Ученые обнаружили влияние ванилина на эмбриональные стволовые клетки

Новое лабораторное исследование, проведенное командой Университета Калифорнии в Риверсайде, показало, что ванилин — распространённая ванильная ароматическая добавка в жидкостях для электронных сигарет — может нарушать одни из самых ранних этапов развития человеческого эмбриона. Результаты опубликованы 12 августа в журнале Human Reproduction.

В исследовании использовались человеческие эмбриональные стволовые клетки, которые по своим свойствам близки к клеткам эмбриона примерно на третьей неделе развития. Исследователи подчёркивают, что работа выполнена в лабораторных условиях и не доказывает прямого эффекта у беременных женщин, но выявляет возможный механизм действия вещества на ранние эмбриональные клетки.

Механизм действия: канал TRPV4 и роль концентрации ванилина

Ученые сосредоточились на ванилине из‑за его частого использования в жидкостях и известного наличия на поверхности эмбриональных клеток кальциевого канала TRPV4. По данным исследования, при нанесении ванилина в наномолярных концентрациях молекула взаимодействует с этим каналом, что приводит к быстрому притоку кальция и запуску каскада событий, влияющих на свойства клеток.

Исследователи отметили два отличных по исходу эффекта в зависимости от концентрации: микромолярные концентрации вызывали гибель клеток, тогда как наномолярные концентрации приводили к потере плюрипотентности — способности стволовых клеток развиваться во все типы тканей — и стимулировали дифференцировку в направлении эндодермы.

Переход клеток преимущественно в эндодермальную линию имеет серьёзные последствия, поскольку нормальное развитие эмбриона требует формирования трёх основных зародышевых листков: эндодермы, эктодермы и мезодермы. Отсутствие эктодермы, к примеру, означает нарушение развития нервной системы, а отсутствие мезодермы затрагивает формирование мышц и многих других тканей.

Подтверждение механизма и дальнейшие исследования

Команда применяла антагонист канала TRPV4 и антитело, блокирующее активность канала, и обнаружила, что блокирование TRPV4 предотвращало эффект ванилина на стволовые клетки. Это указывает на TRPV4 как ключевой механизм, через который ванилин воздействует на клетки.

Исследователи уже изучали другие ароматизаторы электронных сигарет: ранее в работе группы упоминалось влияние ментола на заболевания дыхательной системы, а в настоящий момент ведутся эксперименты по воздействию синтетического охлаждающего компонента WS‑23 и сравнительный анализ их влияния на дифференцировку эмбриональных клеток.

  • Результаты проведённого исследования демонстрируют потенциальный риск для раннего эмбрионального развития при воздействии ванилина на клеточном уровне.
  • Работа выполнена на культивируемых человеческих эмбриональных стволовых клетках, поэтому прямная экстраполяция на беременных женщин требует дополнительных клинических и эпидемиологических данных.
  • Блокирование канала TRPV4 устраняло наблюдаемые эффекты, что указывает на возможность таргетных исследований и дальнейших оценок риска.

Авторы исследования и представители университета отмечают, что регуляторы и медики могли бы учесть эти данные при оценке безопасности компонентов жидкостей для электронных сигарет, а также рекомендовать осторожность беременным или планирующим беременность женщинам в отношении вейпинга. Работа получила поддержку грантовых программ, включая Tobacco‑Related Disease Research Program и California Institute of Regenerative Medicine.