Reporter-Haut: Optionen zur Bewertung der Hautsensibilisierung durch lipophile Verbindungen, Gemische und Polymere

Herausforderung und Lösungsansatz

Neue Pharmazeutika, Kosmetika oder andere Chemikalien sind vor ihrer Inverkehrbringung auf ihre Unbedenklichkeit für den Verbraucher zu prüfen. Bei Kosmetika sind Tierversuche hierzu bereits seit 2013 EU-weit verboten. Der Bedarf an zuverlässigen tierversuchsfreien Ersatzmethoden ist groß – insbesondere für Gemische, Extrakte und lipophile Verbindungen, die in der Kosmetikbranche eine wichtige Rolle spielen. Bestehende New Approach Methodologies (NAMs), wie die tierversuchsfreien Alternativmethoden genannt werden, können solche Substanzen oft nicht zuverlässig hinsichtlich einer hautsensibilisierenden Wirkung bewerten. Zudem erschwert die geringe Wasserlöslichkeit lipophiler Substanzen ihre Testung gemäß der OECD-Richtlinien. Neue Strategien zur Bewertung ihres Hautsensibilisierungspotenzials sind daher dringend erforderlich.

Ein vielversprechendes neues Testsystem – ganz ohne Medienzusätze tierischen Ursprungs – ist das Nrf2-Reporterepidermismodell, das am Fraunhofer IGB gemeinsam mit dem Kosmetikspezialisten Beiersdorf AG entwickelt und im Jahr 2024 mit dem Forschungspreis zur Förderung der Entwicklung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch der Stadt Hamburg ausgezeichnet wurde.

Ziele und Vorhaben

Mit der Induktion des Nrf2-Signalwegs adressiert das patentierte In-vitro-Modell (WO-2013092480-A1) den Nachweis der hautsensibilisierenden Wirkung von Substanzen über das regulatorisch anerkannte »Key Event 2« des Adverse Outcome Pathway für Hautsensibilisierung.

In der von der International Collaboration on Cosmetics Safety (ICCS) beauftragten Studie wird derzeit die Anwendung des 3D-Nrf2-Reporter-Epidermismodells für anspruchsvolle Verbindungen untersucht. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung von Testoptionen für Verbindungen, die außerhalb des Anwendungsbereichs der anerkannten OECD-Tests liegen (z. B. lipophile Verbindungen, Polymere, Gemische). 

In den ersten Projektphasen wurde die Vorhersagekraft der Methode anhand einzelner Substanzen demonstriert – insbesondere solcher, die in Tests, die auf Suspensionszellkulturen basieren, unzuverlässige oder fehlerhafte (falsch-positive/falsch-negative) Ergebnisse liefern. 

Auswirkung und Ausblick

In-vitro-Reporterhautmodelle liefern bei der Testung von in der Kosmetik eingesetzten Substanzen sehr präzise Ergebnisse, da sie über zentrale Hautmerkmale wie Barriere- und Stoffwechselfunktionen verfügen und damit in-vivo-nahe Testbedingungen ermöglichen. Zudem erlauben sie die gleichzeitige Analyse mehrerer Parameter über verschiedene Zeitpunkte und damit eine umfassende fundierte Risikoabschätzung.

Neben der Bewertung bestehender Methoden wie EpiSensA (OECD TG 442D) und der Verfeinerung statistischer Ansätze zielt das Projekt daher auch darauf ab, neue Ansätze zur Anwendung OECD-validierter Konzepte auf Gemische, Extrakte und lipophile Substanzen zu entwickeln.