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Zelluläre Testsysteme

Haut-Toxizitätstests

In der Kosmetikindustrie ist die Hautverträglichkeit einer Substanz eines der wichtigsten Kriterien für die Unbedenklichkeit. Substanzen können beispielsweise ätzend sein und die Haut irreversibel schädigen, oder sie können die Haut irritieren, d.h. Juckreiz, Schwellungen oder eine Entzündung der Haut verursachen. Derartige Tests wurden in der Vergangenheit vorwiegend an Kaninchen durchgeführt (Draize-Test), deren Haut rasiert und mit der Testsubstanz bestrichen wird.

Empfindlichkeit und Feinstruktur der Haut unterscheidet sich allerdings zwischen Mensch und Tier, so dass die Ergebnisse dieser Testverfahren nicht immer übertragbar sind - gerade im Hinblick auf die Frage, ob eine Substanz möglicherweise Allergien beim Menschen hervorruft oder ob sie durch die menschliche Haut aufgenommen werden kann.

Auch deshalb wird in diesem Bereich intensiv nach validen Alternativen zum Tiermodell gesucht, die zu bessern Resultaten führen, was die Anwendbarkeit am Menschen angeht.

Alternative Testverfahren zum Nachweis hautschädigender Eigenschaften

Abb.1
Dreidimensionales Hautäquivalent aus europäischem Biopsiematerial
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Als Ersatz für Tierversuche haben sich heute zahlreiche Zellmodelle etabliert, die vorwiegend auf menschlichen Hautzellen basieren. Einige Tests verwenden auch tierische Hautzellsysteme. Diese reagieren aber - zumindest im Fall von Kaninchen-Zellen - auf bestimmte Substanzen sehr viel sensitiver als menschliche Hautzellen und sind damit nur bedingt geeignet.

Heute wird oft der EPISKINTM-Test verwendet, einem aus Collagen und menschlichen Epidermiszellen rekonstruierten Zellsystem als Hautersatz, der vor allem für die Untersuchung von organischen oder anorganischen Säuren oder Basen, anorganischen Salzen, elektrophilen Stoffen, Phenolen oder Seifen hervorragend geeignet ist. Dieser Test ist mittlerweile als vollwertiger Ersatz für den Draize-Test von der ECVAM1) anerkannt worden, ebenso wie der EpiDermTM-Test, der eine Kultur menschlicher Keratinocyten verwendet. Diese Keratinocyten bilden eine mehrschichtige Gewebekultur mit ähnlichen Eigenschaften wie die menschliche Haut. In beiden Testverfahren lassen sich hautschädigende bzw. hautirritierende Eigenschaften einer Substanz mit einiger Sicherheit erkennen.

Im Jahr 2002 wurde eine weitere in vitro-Methode von der ECVAM zugelassen - Corrositex, bei dem eine künstlich hergestellte Membran als Testsystem für hautschädigende Eigenschaften dient. Je schneller eine Testsubstanz bei dieser Membran eine Farbänderung erzeugt oder diese Membran durchdringen kann, desto stärker hautschädigend, d.h. korrosiver wirkt sie.

Substanzen, die sich in einem dieser oder ähnlichen Tests als unbedenklich herausstellen, können dann von menschlichen Versuchspersonen bezüglich eventuell auftretender Hautirritationen im Vier-Stunden-Patch-Test "nachgetestet" werden. Das Verfahren, bei dem ein Proband für vier Stunden ein Pflaster mit der Substanz auf der Haut trägt, wurde mittlerweile von der OECD2) anerkannt, da es kaum vom ethnischen Hintergrund der Versuchsperson, individuellen oder auch jahreszeitlich bedingten Schwankungen der Haut beeinträchtigt wird und sehr verlässliche Ergebnisse liefert.

1)ECVAM: European Centre for the Validation of Alternative Methods
2)OECD: Organisation for Economic Co-operation and Development
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