Мутагенность и генотоксичность

На протяжении многих лет в ЕС и ОЭСР существует несколько валидизированных и одобренных пробирочных методов тестирования на генотоксичность и мутагенность (см. таблицу 2, выше). Однако они еще не приняты как полностью замещающие тестирование на животных.
Органы власти принимают отрицательные результаты пробирочных тестов, а химикаты с положительными результатами обычно тестируются далее на животных. Потому что в процессе абсорбции и обмена веществ в организме вещество, оказавшееся токсичным при проверке на клеточной культуре, может быть обезврежено.
Эта практика перетестирования химикатов, показавших положительный результат, неприемлема с этической точки зрения. Для того, чтобы облегчить интерпретацию результатов, можно использовать дополнительную информацию, полученную с помощью не использующих животных тестов на абсорбцию и метаболизм химиката (см. [3] и [8]). Если ингредиент два раза показал положительный результат в стандартных пробирочных тестах, на основании принципа предосторожности он должен быть классифицирован как мутагенный или генотоксичный без проведения дальнейших тестов, связанных с мучениями животных. Неоднозначные результаты можно прояснить, выполнив один или несколько других доступных пробирочных тестов.

Токсикокинетика и метаболизм

Если существует вероятность проглатывания значительного количества косметического ингредиента или поглощения его кожей, SCCP запрашивает данные по токсикокинетике и метаболизму. Их цель - дать представление об абсорбции, распределении, метаболизме и выведении химиката, и потому они являются важными составляющими в оценке степени токсичности.
Химикаты попадают из косметики в организм в основном двумя способами - через кожу и пищеварительный тракт, поскольку большинство косметических продуктов наносятся на кожу и/или область рта.
а) пробирочные испытания на абсорбцию кожей с применением отдельных фрагментов кожи уже валидизированы и одобрены для регуляторного применения.
б) метод человеческой клеточной линии Caco-2 является ведущим пробирочным тестом на абсорбцию через пищеварительный канал. Он широко используется компаниями для внутренних исследований, хотя формально еще не валидизирован. Следует незамедлительно провести валидационные исследования.
в) существуют также модели QSAR, предсказывающие абсорбцию через пищеварительный канал; их можно валидизировать в течение 1-2 лет.
Для того, чтобы предсказать, каким образом химикаты будут распределяться в организме, и как они будут метаболизироваться, существуют перспективные компьютерные модели и клеточные методы.
г) в настоящее время разрабатываются основанные на физиологии биокинетические (PBBK) компьютерные модели, позволяющие предсказывать абсорбцию и распределение химикатов в организме, а также скорость их выведения.⁷² Эти методы основаны на знании о самом химикате, на данных, полученных пробирочным методом и на известных физиологических характеристиках человеческого организма. Эти вычислительные системы можно было бы валидизировать к 2007 году.
д) клетки человеческой печени, их субклеточные фракции широко применяются для внутренних целей (особенно в фармацевтической промышленности) при изучении метаболитов, формирующихся из тестируемых химикатов. ECVAM начал предварительное валидационное исследование в 2003 году, и, если все пойдет хорошо, методы можно будет валидизировать.

Тератогенность и репродуктивная токсичность

Если косметический ингредиент всасывается в организме в значительных количествах, SCCP, возможно, пожелает ознакомиться с информацией, полученной в тестах на тератогенность и репродуктивную токсичность.
Анализ на тератогенность, не использующий животных, был разработан и полностью валидизирован ECVAM.⁷³ Во время валидационного исследования тест на эмбриональных стволовых клетках точно указал на химикаты, о которых уже известно, что они вызывают повреждения эмбрионов у живых организмов (у животных). Тест может работать с многими видами химикатов и различать слабые и сильные тератогены - в последнем случае со стопроцентной точностью. Этот тест дешев и быстр. Дополнительная информация, полученная с помощью исследований токсикокинетики и метаболизма без использования животных (см. [8], выше), еще более повысит ценность этого теста.
Воздействие химикатов на способность к производству потомства можно проверить с помощью in vitro исследования спермы и других зародышевых клеток. Эти методы потребуют валидации. Тем временем, эта сложная область репродуктивной токсичности требует дальнейшей разработки. Этим занимается проект ЕС под названием Reprotect, нацеленный на разработку пробирочных и компьютерных тестов и создание концептуальных рамок их применения. Нет никаких причин разрешать тем времененем дальнейшее тестирование на животных, потому что новую продукцию можно безо всякого риска создавать, используя большое количество существующих ингредиентов.

Канцерогенность

Канцерогены - это вещества, вызывающие рак; они могут действовать как геноксически, так и негенотоксически. Геностоксичность - это повреждение генов и/или хромосом, которое может привести к возникновению раковых заболеваний.
Существует несколько пробирочных тестов на генотоксичность, уже принятых руководствами Евросоюза и ОЭСР (см. Таблицу 2 выше), в том числе давно себя зарекомендовавший тест Эймса с использованием бактерий, а также пробирочный тест на аберрацию хромосом млекопитающих. Как разъяснялось [7], эти тесты могут выявлять генотоксичные канцерогены.
Негенотоксичные канцерогены действуют, вмешиваясь в ряд процессов, происходящих в клетках. При этом они не оказывают прямого воздействия на гены или хромосомы. Анализ трансформации клеток животных способен выявлять эти химикаты и широко применяется в исследовательских целях, но эти методы еще не были официально одобрены для регуляторного применения в международном масштабе.
а) анализ трансформации мышиной клеточной линии ⁷⁴ использует стабильные клеточные культуры и поэтому не требует убийства животных. Существуют некоторые ограничения, которые нужно преодолеть: этот тест трудоемок, он не дает достаточной информации о метаболизме тестируемого химиката, и, тогда как он хорошо выявляет канцерогены, в отношении неканцерогенов точность составляет лишь 60%.
б) тест SHE (Syrian hamster embryo - эмбрион сирийского хомяка) ⁷⁵ требует умерщвления эмбрионов для того, чтобы получить их клетки, но с научной точки зрения он самый передовой среди этих анализов. Он определяет канцерогены с 83% точностью и неканцерогены с 82% точностью. Его можно улучшить, сделав предмет исследования объективным, а не субъективным, а также включив метаболическую составляющую.
Завершение исследований по этим двум тестам должно стать приоритетной задачей. Метаболическая составляющая в оценке риска может быть обеспечена тестами, описанными выше в пункте [8]. ОЭСР в настоящее время разрабатывает руководство по этим анализам трансформации клеток животных, и этот процесс нужно быстро продвигать вперед. Тем временем нужно ускорить разработку анализов трансформации клеток с использованием человеческих клеток, поскольку это позволит исключить возможные проблемы, связанные с межвидовыми различиями.

Фототоксичность

SCCP ожидает, что косметические ингредиенты, поглощающие ультрафиолетовые лучи (главныем образом, солнцезащитные материалы) будут тестироваться на животных на предмет токсического воздействия, вызванного световыми лучами.
а) фотораздражение
Некоторые химикаты при нанесении на кожу вызывают раздражение, если кожа впоследствии подвергается воздействию солнечного света. Такая реакция называется фотораздражением. Выбором может стать метод in vitro, не использующий живых животных: метод NRU с использованием клеточной линии мышиных фибробластов 3Т3.
Фотораздражение - это единственный вид токсичности, для которого тест non-animal был разработан и валидизирован первым. В действительности, валидизированного теста на фототоксичность с использованием животных не существует.
б) фотомутагенность и фотогенотоксичность
Существует ряд пробирочных методов, позволяющих оценить мутагенное и генотоксическое воздействие, вызванное световыми лучами. Это: анализ мутации на бактериях и дрожжах, тесты на выявление аберраций хромосом или мутаций генов. SCCP принимает к рассмотрению данные, полученные с помощью этих методов non-animal.
в) фотосенситизация
Валидизированных регуляторных тестов, на животных или без них, которые могут прогнозировать сенситизацию (аллергические реакции), вызванную световыми лучами, не существует. Однако в основе лежат те же принципы, что и для выявления веществ, вызывающих обычную сенситизацию (см. [2] выше).

Исследования на людях

SCCP подробно оговаривает случаи, в которых могут проводиться испытания на людях, в Примечаниях к Руководству по тестированию косметической продукции.⁷⁶ SCCP также принимает данные по сенситизации кожи, полученные с помощью исследований на добровольцах (хотя и останавливается перед тем, чтобы напрямую рекомендовать такие испытания), отмечая, что тестирование на людях помогает обойти проблемы межвидовых различий в реакции на химикаты
Для того, чтобы обеспечить безопасность добровольцев в этих исследованиях, нужно сначала получить предварительные данные по химической токсичности с помощью пробирочных и компьютерных исследований.