Исследование повышает доверие к альтернативам тестирования на животных

В рамках государственной программы по сокращению тестирования на животных исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) совместно с Комиссией по безопасности потребительских товаров (CPSC) и Inotiv Inc. разработали новый протокол для скрининга кожных аллергенов. Метод потенциально дешевле и быстрее тестирования на животных, сохраняя при этом сопоставимую эффективность.

Исследователи усовершенствовали существующий метод, повысив его эффективность, доступность и систему контроля качества. Используя новый безанимальный протокол, они оценили 92 химических вещества и обнаружили, что их результаты совпали с результатами распространенного метода тестирования на животных для 77% соединений. Результаты, опубликованные в журнале Toxics, повышают доверие к измерениям нового метода, потенциально прокладывая путь к стандартизации, что может как увеличить международную торговлю, так и сократить тестирование на животных.

Многие регулирующие органы, включая Европейский союз и некоторые штаты США, недавно запретили продажу косметики, тестированной на животных. Однако в некоторых частях мира тестирование на животных по-прежнему требуется для оценки безопасности косметики. Из-за различий в регулировании между регионами некоторым продуктам стало сложно получить одобрение повсеместно.

Некоторые безанимальные методы скрининга кожных аллергенов существуют, но их широкому внедрению мешает ряд ограничений. Например, для анализа прямой реакционной способности пептидов (DPRA) требуется дорогостоящее оборудование, которое может тестировать лишь несколько образцов за раз. DPRA также может быть медленным. Для получения статистически значимых выводов о тестируемом соединении необходимо многократно повторять многоэтапный процесс анализа.

Небольшой размер выборки за один тест также снижает возможность использования контрольных образцов, которые позволили бы исследователям выявлять и минимизировать факторы, способные варьироваться между образцами и искажать измерения.

Для повышения доверия к безанимальным тестам и содействия их внедрению несколько федеральных агентств, координируемых постоянным комитетом Национального института наук об окружающей среде, оценивают надежность новых перспективных методов. CPSC, являющаяся членом этого комитета, сотрудничала с NIST для оценки метода, гораздо более быстрого, чем DPRA, известного как анализ скрининга электрофильных аллергенов (EASA).

EASA можно использовать для определения того, насколько реакционноспособным будет химическое вещество с белками кожи человека, то есть насколько вероятно, что оно вызовет аллергическую реакцию. В тесте не используются настоящие белки или аминокислоты, из которых они состоят. Вместо этого исследователи используют две пробные молекулы — 4-нитробензентиол (NBT) и пиридоксиламин (PDA), которые при реакции с другими химическими веществами претерпевают изменения, обнаруживаемые оптически.

«Эти две молекулы подобны заменителям аминокислот цистеина и лизина, — сказал Элайджа Петерсен, научный сотрудник NIST и ведущий автор статьи. — Если тестируемое соединение связывается с NBT и PDA, вероятно, оно также свяжется с белками кожи, что является первым шагом многих неблагоприятных реакций».

Хотя первоначальная версия EASA показала себя перспективной, исследователи из NIST и CPSC обнаружили, что она имеет общие слабые стороны с DPRA, отметил Петерсен. Тип приборов, необходимых для работы с исходным методом EASA, обычно вмещает не более восьми образцов за раз и не является широкодоступным для большинства биологических лабораторий.

Петерсен и его коллеги модифицировали EASA так, чтобы 96 образцов можно было анализировать за один запуск с использованием пластиковых планшетов и приборов, называемых планшет-ридерами, — двух повсеместно распространенных предметов в биологических лабораториях.

Имея до 96 лунок для работы, исследователи переработали протокол так, чтобы множество контрольных лунок можно было тестировать одновременно с лунками, содержащими тестируемые соединения. Контроли позволили бы исследователям выяснить, влияют ли на измерения такие факторы, как используемый растворитель, пузырьки воздуха в образцах или оптические свойства тестируемых соединений.

«В этом одном анализе у нас есть большая часть информации, необходимой для понимания источников изменчивости, — сказал Петерсен. — Я думаю, мы действительно охватываем больше и имеем больше уверенности по сравнению с другими методами».

Для валидации переработанного протокола исследователи использовали новый EASA для анализа 92 тестовых соединений. Большинство химических веществ ранее оценивались в опубликованных исследованиях на мышах с помощью стандартного теста — анализа локальных лимфатических узлов (LLNA).

Они обнаружили, что результаты LLNA и EASA совпадали в 77% случаев в определении того, какие химические вещества являются аллергенами, а какие нет. Отдельные тесты EASA завершались в течение одного дня, в то время как тесты LLNA требуют не менее пяти дней, отметил Петерсен.

Новый EASA также показал результаты, сопоставимые с DPRA, при этом тестируя образцы с более высокой скоростью и с использованием более доступного оборудования.

Эта работа предоставляет надежную методологию для оценки безопасности косметики без использования животных. По словам Петерсена, после дальнейшей валидации EASA может стать жизнеспособным кандидатом для стандартизации и последующего принятия регулирующими органами.

«Это исследование может поддержать тестирование коммерческих продуктов, потому что у нас будет действительно хороший метод, который дешевле, быстрее и более качественный, — сказал Петерсен. — Я думаю, это также может помочь повысить качество систем тестирования in vitro в целом, если люди примут наш подход добавления обширного контроля процесса».