Elektronik sigara kullanan bireylerde DNA hasarının DNA katım (Adduct) ürünleri yardımıyla belirlenmesi /
Yazar: GÖKSEL KOÇ MORGİL
Danışman: PROF. DR. İSMET ÇOK
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Farmasötik Toksikoloji = Pharmaceutical Toxicology
Dizin: DNA = DNA ; DNA hasarı = DNA damage ; Elektronik sigara = Electronic cigarettes ; Kromatografi-sıvı = Chromatography-liquid ; Kütle spektroskopisi = Mass spectroscopy ; Metiladeninler = Metiladenins ; Sigara içme = Smoking

Özet:
Günümüzde elde edilen bilimsel veriler e-sigara kullanımının sağlık üzerine etkilerinin masum olmadığı yönündedir. Nitekim en az 20 insan karsinojeni ve teratojeni, e-sigara likitlerinde ve e-sigara dumanında tespit edilmiştir. Gerek e-sigara gerekse diğer kaynaklardan bu kanserojen ajanlara insan maruziyeti, DNA ile kovalent olarak bağlanmış katım ürünlerinin oluşumuna yol açabilir ki bu durum önemli bir DNA hasarı biçimidir. Bu çalışmada kartuşlu ve kartuşsuz (IQOS) e-sigara kullanıcılarında DNA hasarının değerlendirilmesi için 3 farklı DNA-katım ürünü belirlenmiştir. DNA alkilasyonunun belirlenmesinde, nikotine özgü N-nitrozaminler gibi bileşiklerden kaynaklandığı düşünülen N3-Metiladenin (N3-MeA) ve N3-Etiladenin (N3-EtA), DNA oksidasyonunun belirlenmesi için de e-sigara dumanında varlığı gösterilmiş PAHlar gibi oksidatif stres yaratan bileşiklerin neden olabileceği   8-hidroksi-2'-deoksiguanozin (8-OHdG)'in idrardaki miktar tayinleri yapılmıştır. Bu çalışma e-sigara kullanan bireylerde DNA katım ürünlerinin düzeylerinin saptanmasına bağlı muhtemel genotoksik hasarın değerlendirildiği ilk çalışma olma özelliğini taşımaktadır. Bu amaçla e-sigara kullanıcıları (n=48; n=28 kartuşlu; n=20 IQOS), klasik sigara içenler (n=39), pasif içiciler (n=32) ve sağlıklı olan sigara içmeyen bireylerin (n=41) idrarlarında N3-EtA, N3-MeA ve 8-OHdG DNA-katım ürünleri ve Nikotin düzeyleri Sıvı Kromatografi Tandem Kütle Spektrometresi (LC-MS/MS) yardımıyla belirlenmiştir. Çalışmamızda e-sigara içen kişilerin idrarlarındaki N3-EtA (0,4±0,5 ng/g kreatinin), N3-MeA (9,62±12,13 ng/g kreatinin), 8-OHdG (4,83±3,68 ng/g kreatinin) ve Nikotin (1795±1641 ng/g kreatinin) kontrol grubu ve pasif içicilerle karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek bulunmuş ancak, sigara içen grup ile analizi yapılan DNA-katım ürünleri açısından istatistiki bir fark bulunmamıştır. E-sigara gruplarının kendi aralarında karşılaştırılmasında sadece N3-EtA düzeylerinin IQOS kullanan grupta daha yüksek olduğu belirlenmiştir (p<0.05). Ayrıca IQOS kullananlarda kontrol grubuna göre tüm ürünler anlamlı derecede yüksek iken, kartuşlu e-sigara kullananlarda 8-OHdG düzeyleri dışında anlamlı farklılık saptanmıştır. IQOS kullananlar ile sigara içenler arasında analizi yapılan ürünler açısından bir fark bulunmaz iken (p>0.05), kartuşlu e-sigara içenlerde sadece N3-EtA düzeylerinin sigara içenlere göre daha düşük olduğu belirlenmiştir (p<0.001). IQOS kullananlar ile aromalı e-sigara kullananlar arasında istatistiki bir fark bulunmaz iken aromasız e-sigara kullananlarda alkillenmiş DNA-katım ürünleri daha düşük (p<0.05) bulunmuştur. Aromalı e-sigara kullananlarda N3-EtA dışındaki (p=0.008) DNA-katım ürünlerinin sigara içenlere yakın olduğu belirlenmiştir. Çalışmamız, hem e-sigara hem de IQOS kullanımının insanlarda DNA alkilasyonuna ve oksidatif hasara neden olarak, sigara kadar genotoksik etkileri olabileceği ve e-sigaralarda aroma kullanımının genotoksik etkiye ekstra katkı sağladığı sonuçlarını çıkarmak mümkündür.

Abstract:
Recent studies show new results proving the harmful health effects of e-cigarettes on human body. Those studies prove that at least 20 human carcinogens and teratogens in the liquids and vapor of e-cigarettes. Human exposure to these compounds, either through e-cigarettes or other sources, may lead to "adduct" products covalently bonded to DNA which is one of the critical DNA damage types. In this study, three different DNA adducts have been identified to evaluate DNA damage with cartridges e-cigarette users and heated tobacco products (IQOS) e-cigarette users. To identify DNA alkylation, adduct products N3-Methyladenine (N3-MeA) and N3-Ethyladenine (N3-EtA), which are considered to be originated from nicotine-specific compounds such as N-nitrosamines and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG) existence levels in urine was understood in order to identify DNA oxidation, as the same could create oxidative stress such as the PAH that was present in e-cigarette smoke. These products increase the tendency to mutation by exchanging base couples or by the apurinic regions they form. This study is the first to evaluate the genotoxic damage related to identifying DNA adduct product levels in e-cigarette-smoking individuals.   In this regard, to identify the levels of N3-EtA, N3MeA, 8-OHdG, and nicotine levels, e-cigarette users (n=48; n=28 cartridge; n=20 IQOS), classical cigarette users (n=39), passive smokers (n=32) and healthy non-smoking individuals urine samples (n=41) by using Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometer. Our study shows that urine e-cigarette smokers have statistically reasonably high levels of N3-EtA (0,4±0,5 ng/g creatinine), N3-MeA (9,62±12,13 ng/g creatinine), 8-OHdG (4,83±3,68 ng/g creatinine) and nicotine (1795±1641 ng/g creatinine) compared to control group and passive smokers but no statistical difference was noted related to DNA adducts analyzed with a smoking group. Comparing e-cigarette groups to one another, only N3-EtA levels are observed higher in IQOS using group (p>0.05). In addition, compared to the control group, all products were high in IQOS users; there has been no significant difference other than 8-OHdG levels in cartridge-cigarette users. Although no differences were found between IQOS users and cigarette smokers on the analyzed products (p>0.05), N3-EtA levels in e-cigarette cartridge users were identified as lower than cigarette smokers (p<0.001). While there was no statistical difference between IQOS and flavored e-cigarette users, alkylated DNA adducts were lower (p<0.05) in non-flavored e-cigarette users. It was determined that DNA adducts other than N3-EtA (p=0.008) were close to smokers in flavored e-cigarette users. In our research, it is explicit to conclude that; both e-cigarette and IQOS usages result in DNA alkylation and oxidative damage creating genotoxic effects similar to cigarettes, and usage of flavoring additives in e-cigarettes have contributed to additional genotoxic effects.