Оценка цитотоксичности слезозаместительных препаратов с использованием системы in vitro

Цель: Анализ цитотоксического действия слезозаместительных глазных капель с различными консервантами и без них на эпителиальные клетки конъюнктивы и роговицы в условиях in vitro.

Материалы и методы. Объектом исследования явились семь слёзозаместительных препаратов: Хилабак®, Теалоз®, Систейн Ультра®, Катионорм®, Офтолик®, Артелак® Баланс, Оптив®. В качестве тест-систем были использованы трансформированные клетки нормальных тканей глаза: постоянные трансформированные клеточные линии конъюнктивы (Chang Conjunctiva, Clone 1-5c-4) и роговицы (HCEC) человека. Цитотоксичность «искус- ственных слез» оценивали по жизнеспособности клеток, культивируемых в питательных средах, содержащих в своём составе исследуемые препараты в концентрации 1, 5 и 10%. О жизнеспособности клеток судили по их морфологии и метаболической активности.

Результаты. Наибольшую чувствительность к действию исследуемых слезозаместителей показала тест-система на основе клеток роговицы человека. Четыре из семи исследуемых препаратов (Артелак® Баланс, Оптив®, Катионорм®, Офтолик®) в концентрации 10% от объема питательной среды проявили высокую степень токсичности в отношении клеток роговицы. Глазные капли Систейн Ультра® оказали умеренное токсическое действие на клетки роговицы и конъюнктивы в концентрации 5 и 10% от объема питательной среды. Слезозаместители Хилабак® и Теалоз® в этой концентрации не оказали цитотоксического действия на клетки ни одной тест-системы и показали наилучшие результаты при исследовании. Независимо от концентрации, наиболее токсичными для всех типов клеток оказались препараты Офтолик® и Артелак® Баланс.

Заключение. Установлена прямая зависимость между концентрацией исследуемых препаратов в питательной среде и их цитотоксичностью. Глазные капли Хилабак® и Теалоз®, не содержащие в своем составе консервант, не оказывали цитотоксическое действие на клетки обеих тест-систем при всех используемых концентрациях. Наименьшим токсическим эффектом из тестируемых слезозаместителей с «мягким» консервантом обладали глазные капли Систейн Ультра®, содержащие Поликвад®. Среди «искусственных слез» наибольшее токсическое действие на все типы клеток при всех используемых концентрациях было отмечено у глазных капель Офтолик (БАК 0,01%) и Артелак® Баланс (Оксид). Проведённые исследования показали принципиальную возможность использования систем in vitro для сравнительной оценки цитотоксического действия слезозаместителей. 

1. Tsubota K., Kawashima M., Inaba T. The antiaging approach for the treatment of dry eye. Cornea. 2012;31:1:3–8. DOI:10.1097/ICO.0b013e31826a05a8

2. Versura P., Profazio V., Giannaccare G. Discomfort symptoms reduction and ocular surface parameters recovery with Artelac Rebalance treatment in mild–moderate dry eye. Europ. J. Ophthalmol. 2013;23:4:488–495. DOI:10.5301/ejo.5000267

3. Bron A., Tomlinson A., Foulks G., Pepose J., Baudouin C., Geerling G. Rethinking dry eye disease: a perspective on clinical implications. Ocul Surf. 2014;12:1-31. DOI: 10.1016/j.jtos.2014.02.002

4. Brzheskij V. V., Kalinina I. V., Popov V. Yu. [New possibilities of drug therapy of patients with corneal conjunctival xerosis]. [Clinical Ophthalmology]. Klinicheskaya oftal'mologiya. 2016;1:39-46. (In Russ.).

5. Baudouin C., Labbé A., Liang H., Pauly A., Brignole-Baudouin F. Preservatives in eye drops: the good, the bad and the ugly. Prog Retin Eye Res. 2010; 9:312-334. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2010.03.001.

6. Epstein S., Ahdoot M., Marcus E., Asbell P. Comparative toxicity of preservatives on immortalized corneal and conjunctival epithelial cells. J Ocul Pharmacol Ther. 2009; 25:113-119. DOI: 10.1089/jop.2008.0098.

7. Whitson J., Petroll W. Corneal epithelial cell viability following exposure to ophthalmic solutions containing preservatives and/or antihypertensive agents. Adv Ther. 2012;29:874-888. DOI: 10.1007/s12325-012-0057-1

8. Wilson W., Duncan A., Jay J.. Effect of benzalkonium chloride on the stability of the precorneal tear film in rabbit and man. Br J Ophthalmol. 1975;59:11:667-669.

9. Danchenko E.O. [Assessment of cytotoxicity pharmaceuticals using cell cultures] Otsenka tsitotoksichnosti farmatsevticheskikh substantsiy s ispol'zovaniem kletochnykh kul'tur. [Immunology, Allergology, Infectology]. Immunopatologiya, Allergologiya, Infektologiya 2012;2: 22-31. (In Russ.).

10. Drozdov F.V., Mekhtiev A.R., Morozevich G.E., Timofeev V.P., Misharin A.Yu. [Cytotoxic derivatives (22R, 23R) — digidroxsistigmastana]. Tsitotoksichnye proizvodnye (22R, 23R) — digidroksistigmastana. [Bioorgan. Chemistry]. Bioorgan. khimiya. 2007; 33: 349-356. (In Russ.).

11. Eropkin M.Ju., Eropkina E.M. The cell cultures as a model system toxicity studies and screening of cytoprotective drugs. — SPb.: Morsar AV, 2003. (In Russ.).

12. Romanova S.G., Serebrennikova G.A., Shtil' A.A. [Synthesis and study of properties of cytotoxic and hemolytic activity of cationic glycerolipids alkyl type]. Sintez, izuchenie tsitotoksicheskikh svoystv i gemoliticheskoy aktivnosti kationnykh glitserolipidov alkil'nogo tipa. [Annals of Moscow Technological University]. Vestnik Moskovskogo tekhnologicheskogo universtiteta. 2008;3:5:101-105. (In Russ.).

13. Anikina L.V., Puhov S.A., Dubrovskaja E.S., Afanas'eva S.V., Klochkov S.G. [Comparative determination of cell viability using the MTT and Resazurin]. Sravnitel'noe opredelenie zhiznesposobnosti kletok s pomoshch'yu mtt i resazurina. [Fundamental research]. Fundamental'nye issledovaniya. 2014; 12: 1423-1427. (In Russ.).

14. Aleksandrova O.I., Okolov I.N., Tahtaev Ju.V., Horol'skaja Ju.I., Hintuba T.S., Blinova M.I. [Comparative evaluation of the cytotoxicity of antimicrobial eye drops]. Sravnitel'naya otsenka tsitotoksichnosti antimikrobnykh glaznykh kapel'. [Ophthalmology journal]. Oftal'mologicheskie vedomosti. 2015;8:1:89-97. (In Russ.).

15. Aleksandrova O.I., Horol'skaja Ju.I., Majchuk D.Ju., Blinova M.I. [The study of general cytotoxicity of aminoglycoside antibiotics and fluoroquinolone in cell cultures]. Issledovanie obshchey tsitotoksichnosti antibiotikov aminoglikozidnogo i ftorkhinolonovogo ryada na kletochnykh kul'turakh. [Annals of Ophthalmology]. Vestnik oftal'mologii 2015;5:39-48. (In Russ.).

16. Aleksandrova O.I., Okolov I.N., Horol'skaja Ju.I., Blinova M.I., Churakov T.K. [Assessing the impact of benzalkonium chloride and cytotoxicity Nettatsin Tobrex eyedrops under conditions in vitro]. Otsenka vliyaniya benzalkoniya khlorida na tsitotoksichnost' glaznykh kapel' Nettatsin i Tobreks v usloviyakh in vitro. [Modern technologies in ophthalmology]. Sovremennye tekhnologii v oftal'mologii. 2016;3:163-166. (In Russ.).

17. Vechkanov E.M., Sorokina I.A. [Basics of Cell Engineering, Rostov-on-Don]. 2012. (In Russ.).

18. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assay. J. Immunol. Meth. 1983;65:1–2:55–63.

19. Cancer cell culture: methods and protocols / Ser. Methods in Molecular Medicine. (Ed. S.P. Langdon). Totowa, NJ: Humana Press, 2003; 88:165-169.

20. In vitro toxicity testing protocols / Ser. Methods in Molecular Biology. Vol. 43. (Eds S.O’Hare, C.K. Atterwill). Totowa, NJ: Humana Press, 1995;43:138–149.