Cell lines as an in vitro model for testing the toxicity of medicines, cosmetic ingredients and the effects of UV radiation

Ustalone i pierwotne hodowle komórkowe odgrywają bardzo ważną rolę w ocenie toksyczności związków chemicznych obecnych w lekach i kosmetykach oraz czynnikach fizycznych, tj. promieniowaniu UV Kontrowersje etyczne, jakie wywołują testy na żywych organizmach, narzucają ukierunkowanie badań w stronę kultur komórkowych in vitro.Technika badania cytotoksyczności leków i kosmetyków na modelach in vitro stosowana jest aktualnie w większości placówek badawczych. Dzięki możliwości obserwacji bezpośredniego działania badanych preparatów na komórki, naukowcy bardzo szybko docenili potencjalne możliwości płynące z hodowli materiału biologicznego izolowanego z różnych tkanek i narządów w warunkach laboratoryjnych. Hodowle komórkowe pozwalają na wielokrotne powielenie danego materiału i jednoczesne badanie wielu czynników (zależności od dawki, czasu ekspozycji, działania synergistycznego wybranych składników, itd), dlatego ich zastosowanie jest znacznie tańsze niż testy na zwierzętach. Działanie toksyczne badanych czynników ocenia się stosując metody określające zmiany w integralności błony komórkowej, aktywności enzymów uczestniczących w szlakach metabolicznych komórki, wpływ na proliferację i/lub apoptozę komórek oraz zmiany w ekspresji określonych białek i zawartości materiału genetycznego.Od roku 2004 w Polsce, kiedy to zakazano testowania produktów kosmetycznych na zwierzętach, badania in vitro na liniach komórkowych znajdują zastosowanie w każdym laboratorium zajmującym się oceną wpływu poszczególnych składników kosmetyków na komórki skóry oraz ich roli ochronnej przed promieniami UV. Testy in vitro składników nowoopracowywanych kosmetyków niemal całkowicie eliminują ryzyko powikłań, jakie mogą one nieść. W przypadku opracowywania nowych leków, badania in vitro aktywności cytotoksycznej nie mogą zastąpić badań toksyczności in vivo, ale są niezwykle przydatne w określeniu mechanizmu działania na komórkę i wyznaczeniu dalszego kierunku badań.

Immortalized and primary cell cultures play an important role in assessing the toxicity of chemical compounds of pharmaceuticals and cosmetics as well as physical factors, such as UV radiation. Tests on living organisms cause some ethical controversy, which obligate researchers to direct most studies toward cell cultures in vitro.Testing the cytotoxicity of medicines and cosmetics on in vitro models is currently used in most research facilities. Thanks to the possibility to observe direct influence of tested compounds on cultured cells, researchers quickly recognized the potential benefits of culturing a biological material isolated from various tissues and organs. Culturing cells allow their fast, multiple copying and simultaneous testing of many factors eg. dose dependence, exposure time, synergistic action of selected components, etc. Cell cultures are found to be considerably cheaper than tests on animals. Cellular cytotoxicity is estimated using the methods determining changes in the cell membrane integrity, enzymes involved in cell metabolic pathways, effects on the proliferation and/or apoptosis, and changes in the expression of specific proteins and genetic material content.Since 2004, when cosmetic tests using animals were banned, cell lines have been used in each laboratory for assessment of the impact of cosmetic individual components on skin cells and their protective role against UV radiation. In vitro testing of ingredients of newly establishing cosmetics almost completely eliminates the risk of side effects that they can bring. In case of development of a new drug, in vitro cytotoxicity tests can not replace tests in vivo, but are extremely useful in determining the mechanism of action of medicine on cells and designation the future research.