EpiSkin¶

EpiSkin — это коммерческое название трёхмерной реконструированной модели человеческого эпидермиса, произведённой из клеток кожи человека (кератиноцитов) и предназначенной для тестирования химических веществ, косметических ингредиентов и фармацевтических субстанций на раздражающее и коррозионное действие, а также для оценки фототоксичности и эффективности активных компонентов. Разработка принадлежит французской компании EPISKIN (в составе группы L’Oréal с 1997 года). Модель является альтернативой экспериментам на животных (in vivo) и соответствует принципам 3R (Replacement, Reduction, Refinement — замена, сокращение, усовершенствование).

¶История создания

Разработка модели началась в конце 1980-х годов в лабораториях компании L’Oréal под руководством профессора Жана-Поля Марти. Первоначально ставилась задача получить стабильную и воспроизводимую культуру кератиноцитов, способную формировать многослойный эпидермис, аналогичный нативному. В 1993 году была создана компания EPISKIN, которая выделилась в самостоятельное подразделение. В 1997 году L’Oréal выкупила её обратно, интегрировав в свою исследовательскую структуру.

В 1998 году модель EpiSkin была валидирована Европейским центром по валидации альтернативных методов (ECVAM) для тестирования на кожную коррозию, а в 2007 году — для тестирования на кожное раздражение. С 2010 года метод включён в руководства Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) — Test Guideline 431 (кожная коррозия) и Test Guideline 439 (кожное раздражение). В 2015 году модель была одобрена для оценки фототоксичности (OECD TG 498).

¶Технология производства

¶Клеточный источник

Основой служат первичные кератиноциты, выделенные из кожи здоровых доноров (обычно из образцов, полученных при пластических операциях, например, после абдоминопластики). Клетки культивируются в контролируемых условиях, проходят несколько пассажей, после чего их высевают на пористую коллагеновую мембрану или на специальную полимерную подложку.

¶Культивирование

Процесс занимает около 10–14 дней. Кератиноциты выращивают на границе раздела «воздух-жидкость» (air-liquid interface), что стимулирует их дифференцировку и образование стратифицированного эпидермиса. В результате формируется модель, состоящая из:

• базального слоя (stratum basale) — один ряд пролиферирующих клеток;
• шиповатого слоя (stratum spinosum) — несколько рядов клеток с десмосомами;
• зернистого слоя (stratum granulosum) — клетки, содержащие гранулы кератогиалина;
• рогового слоя (stratum corneum) — 10–15 слоёв ороговевших безъядерных клеток (корнеоцитов), защищённых липидной мантией.

¶Контроль качества

Каждая партия EpiSkin проходит тестирование на:

• жизнеспособность клеток (метод MTT);
• барьерную функцию (измерение трансэпидермальной потери воды — TEWL);
• морфологическую целостность (гистологический анализ);
• отсутствие бактериального и грибкового загрязнения.

¶Характеристики модели

¶Применение

¶Тестирование на кожное раздражение (OECD TG 439)

На поверхность модели наносят тестируемое вещество (обычно в концентрации 5–10% для твёрдых веществ или в неразбавленном виде для жидкостей). Через 15–60 минут воздействия модель промывают и инкубируют в культуральной среде в течение 18–24 часов. Затем измеряют жизнеспособность клеток с помощью MTT-теста. Снижение жизнеспособности ниже 50% свидетельствует о раздражающем действии.

¶Тестирование на кожную коррозию (OECD TG 431)

Протокол аналогичен, но время воздействия сокращено до 3–60 минут. Коррозионное действие определяется как снижение жизнеспособности ниже 15% за короткое время.

¶Фототоксичность (OECD TG 498)

Модель подвергают воздействию тестируемого вещества, а затем облучению УФ-А светом (доза 5 Дж/см²). Сравнивают жизнеспособность клеток в облучённых и необлучённых образцах. Если вещество вызывает фототоксический эффект, жизнеспособность после облучения значительно ниже.

¶Оценка эффективности косметических ингредиентов

Модель используется для изучения:

• проникновения активных веществ через роговой слой;
• влияния на экспрессию генов, связанных с увлажнением, старением, пигментацией;
• защиты от УФ-излучения (SPF-тестирование in vitro).

¶Преимущества и ограничения

¶Преимущества

• Этичность — полная замена экспериментов на животных (кролики, морские свинки).
• Воспроизводимость — стандартизированное производство снижает вариабельность между партиями.
• Скорость — результаты получают за 1–2 дня, тогда как in vivo тесты занимают недели.
• Экономичность — стоимость одной модели значительно ниже стоимости содержания и тестирования на животных.

¶Ограничения

• Отсутствие иммунной системы — модель не содержит клеток Лангерганса, дендритных клеток, макрофагов, поэтому не может оценивать аллергические реакции (контактный дерматит).
• Отсутствие сосудистой сети — невозможно оценить системную токсичность или проникновение в кровоток.
• Короткий срок жизни — модель сохраняет жизнеспособность не более 7 дней, что ограничивает длительные эксперименты.
• Неполная дифференцировка — хотя структура близка к нативной, некоторые липиды рогового слоя (например, церамиды) представлены в меньших количествах.

¶Валидация и признание

Модель EpiSkin прошла валидацию в рамках международных программ:

• ECVAM (Европейский центр по валидации альтернативных методов) — 1998, 2007.
• ICCVAM (Межведомственный комитет по валидации альтернативных методов, США) — 2010.
• OECD (Организация экономического сотрудничества и развития) — включение в руководства TG 431, TG 439, TG 498.

В 2013 году Европейский союз полностью запретил тестирование косметической продукции на животных (Регламент ЕС № 1223/2009), что сделало модели типа EpiSkin обязательными для индустрии красоты. В России тестирование косметики на животных не запрещено, но с 2020 года введён добровольный сертификат «Животные не пострадали», который может быть подтверждён данными, полученными на моделях in vitro.

¶Коммерческие варианты

Помимо оригинальной модели EPISKIN, на рынке существуют аналоги:

• EpiDerm (MatTek Corporation, США) — модель на основе человеческих кератиноцитов, валидирована OECD TG 431/439.
• SkinEthic (L’Oréal, Франция) — реконструированный эпидермис, выпускается в формате 24-луночных планшетов.
• LabCyte EPI-MODEL (Japan Tissue Engineering, Япония) — одобрен для тестирования на раздражение в Японии.

¶Интересные факты

• Модель EpiSkin используется не только для токсикологии, но и для изучения кожных заболеваний, таких как псориаз и атопический дерматит, путём добавления цитокинов или использования кератиноцитов от пациентов.
• В 2021 году компания EPISKIN запустила линию моделей с пигментированным эпидермисом (EpiSkin-Pigmented), содержащую меланоциты, что позволяет изучать влияние веществ на пигментацию.
• Стоимость одной модели EpiSkin (вкладыш 0,5 см²) составляет около 150–200 евро, что делает её доступной для небольших лабораторий.

¶Источники

• OECD Test Guideline 431: In Vitro Skin Corrosion: Reconstructed Human Epidermis (RHE) Test Method. 2019.
• OECD Test Guideline 439: In Vitro Skin Irritation: Reconstructed Human Epidermis Test Method. 2021.
• OECD Test Guideline 498: In Vitro Phototoxicity — Reconstructed Human Epidermis (RHE) Phototoxicity Test Method. 2023.
• ECVAM Scientific Advisory Committee. Statement on the Validity of the EPISKIN Model for Skin Corrosion Testing. 1998.
• ECVAM Scientific Advisory Committee. Statement on the Validity of the EPISKIN Model for Skin Irritation Testing. 2007.
• EPISKIN S.A. Product Information Sheet: EpiSkin Standard Model. 2022.
• Регламент Европейского парламента и Совета ЕС № 1223/2009 о косметической продукции.