VBIO

Alternativmethode: Evidenzbasiertes natürliches in-vitro Hautmodell im Vergleich mit Humananwendung.

Isoliertes Euter
Isoliertes Euter (Labor: SIMRED) mit topischer Applikation (Hautfläche/Seite: ca. 800cm2; Hautqualität: Handrücken). Links die beiden zuführenden Perfusionsschläuche (ca. 100ml/min/Seite).

Im Rahmen der Einführung eines Naturkosmetikums haben Wissenschaftler zwei Humantests (Patchtest, Anwendungstest) mit dem in vitro-Test mit „isoliert perfundiertem Rindereuter“ (Bovine Udder Skin oder BUS-Test) verglichen. Im BUS-Standardprüfdesign wurde das Ergebnis der Humanteste bestätigt bzw. vorhergesagt. Damit steht für diesen Anwendungsbereich eine evidenzbasierte, alternative Testmethode auf Perfusionsbasis zur Verfügung.

Untersucht wurde die marktgängige Formulierung eines Naturkosmetikums mit und ohne aktiven Wirkstoff (Pflanzenextrakt von Mesembryanthemum cristallinum L.) in drei Varianten des BUS-Standardverfahrens.

Variante a
Das Standardprüfdesign Variante a besteht aus einmaliger,offener, Applikation mit drei Expositionszeiten zwischen 30 min und 5 Stunden, der Messung der Zytotoxizität (MTT) bzw. der Gewebskonzentration von PGE2,  einem temporären Entzündungsmediator, in behandelter und unbehandelter Haut mit intakter Hornschicht.

Variante b und c
In der Variante b war die Schwächung der Hornschichtbarriere durch 5 Tesa-Abrisse das Ziel und in der Variante c die wiederholte, offene Applikation innerhalb von 15 min mit intakter Barriere.

Ergebnisse
Die Unterschiede (Variante a) zwischen den Formulierungen waren statistisch signifikant. Entscheidend aber für die korrekte Vorhersage ist, dass die Ergebnisse für die wirkstoffhaltige Formulierung als „hautkritisch“ zu beurteilen waren. Als „hautkritisch“ werden Ergebnisse bezeichnet, deren Score (Maßzahlen, die, unabhängig vom Testartikel, aus Unterschieden zwischen „behandelt“ und „unbehandelt“ gewichtet und errechnet werden) den Wert von ca. 3 erreicht oder überschreitet, d.h. die hohe Wahrscheinlichkeit einer Irritation nach wiederholtem Hautkontakt ist gegeben.

Wie zu erwarten, waren in der Variante b die Unterschiede vergleichbar, allerdings auf einem hohen Niveau. Die Barriere war geschwächt und die Penetrationswege zur lebensfähigen Modellhaut verkürzt. Die Variante b wird bei med. Gels/Cremes, Flüssigseifen, Naturkosmetika und bei Kinderprodukten zusätzlich eingesetzt.

In der Variante c wurde der hautkritische Level nicht erreicht, die Unterschiede zwischen den Formulierungen blieben aber erkennbar. Die wiederholte Applikation behindert die Penetration hautkritischer Inhaltsstoffen.

Historie und Prinzip des Eutermodells
Mit der vom EU-Parlament verabschiedeten 6. Änderungsrichtlinie der Kosmetikverordnung wurden alternative, tierversuchsfreie Methoden politisch eingefordert. Ebenfalls 1993 wurde das isoliert perfundierte Rindereuter (BUS Modell, Bovine Udder Skin) als natürliches Hautmodell in die Erforschung von Hautmedikamenten eingeführt. Bei der Entwicklung im Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie an der TiHo Hannover (Prof. Dr. M. Kietzmann) standen methodisch die Lebensfähigkeit der Haut nach Perfusion (mindestens 5 Stunden) und die Penetration von hautgängigen Arzneimitteln im Mittelpunkt.

Für den Modelleinsatz in Kosmetik und Chemie waren mögliche Hautirritationen nach wiederholtem Kontakt und die Penetration von Wirkstoffen (z.B. Vitamin E) der Schwerpunkt. Die Modellrelevanz und Wirklichkeitsnähe wurden in Humanstudien und Markttesten erprobt und in der Folge Fertig- und Wettbewerbsprodukte, Inhalts- und Wirkstoffe, die anwendungsgemäß oder zufällig Hautkontakt haben, tierversuchsfrei getestet. Die Wirksamkeit von Hautschutzmittel aber auch die Irritation durch Kühlschmierstoffe und anderen komplexen Arbeitschemikalien im industriellen/gewerblichen Bereich wurden untersucht. Die Verwendung des BUS-Modells seit über 20 Jahren begründet sich u.a. mit den korrekten Voraussagen (> 95%) zur Verträglichkeit für die Beschäftigten der Metallverarbeitung z.B. in der weltweiten Motoren- und Getriebeproduktion. Mit diesem Prüfportfolio zählt das Eutermodell zu den erfolgreichsten in-vitro Hautmodellen. Es hat unzählige Tierversuche zur Feststellung der Hautgefährdung ersetzt und vermieden.

Das Eutermodell wird seit 1994 mit unverändertem Prüfdesign angewandt,

aber für besondere Fragestellungen variabel modifiziert. Dieses Prinzip und die lange Nutzung ermöglichen einen hohen Grad an Vergleichbarkeit der Daten. Das Zielorgan „Haut“ bleibt lebensfähig und unversehrt. Vergleichbare Hautperfusionsmodelle (z.B.: Schweineohr, Kaninchenohr, Schweinebein, Hautlappen) haben sich wissenschaftlich/ökonomisch nicht durchgesetzt.
Die aktuelle Publikation präsentiert nun den direkten Vergleich mit zwei gängigen Humantesten.


Originalpublikation:
Raak C, Molsberger F, Pittermann W, Bertram M, Robens S, Ostermann T.: (2017) Use of the Bovine Udder Skin Model to Evaluate the Tolerability of Mesem Cosmetic Cream; ATLA, 45: 191-200
PubMed ID: 28994299
http://www.atla.org.uk/use-of-the-bovine-udder-skin-model-to-evaluate-the-tolerability-of-mesem-cosmetic-cream/