Sin dalla nascita del concetto di biologia dell'esposoma nel 2005, l'attenzione si è focalizzata sull'influenza di specifici fattori ambientali sulla salute umana, tra i quali le sigarette elettroniche occupano un posto sempre più importante. Dispositivi alimentati a batteria, le sigarette elettroniche riscaldano una miscela di umettanti, aromi e talvolta nicotina, generando un aerosol che viene inalato dall'utente. Dalla loro introduzione sul mercato americano, circa quindici anni fa, questi dispositivi hanno registrato un'ascesa vertiginosa, con un incremento delle vendite del 46,6% tra il 2020 e il 2022.
Tuttavia, studi recenti rivelano che le sigarette elettroniche alterano significativamente la fisiopatologia umana, in particolare agendo sui sistemi cardiovascolare e respiratorio. L'orifizio orale, il primo punto di contatto con l'aerosol, è particolarmente colpito dalle conseguenze di queste esposizioni, con un aumento delle firme di virulenza e dei segnali infiammatori nei vapers, anche in quelli in buona salute clinica.
Obiettivi dello studio
In questo studio, i ricercatori hanno esplorato il modo in cui i batteri orali interagiscono con gli aerosol delle sigarette elettroniche, valutando i cambiamenti strutturali e funzionali nel microbiota orale. La metodologia ha combinato metabolomica non mirata, metatrascrittomica e microscopia a fluorescenza, con convalida tramite campioni umani.
Risultati
L'analisi chimica mediante cromatografia di gas-spettrometria di massa ha rivelato più di 300 composti negli aerosol di nicotina e non nicotina, con meno della metà in comune. Tra le sostanze rilevate c'erano molecole con presunta elevata citotossicità, come la paraldeide, il cloruro di acetile e l'acido fluoroacetico.
Utilizzando la deconvoluzione spettrale sono stati identificati 969 metaboliti, distribuiti in 23 distinti percorsi metabolici. I metaboliti variavano a seconda delle caratteristiche dell'aerosol e della composizione del biofilm. Sono state osservate profonde alterazioni nell'architettura del biofilm, tra cui un aumento della biomassa, una riduzione del rapporto superficie/volume e un aumento delle distanze di diffusione.
A livello funzionale, l'esposizione agli aerosol ha stimolato la degradazione degli xenobiotici, la biosintesi della capsula e del peptidoglicano e il metabolismo dei composti organici a base di carbonio. Ha inoltre favorito l'emergere di sistemi di resistenza antimicrobica e meccanismi di secrezione.
Le analisi sugli esseri umani hanno corroborato queste osservazioni, confermando la presenza di metaboliti derivati dall'aerosol nella saliva degli svapatori.
Conclusione
I dati raccolti dimostrano che i batteri orali metabolizzano attivamente gli aerosol delle sigarette elettroniche, innescando una risposta da stress regolata dal quorum sensing. Questa dinamica favorisce la formazione di biofilm densi e ricchi di esopolisaccaridi in comunità precedentemente compatibili con la salute, amplificando al contempo la virulenza e la resistenza agli antibiotici negli ambienti patogeni. Questo lavoro evidenzia l'importanza cruciale di valutare l'impatto dello svapo non solo sulle cellule umane, ma anche sui microbiomi dell'ospite.
