Studie gibt Alternativen zu Tierversuchen einen Vertrauensschub

Als Teil der Bemühungen der Regierung, Tierversuche zu reduzieren, haben Forscher des National Institute of Standards and Technology (NIST) mit der Consumer Product Safety Commission (CPSC) und Inotiv Inc. zusammengearbeitet, um ein neues Protokoll für das Screening von Hautallergenen zu erstellen. Die Methode ist potenziell billiger und schneller als Tierversuche, während sie eine ähnliche Leistung beibehält.

Die Forscher bauten auf einer bestehenden Methode auf und verbesserten deren Effizienz, Zugänglichkeit und Qualitätskontrollen. Unter Verwendung des neuen tierversuchsfreien Protokolls bewerteten sie 92 Chemikalien und stellten fest, dass ihre Ergebnisse für 77 % der Verbindungen mit denen einer gängigen Tierversuchsmethode übereinstimmten. Die heute veröffentlichten Ergebnisse in Giftedas Vertrauen in die Messungen der neuen Methode stärken und möglicherweise einen Weg zur Standardisierung ebnen, was sowohl den internationalen Handel steigern als auch Tierversuche reduzieren könnte.

Viele Regierungsbehörden, darunter die Europäische Union und bestimmte US-Bundesstaaten, haben kürzlich den Verkauf von an Tieren getesteten Kosmetika verboten. In einigen Teilen der Welt sind Tierversuche jedoch immer noch erforderlich, um die Sicherheit von Kosmetika zu bewerten. Da die Vorschriften von Region zu Region unterschiedlich sind, ist es für bestimmte Produkte schwierig geworden, eine allgemeine Zulassung zu erhalten.

Es gibt einige tierversuchsfreie Methoden zum Screening auf Hautallergene, aber ihre weit verbreitete Einführung wurde durch mehrere Einschränkungen behindert. Beispielsweise erfordert der direkte Peptidreaktivitätsassay (DPRA) eine kostspielige Ausrüstung, die nur eine Handvoll Proben gleichzeitig testen kann. Auch die DPRA kann langsam sein. Um zu statistisch aussagekräftigen Schlussfolgerungen über eine Testverbindung zu gelangen, müssten die Tester den mehrtägigen Prozess des Assays mehrmals wiederholen.

Die geringe Probengröße pro Test reduziert auch die Möglichkeiten für Kontrollproben, die es Forschern ermöglichen würden, Faktoren zu identifizieren und zu minimieren, die zwischen Proben und Schiefmessungen variieren können.

Um das Vertrauen in tierversuchsfreie Tests zu stärken und ihre Einführung zu fördern, bewerten mehrere Bundesbehörden, koordiniert von einem ständigen Ausschuss des National Institute of Environmental Health Sciences, die Zuverlässigkeit neuer, vielversprechender Methoden. Das CPSC, eine Mitgliedsbehörde des Komitees, hat sich mit NIST zusammengetan, um eine Methode zu evaluieren, die viel schneller als die DPRA ist und als Elektrophilic Allergen Screening Assay (EASA) bekannt ist.

Die EASA kann verwendet werden, um zu bestimmen, wie reaktiv eine Chemikalie mit menschlichen Hautproteinen wäre, dh wie wahrscheinlich es wäre, dass sie eine allergische Reaktion hervorrufen würde. Im Test sind keine tatsächlichen Proteine ​​oder die Aminosäuren, aus denen sie hergestellt werden, vorhanden. Stattdessen verwenden die Forscher zwei Sondenmoleküle, 4-Nitrobenzolthiol (NBT) und Pyridoxylamin (PDA), die bei der Reaktion mit anderen Chemikalien optisch nachweisbare Veränderungen erfahren.

„Die beiden Moleküle sind wie Ersatz für die Aminosäuren Cystein und Lysin“, sagte Elijah Petersen, ein NIST-Forschungswissenschaftler und Hauptautor der Veröffentlichung. „Wenn eine Testverbindung an NBT und PDA bindet, bindet sie wahrscheinlich auch an die Proteine ​​in der Haut, was der erste Schritt vieler Nebenwirkungen ist.“

Obwohl die ursprüngliche Version der EASA vielversprechend war, stellten die NIST- und CPSC-Forscher fest, dass sie mit der DPRA gemeinsame Schwächen hatte, sagte Petersen. Die Art von Instrumenten, die zur Durchführung der ursprünglichen EASA-Methode benötigt werden, fasst normalerweise nur bis zu acht Proben gleichzeitig und steht den meisten biologischen Labors nicht ohne weiteres zur Verfügung.

Petersen und Kollegen rekonfigurierten die EASA, sodass 96 Proben in einem einzigen Durchlauf mit Kunststoff-Wellplatten und Instrumenten namens Plattenleser analysiert werden konnten – zwei allgegenwärtige Gegenstände in biologischen Labors.

Mit bis zu 96 Vertiefungen, mit denen gearbeitet werden konnte, gestalteten die Forscher das Protokoll so um, dass viele Kontrollvertiefungen neben Vertiefungen mit Testverbindungen getestet werden konnten. Die Kontrollen würden es den Forschern ermöglichen herauszufinden, ob Faktoren wie das verwendete Lösungsmittel, Luftblasen in Proben oder die optischen Eigenschaften der Testverbindungen ihre Messungen stören.

„In diesem einen Assay haben wir viele der Informationen, die wir brauchen, um die Quellen der Variabilität zu verstehen“, sagte Petersen. „Ich denke, wir erfassen wirklich mehr und haben mehr Vertrauen im Vergleich zu anderen Methoden.“

Um ihr neu gestaltetes Protokoll zu validieren, verwendeten die Forscher die neue EASA, um 92 Testverbindungen zu analysieren. Die meisten Chemikalien wurden in zuvor veröffentlichten Studien an Mäusen durch einen Standardtest namens Local Lymph Node Assay (LLNA) bewertet.

Sie fanden heraus, dass die Ergebnisse von LLNA und EASA in 77 % der Fälle übereinstimmten, welche Chemikalien Allergene waren und welche nicht. Einzelne EASA-Tests wurden innerhalb eines Tages abgeschlossen, während LLNA-Tests mindestens fünf Tage dauern, sagte Petersen.

Die neue EASA verhielt sich auch ähnlich wie die DPRA, testete Proben jedoch mit einer höheren Rate und mit besser zugänglichen Geräten.

Diese Arbeit bietet eine robuste Methodik zur Bewertung der Sicherheit von Kosmetika ohne Tierversuche. Mit weiterer Validierung könnte die EASA laut Petersen ein brauchbarer Kandidat für die Standardisierung und eventuelle Übernahme durch die Regulierungsbehörden werden.

„Diese Studie könnte das Testen kommerzieller Produkte unterstützen, weil wir eine wirklich gute Methode haben werden, die billiger, schneller und von besserer Qualität ist“, sagte Petersen. „Ich denke, es könnte auch dazu beitragen, die Qualität von In-vitro-Testsystemen im Allgemeinen zu verbessern, wenn die Leute unseren Ansatz übernehmen, umfassende Prozesskontrollen hinzuzufügen.“