We hebben een oogirritatie test die een driedimensionaal gereconstrueerd menselijk hoornvlies-achtige epitheliale (RHCE) weefsel model maakt gebruik ontwikkeld. De test is in staat onderscheid te maken tussen oculaire irriterende en bijtende stoffen (GHS-categorieën 1 en 2 gecombineerd) en degenen die geen etikettering (GHS geen categorie) vereisen.
Om te voldoen aan de zevende wijziging van de cosmeticarichtlijn en de Europese REACH-wetgeving van de EU, worden gevalideerd niet-dierlijke alternatieve methoden voor een betrouwbare en nauwkeurige evaluatie van oculaire toxiciteit bij de mens nodig. Om aan deze behoefte te pakken, hebben we een oogirritatietest (EIT), dat een driedimensionaal gereconstrueerd menselijk hoornvlies-achtige epitheliale (RHCE) weefsel model dat gebaseerd is op de normale menselijke cellen maakt gebruik ontwikkeld. Het EIT is in staat om oculaire irriterende en bijtende stoffen (GHS-categorieën 1 en 2 gecombineerd) en degenen die geen etikettering (GHS Geen Categorie) vereisen scheiden. De test maakt gebruik van twee afzonderlijke protocollen, die is ontworpen voor vloeibare chemicaliën en een tweede, soortgelijk protocol voor vaste testartikelen. Het EIT voorspellingsmodel maakt gebruik van een enkele periode blootstelling (30 min voor vloeistoffen, 6 uur voor vaste stoffen) en een enkele levensvatbaarheid van het weefsel cut-off (60,0% zoals bepaald door de MTT-test). Op basis van de resultaten van 83 chemicaliën (44 vloeistoffen en vaste stoffen 39) EIT bereikte 95,5 / 68,2 / 81,8% en sensItivity / specificiteit en nauwkeurigheid (SS & A) voor vloeistoffen, 100.0 / 68.4 / en 84,6% SS & A voor vaste stoffen, en 97,6 / 68,3 / en 83,1% voor de totale SS & A. Het EIT zal in belangrijke mate bijdragen aan de indeling van de oogirritatie potentieel van een breed scala van vloeibare en vaste stoffen, zonder het gebruik van dieren voor het testen van de regelgeving te voldoen. De EpiOcular EIT methode werd in 2015 geïmplementeerd in de testrichtsnoeren OESO TG 492.
Consumentenproducten zoals cosmetica, wasmiddelen en schoonmaakmiddelen omvatten een verscheidenheid van chemische stoffen die ernstige schade kan veroorzaken als ze contact met de ogen. Daarom is het testen van deze middelen voor oogirritatie vereist door de VS en de EU regelgevende instanties om de veiligheid van de consument 1 te garanderen. Een beoordeling van de oogirritatie potentieel van mengsels en formuleringen is ook een vereiste voor de naleving van REACH (Registratie, Evaluatie, Autorisatie en beperking van chemische stoffen) wetgeving voor de etikettering van cosmetische ingrediënten in het kader van de EU-cosmetica voor het vervoer van chemische producten, en voor de etikettering van pesticiden en huishoudelijke producten 2. Momenteel, regelgevende instanties nodig oculaire gevaren met behulp van het wereldwijd geharmoniseerd systeem voor de indeling en etikettering van chemische stoffen (GHS) 3. GHS is voornamelijk gebaseerd op de Draize oogirritatie test, de meest gebruikte oogirritatie assay waarin vreemde stoffen en mixtures worden direct ingebracht in de conjunctivale zak van het konijnenoog 4. Volgens GHS-classificatie, GHS-categorie 1 (oculair corrosieve) verwijst naar chemische stoffen die ernstige initiële letsel veroorzaken aan het oog weefsels of ernstige schade aan het oog en de visie die niet volledig reversibel is binnen 21 dagen na blootstelling 3,5 testen. GHS-categorie 2 verwijst naar chemische stoffen die significante veranderingen in het oog dat zijn volledig omkeerbaar binnen 21 dagen van de blootstelling te produceren testen. Chemicaliën test die geen corrosieve of irriterende stoffen worden aangeduid als GHS Geen categorie.
Al meer dan 40 jaar, heeft het konijn Draize oogtest is bekritiseerd voor zijn gebrek aan reproduceerbaarheid, overschatting van menselijke reacties, en het gebruik van levende dieren 5-8. Deze zorgen hebben vele voorstellen voor verbetering en vermindering, en vervanging van de in vivo proef 9 aangemoedigd. De behoefte aan gevalideerde niet-dierlijke alternatieven werd verder versterktdoor de goedkeuring van het zevende amendement op de cosmeticarichtlijn, die het gebruik van dieren in de beoordeling van de veiligheid van cosmetische producten (in 2005) verboden en ingrediënten (in 2009) 2.
Sinds 1996 is de gereconstrueerde cornea-achtig weefsel model op grote schaal gebruikt door de cosmetische industrie om het irritatie potentieel van grondstoffen, oppervlakteactieve stof gebaseerde formuleringen te evalueren, en samengestelde mengsels die zijn ontworpen voor gebruik in of in de nabijheid van het oog 10-13. Gebruik van het RHCE weefsel model maakt het mogelijk direct actuele toepassing van het testmateriaal op het weefsel oppervlak in zijn oorspronkelijke, onverdunde vorm. Op deze wijze kan niet in water oplosbare preparaten worden getest zonder ze te verdunnen met oplosmiddelen. In antwoord op EURL ECVAM (Europese Unie referentielaboratorium Europees Centrum voor de validatie van alternatieve methoden) verzoek om een breed toepasbaar, eenvoudig, en economische methode van de oogirritatietest (EIT), dat gebruik maakt van een single belichtingstijd en is in staat om oculaire irriterende en bijtende stoffen te scheiden van materialen die niet etikettering nodig hebben ontwikkeld (figuur 1) 14. Op basis van de resultaten van 83 chemicaliën (44 vloeistoffen en 39 vaste stoffen), het EIT bereikte 95,5 / 68,2 / en 81,8% sensitiviteit / specificiteit en nauwkeurigheid (SS & A) voor vloeistoffen, 100,0 / 68,4 / en 84,6% SS & A voor vaste stoffen en 97,6 / 68.3 / en 83,1% voor de totale SS & A.
In 2007, een multi-laboratorium pre-validatie studie gesponsord door Cosmetics Europe (voorheen Colipa) onder auspiciën van de EURL ECVAM geëvalueerd de relevantie en betrouwbaarheid van het EIT met het doel om het te brengen formele bevestiging 15. In deze studie werden 298 onafhankelijke studies uitgevoerd in zeven onafhankelijke laboratoria. Studie resultaten toonden 99,7% overeenkomst voorspelling met een lage coëfficiënten van variatie tussen alle deelnemende laboratoria 15. Als gevolg daarvan in 2010 het EIT protocol ging een formele EURL ECVAMvalidatie programma. De validatie studie gebruikte 104 gecodeerd testchemicaliën, met inbegrip van afzonderlijke stoffen en chemische mengsels, die in vivo referentiegegevens (Draize oogirritatie gegevens) beschikbaar waren. Op basis van het succes van dit werk, werd een OESO-ontwerp testrichtsnoer ingediend in 2014. Verwacht wordt dat het EIT aanzienlijk zal bijdragen aan de indeling van oogirritatie potentieel van een breed scala van materialen volgens de VN-GHS-indeling en etikettering systeem.
We hebben de oogirritatietest (figuur 1), die is ontwikkeld voor de EpiOcular weefsel model gepresenteerd. Het EIT is in staat om oculaire irriterende en bijtende stoffen (GHS-categorieën 1 en 2 gecombineerd) te scheiden van materialen die niet etikettering (GHS Geen categorie) met een hoge mate van gevoeligheid en specificiteit 17. Het EIT vereisen zoals hierin gepresenteerd maakt geen onderscheid tussen GHS Categorie 1 van categorie 2 chemicaliën. Het EIT werd gevalideerd voor de indeling en etikettering van oogirritatie potentieel van een breed scala van chemische stoffen, met inbegrip van cosmetische en farmaceutische ingrediënten. In combinatie met andere in vitro testen, de EIT dienen als een vervanger voor de in vivo konijnen oogirritatie.
De EIT gebruikt twee vergelijkbare maar verschillende protocollen voor vloeibare en vaste stoffen, die verschillen in de duur van de blootstelling en na blootstelling incubatieperiode (figuur 1). Het eindpunt gebruikt in de EITis levensvatbaarheid van het weefsel, bepaald met de MTT-bepaling, die eerder gebruikt in relevante menselijke epitheelweefsel modellen 20,21. Om deze test uit te voeren, is geen speciale apparatuur naast standaard celkweek apparatuur nodig. Vanwege de hoge weefsel tot weefsel reproduceerbaarheid, n = 2 weefsels in plaats van het normale aanbevolen n = 3 worden gebruikt. Het vermogen om gebruik n = 2 weefsels is een kritisch aspect van het protocol, aangezien het een ervaren operator twee weefsels tegelijkertijd verwerken, waardoor de variabiliteit van de test die kan optreden minimaliseren vanwege de verschillende behandeling van individuele weefsels 14. Ook, door n = 2 per weefsels testvoorwerp, de irriterende werking van 10 teststoffen van dezelfde fysische toestand (vloeibaar of vast), samen met de positieve en negatieve controles, kunnen worden geëvalueerd met een kit (24 weefsels).
Andere belangrijke punten die betrouwbare classificatie van de materialen zorgen zijn specificaties voor de positieve controle substance (levensvatbaarheid van het weefsel ≤50.0%), reproduceerbaarheid tussen dubbele weefsels (verschil <20,0%) en negatieve controle OD (> 0,8 en <2,5).
Bij het uitvoeren van de EIT test, is het belangrijk zich te houden aan de gevalideerde protocol en de voorgestelde dosering en schema spoelen (tabellen 3 en 4), omdat afwijking van het protocol of veranderingen in de incubatieperiode kan resulteren in gewijzigde afloop. Evenzo zullen afwijkingen van het 3 uur tijd MTT incubatietijd resulteren in verschillende MTT waarden en kunnen assayresultaat beïnvloeden.
Af en toe kan een test chemische optische of andere eigenschappen die kunnen interfereren met de MTT weefsel levensvatbaarheid assay of de oorzaak reductie van MTT te hebben. Bijvoorbeeld, kan een chemische teststof direct verminderen MTT in blauwpaarse reactieproduct, of kan een gekleurde stof die licht absorbeert in hetzelfde bereik als MTT formazan (~ 570 nm) zijn. Echter, deze test stoffen prESENT probleem alleen wanneer op het tijdstip van de MTT-bepaling, een voldoende hoeveelheid van het materiaal nog aanwezig (of geabsorbeerd door) het weefsel. Om deze storing te voorkomen, worden uitgebreid spoelen procedures opgenomen in de EIT-protocol. Als het spoelen niet verwijderen van de TA en de TA interfereert met MTT-reductie, moeten aanvullende controles worden gebruikt om te detecteren en te corrigeren voor het. In het kort, indien rechtstreekse MTT vermindering van de teststof wordt vermoed, 50 gl (of 50 mg vaste stof) van de betrokken chemische stof wordt gedurende 3 uur met werken MTT oplossing bij SCC (NC, 50 ul steriel gedeïoniseerd water, moet draaien gelijktijdig). Als de MTT-oplossing wordt blauw-paars, is de test artikel geacht te hebben verminderd de MTT. In dit geval een functiecontrole behulp gevries- gedood weefsel controles moeten worden uitgevoerd om te beoordelen of het testmateriaal binding aan het weefsel en tot een foutieve verlaging MTT signaal. Als er aanzienlijke reductie van MTT in de TA-blootgestelde gedood weefselcontrole(betrokken op de hoeveelheid in de onbehandelde levende weefsel), de gemiddelde levensvatbaarheid weefsel van het testvoorwerp worden gecorrigeerd door het aftrekken van de gemiddelde levensvatbaarheid van de gedode control.
Het EIT ten onrechte aan de kant van de veiligheid, zoals aangetoond door de lage incidentie van vals-negatieve classificaties 14,15,18. Belangrijk is dat geen van de GHS-categorie 1 chemische stoffen, die bijtend voor de ogen en die vertegenwoordigen de meest ernstige oculaire gevaar, werden geclassificeerd als niet-irriterend in deze test 14,15,18,19. Tenslotte, een van de grote voordelen van het RHCE in vitro testmethode is de mogelijkheid testen keurige vloeibare en vaste stoffen (wat niet mogelijk is met tweedimensionale, ondergedompelde celculturen).
Het EIT zal een belangrijke bijdrage leveren bij het bepalen van de oogirritatie potentieel van een breed scala van materialen volgens de VN-GHS-indeling en etikettering systeem. De vervanging van dieren o bepalenname op toxiciteit is een doel van het toxicologisch onderzoek voor vele jaren. Het EIT testmethode is een formele valideringsstudie ondersteund door EURL ECVAM voltooid in 2014 en de EpiOcular EIT werd in 2015 in de OESO-richtlijnen als de OESO TG 492 geïmplementeerd.
The authors have nothing to disclose.
De auteurs willen graag Dr John Harbell bedanken voor zijn wetenschappelijke ondersteuning en de tijd gewijd aan het EIT-project. De auteurs willen ook graag Beiersdorf AG (Duitsland), IIVS (USA), Mary Kay Inc (USA), Avon Products Inc. (VS), Procter & Gamble / Cosmital (Zwitserland), Laboratoire Pierre Fabre (Frankrijk) te bedanken, Harlan Laboratories (Verenigd Koninkrijk), en LVMH Parfum (Frankrijk) voor deelname aan multi-center International Pre-validatie en validatie studies van de oogirritatietest 15.