco entendimiento sobre cómo el vapeo puede afectar a los embriones en desarrollo de mujeres embarazadas que utilizan cigarrillos electrónicos", comentó Prue Talbot, profesora de la división de posgrado en el Departamento de Biología Celular y de Sistemas de la UCR, quien lideró el estudio. "Realizamos este estudio para determinar si la vainillina, un saborizante químico que se usa a menudo en e-cigarrillos en altas concentraciones, podría afectar negativamente el desarrollo de los embriones jóvenes en humanos".
Talbot y su equipo se propusieron investigar cómo los químicos presentes en los aerosoles de vapeo podrían influir en las etapas muy tempranas del desarrollo humano y qué tipo de daño celular podría resultar. Se centraron en la vainillina porque se utiliza frecuentemente en líquidos para e-cigarrillos y se sabe que las células embrionarias tienen un canal llamado TRPV4 en sus superficies que probablemente se uniría a la vainillina.
Los investigadores expusieron células madre embrionarias humanas cultivadas en platos de laboratorio a varias concentraciones de vainillina, incluyendo concentraciones nanomolares (bajas) y micromolares (altas).
También probaron las células con un antagonista de TRPV4, una sustancia que inhibe la unión de la vainillina a TRPV4, un anticuerpo que bloquea la actividad de TRPV4 y combinaciones de vainillina con el antagonista o el anticuerpo.
La vainillina cambió el desarrollo celular
Las células madre embrionarias son pluripotentes, lo que significa que pueden desarrollarse en prácticamente cualquier tipo de célula del cuerpo. Durante el desarrollo embrionario normal, dan lugar a tres tipos de células principales: endodermo, ectodermo y mesodermo. "Descubrimos que las concentraciones micromolares tendían a matar las células", dijo Talbot. "Las concentraciones nanomolares hicieron que las células perdieran pluripotencia, que es la capacidad de desarrollarse en todos los tipos de células.
La vainillina también hizo que las células madre se diferenciaran en endodermo, en lugar de ectodermo o mesodermo. El endodermo es un tejido embrionario que da lugar al revestimiento del intestino y los tejidos respiratorios. Estos cambios son potencialmente muy serios y podrían impedir el desarrollo normal de los embriones".
El equipo encontró que bloquear TRPV4 con el antagonista evitó que la vainillina produjera estos efectos. Ese resultado apuntó al canal TRPV4 como el mecanismo a través del cual la vainillina estaba afectando las células.
"Nuestros datos predicen que las concentraciones nanomolares de vainillina llegarán al embrión en mujeres embarazadas que vapean", señaló Talbot. "A concentraciones nanomolares, la vainillina se une a un canal llamado TRPV4 en la superficie de las células embrionarias, permitiendo una rápida entrada de calcio, una molécula de señalización. El calcio, a su vez, activa eventos posteriores que resultan en la pérdida de pluripotencia y la diferenciación de las células madre embrionarias en endodermo".
Importancia del desarrollo celular temprano
Talbot destacó que el desarrollo embrionario saludable depende de que las células madre formen los tres tipos de células primarias: endodermo, ectodermo y mesodermo. Si un embrión no forma ectodermo, el sistema nervioso no se desarrollará. Sin mesodermo, muchos otros tejidos, incluidos los músculos, tampoco se formarán adecuadamente.
"Las mujeres no necesariamente conocen los químicos en los productos de vapeo", dijo Talbot. "Nuestros hallazgos sugieren que deberían ser cautelosas y asesoradas por médicos para no vapear durante el embarazo, especialmente si tienen problemas para concebir o experimentan abortos espontáneos. Las políticas regulatorias generalmente se basan en datos derivados de adultos o células adultas. Sin embargo, las etapas prenatales del desarrollo suelen ser las más sensibles a los químicos ambientales".
Los investigadores sugieren que los reguladores deberían considerar exigir a los fabricantes de e-cigarrillos que divulguen los ingredientes en el embalaje del producto. "Al establecer políticas para el uso y distribución de e-cigarrillos, sería aconsejable considerar si y cómo los productos dañan a los no nacidos", agregó Talbot.
Investigaciones adicionales sobre otros químicos de vapeo
El equipo había estudiado previamente el saborizante mentol en e-cigarrillos y encontró que contribuía a enfermedades respiratorias en humanos. Actualmente, los investigadores están investigando el WS-23, un químico sintético de enfriamiento utilizado frecuentemente en productos de e-cigarrillos. También están examinando cómo tanto el mentol como el WS-23 afectan la diferenciación de las células embrionarias.
Los investigadores advierten que el estudio actual no estima los efectos de la exposición repetida o acumulativa a la vainillina a lo largo de días, semanas, meses o años. "El efecto de la exposición a largo plazo podría ser mayor", concluyó Talbot.
El título del artículo es "La vainillina nanomolar, un saborizante de e-cigarrillo, parece interrumpir la pluripotencia y promover la diferenciación endodérmica en células madre embrionarias humanas a través de la activación de TRPV4".