Ihmissolupohjaiset epidermismallit ihoärsytyksen testauksessa

Abstract

Ihoärsytys kuvastaa iholle aiheutuvaa palautuvaa vahinkoa, joka syntyy kemikaalin läpäistessä marraskeden ja vahingoittaessa epidermiksen soluja. Mahdollinen kemikaalien ja lääkinnällisten laitteiden aiheuttama ihoärsytys on selvitettävä ennen myyntiluvan saamista. Ihoärsytys on tyypillisesti testattu in vivo -menetelmillä, mutta näitä rajoittavat eettiset haasteet sekä tulosten epäluotettavuus. Korvaavaksi menetelmäksi on kehitetty ihmissolupohjaisia in vitro -epidermismalleja. Tässä kirjallisuuskatsauksessa perehdytään näiden epidermismallien rakenteeseen ja käyttöön. Lisäksi selvitetään, kuinka hyvin epidermismallien tuottamat tulokset vastaavat in vivo -menetelmillä saatuja ihoärsytystuloksia.

Ihmisen ja ärsytystestauksessa tyypillisesti käytetyn kanin ihot koostuvat epidermiksestä, dermiksestä ja hypodermiksestä. Epidermis on näistä kerroksista uloin, ja se rakentuu enimmäkseen keratinosyyteistä. Kanin epidermis on huomattavasti ihmisihoa ohuempi, mikä tekee siitä herkän ihoärsytykselle. Epidermismallit ovat ihmisen keratinosyyteistä kasvatettuja epidermistä vastaavia rakenteita. Näiden rakenne vastaa ihmisepidermistä tarkemmin kuin kanin epidermis, mutta solukoostumus on yksipuolisempi. Seitsemän epidermismallia on saanut kaupallisen hyväksynnän.

Puhtaiden kemikaalien ja lääkinnällisten laitteiden ihoärsytystestauksille tarvitaan erilaiset testiohjeet muun muassa erilaisten koostumuksien vuoksi. Puhtaat kemikaalit testataan sellaisenaan, kun taas lääkinnällisistä laitteista valmistetaan uutteet sekä poolittomaan että pooliseen liuottimeen, ja näitä uutteita testataan pidennetyllä vaikutusajalla. Ihoärsytys määritetään solujen elävyysmittauksella, jonka avulla saadaan huomattavasti objektiivisempia tuloksia kuin in vivo -menetelmillä.

Puhtaiden kemikaalien ihoärsytystutkimuksissa epidermismallien tuottamat ärsytysluokittelut vastasivat kanin ihon pintakokeista saatuja luokituksia melko hyvin. Mallien vastaavuus ihmisen ihokokeisiin oli puolestaan erittäin hyvä, jopa parempi kuin kanikokeilla. Kanikokeet olivat kuitenkin herkempiä tunnistamaan kaikki ärsyttävät kemikaalit. Toisaalta tulosten toistettavuus oli näillä huomattavasti heikompi kuin epidermismalleilla.

Myös lääkinnällisten laitteiden ihoärsytystutkimuksissa mallien tuottamat ärsytysluokitukset vastasivat melko tarkasti in vivo -menetelmien tuottamia luokituksia. Suurin vastaavuus oli suhteessa kanin ihonsisäisiin kokeisiin. Mallien tarkkuus oli hyvä, mutta toisaalta testikemikaaleja oli melko vähän. Tarkkuutta voisi mahdollisesti parantaa tarkkailemalla sytokiinien tuotantoa ärsytyksen aiheuttaman tulehdusreaktion seurauksena. Sytokiinimarkkerit ja muut epidermismallien parannukset saattaisivat tulevaisuudessa mahdollistaa ihoärsytyksen tarkemman luokittelun myös epidermismalleilla