The effects of electronic cigarette liquids and regular cigarettes on humans, mice and on a model of the alveolar-capillary barrier

Les e-cigarettes (e-cig) n’ont pas démontré leur efficacité et leur tolérance, en partie à cause d’un large choix de liquides (eL) contenant des véhicules, des arômes et de la nicotine à différentes concentrations, complexifiant les études scientifiques. Les travaux présentés ici concernent 3 niveaux d’analyse. Chez l’Homme, les résultats de l’essai clinique VAPexp’AIR sont les premiers à montrer que la formulation du eL influence la masse de nicotine inhalée et ses paramètres pharmacocinétiques. Chez la souris, un modèle de BPCO post-tabagique a été développé présentant des caractéristiques pathologiques telles que le recrutement des cellules immunitaires dans les voies aériennes inférieures associé à de l’emphysème pulmonaire. Ce modèle sera utilisé comme témoin lors de l’exposition à la e-cig. In vitro, l’exposition d’un modèle de barrière alvéolo-capillaire aux principaux composants des e-L a montré des effets néfastes sur l’intégrité de la barrière, l’inflammation, le stress oxydant et la mort cellulaire, pour les principaux composants des e-L et leurs mélanges. La présence d’arômes mentholé et fruité, ainsi que de nicotine dans la composition des e-L semble empirer les observations.E-cigarettes (e-cig) have not been proven to be effective and tolerable, in part because of a wide range of liquids (eL) containing vehicles, flavors, and nicotine at different concentrations, making scientific studies more complex. The work presented here concerns 3 levels of analysis. In humans, the results of the VAPexp'AIR clinical trial are the first to show that the formulation of the eL influences the mass of inhaled nicotine and its pharmacokinetic parameters. In mice, a post-smoking COPD model has been developed with pathological features such as immune cell recruitment in the lower airways associated with pulmonary emphysema. This model will be used as a control during exposure to e-cig. In vitro, exposure of an alveolar-capillary barrier model to the main components of e-L showed deleterious effects on barrier integrity, inflammation, oxidative stress and cell death, for the main components of e-L and their mixtures. The presence of minty and fruity flavors, as well as nicotine in the composition of e-L seems to worsen the observations

Étude des effets des liquides pour cigarette électronique et de la cigarette classique chez l’Homme, la souris et sur un modèle de barrière alvéolo-capillaire

E-cigarettes (e-cig) have not been proven to be effective and tolerable, in part because of a wide range of liquids (eL) containing vehicles, flavors, and nicotine at different concentrations, making scientific studies more complex. The work presented here concerns 3 levels of analysis. In humans, the results of the VAPexp'AIR clinical trial are the first to show that the formulation of the eL influences the mass of inhaled nicotine and its pharmacokinetic parameters. In mice, a post-smoking COPD model has been developed with pathological features such as immune cell recruitment in the lower airways associated with pulmonary emphysema. This model will be used as a control during exposure to e-cig. In vitro, exposure of an alveolar-capillary barrier model to the main components of e-L showed deleterious effects on barrier integrity, inflammation, oxidative stress and cell death, for the main components of e-L and their mixtures. The presence of minty and fruity flavors, as well as nicotine in the composition of e-L seems to worsen the observations.Les e-cigarettes (e-cig) n’ont pas démontré leur efficacité et leur tolérance, en partie à cause d’un large choix de liquides (eL) contenant des véhicules, des arômes et de la nicotine à différentes concentrations, complexifiant les études scientifiques. Les travaux présentés ici concernent 3 niveaux d’analyse. Chez l’Homme, les résultats de l’essai clinique VAPexp’AIR sont les premiers à montrer que la formulation du eL influence la masse de nicotine inhalée et ses paramètres pharmacocinétiques. Chez la souris, un modèle de BPCO post-tabagique a été développé présentant des caractéristiques pathologiques telles que le recrutement des cellules immunitaires dans les voies aériennes inférieures associé à de l’emphysème pulmonaire. Ce modèle sera utilisé comme témoin lors de l’exposition à la e-cig. In vitro, l’exposition d’un modèle de barrière alvéolo-capillaire aux principaux composants des e-L a montré des effets néfastes sur l’intégrité de la barrière, l’inflammation, le stress oxydant et la mort cellulaire, pour les principaux composants des e-L et leurs mélanges. La présence d’arômes mentholé et fruité, ainsi que de nicotine dans la composition des e-L semble empirer les observations

Blood–Brain Barrier Permeability: Is 5-Hydroxytryptamine Receptor Type 4 a Game Changer?

Serotonin affects many functions in the body, both in the central nervous system (CNS) and the periphery. However, its effect on the blood–brain barrier (BBB) in separating these two worlds has been scarcely investigated. The aim of this work was to characterize the serotonin receptor 5-HT4 in the hCMEC/D3 cell line, in the rat and the human BBB. We also examined the effect of prucalopride, a 5-HT4 receptor agonist, on the permeability of the hCMEC/D3 in an in vitro model of BBB. We then confirmed our observations by in vivo experiments. In this work, we show that the 5-HT4 receptor is expressed by hCMEC/D3 cells and in the capillaries of rat and human brains. Prucalopride increases the BBB permeability by downregulating the expression of the tight junction protein, occludin. This effect is prevented by GR113808, a 5-HT4 receptor antagonist, and is mediated by the Src/ERK1/2 signaling pathway. The canonical G-protein-dependent pathway does not appear to be involved in this phenomenon. Finally, the administration of prucalopride increases the diffusion of Evans blue in the rat brain parenchyma, which is synonymous with BBB permeabilization. All these data indicate that the 5-HT4 receptor contributes to the regulation of BBB permeability