Хорошо  известно, что курение матери во время беременности увеличивает риск выкидышей, ограничения роста плода и преждевременных родов. Также курение тесно связано с неблагоприятными сердечно-сосудистыми, респираторными, эндокринными, метаболическими и нейроповеденческими последствиями у потомства. Считается, что никотин — главный виновник всех этих бед.

По понятным причинам большинство исследований вреда никотина на плод проводилось на животных моделях. И хотя вред был показан вполне убедительно, оставались сомнения, можно ли перевести данные результаты на людей. Иногда токсичность никотина изучали с использованием человеческого материала с помощью РНК-секвенирования, однако такой подход не позволял исследовать эффекты на уровне отдельных клеток. В результате, влияние никотина на эмбриональное развитие человека по сути оставалось малоизученным.

До тех пора пока специалисты из Стэнфордского университета не использовали поклеточное секвенирование РНК для анализа эффектов воздействия никотина на эмбриональные плюрипотентные клетки человека, которые дают начало мозгу, сердцу, печени, кровеносным сосудам, мышцам и другим органам. Всего было проанализировано более 12500 клеток, дозы никотина были аналогичны дозам, поступающим в организм курящего человека.

Ученые обнаружили, что под воздействием никотина выживаемость клеток упала, это показало пагубное действие никотина уже на стадии предимплантации.

Воздействие никотина уменьшило размер эмбриоидных тел (эмбриоподобных структур, содержащих различные типы соматических клеток) и увеличило уровень повреждающих молекул, называемых активными формами кислорода. Кроме того, оно изменило клеточный цикл у клеток-предшественников и вызвало сбои в межклеточной коммуникации.

Также исследователи обнаружили, что действие никотина привело к измененной экспрессии генов, связанных с функцией митохондрий, пороками развития мозга и умственной отсталостью,  болезнями мышц и легких, а также с аритмиями.

Это дает ответ на вопрос, каким образом курение одновременно увеличивает патологический риск в эндокринной, репродуктивной, дыхательной, сердечно-сосудистой и неврологической системах, зависящих от сложных динамических взаимодействий между несколькими типами клеток.

По словам исследователей, тем печальнее тот факт, что в настоящее время внедрение и распространение новых табачных изделий, содержащих никотин, в том числе электронных сигарет, очень серьезно замедляет прогресс в направлении минимизации вреда от курения.