Оценка цитотоксичности in vitro как критерий рационального выбора слезозаместительных препаратов

Цель: сравнительный анализ цитотоксического действия широкой линейки препаратов слезозаместительной терапии в отношении эпителиальных клеток роговицы в условиях in vitro.

Материалы и методы. Объектом исследования явились 11 препаратов «искусственных  слез» с различными системами консервантов и 9 бесконсервантных слезозаместителей. В  качестве тест-систем были использованы клетки постоянной трансформированной  клеточной линии эпителия роговицы (HCEC) человека. Цитотоксичность «искусственных  слез» оценивали по жизнеспособности клеток, культивируемых в питательной среде, содержащей в своем составе исследуемые препараты.

Результаты. Наиболее токсичными в отношении клеток эпителия роговицы из  слезозаместителей, содержащих консерванты, оказались Лакрисифи, Слезин, Гипромелоза- П и Офтолик®. Близкими к ним по токсичности были Катионорм®, Артелак® Баланс и  Оптив®. Глазные капли Стиллавит, Систейн®Ультра и Блинк®контактс проявили  умеренную токсичность. Визмед® Лайт из группы слезозаместителей с консервантами не  оказывал цитотоксического действия на клетки в условиях in vitro, так же как и  бесконсервантные слезозаместители Хилабак®, Теалоз®, Теалоз Дуо® и Эво Тиарс™.  Цитотоксический эффект в отношении клеток эпителия роговицы выявлен у препаратов  Хилозар-Комод® и Хило®Фреш, несмотря на отсутствие в их составе консерванта.

Заключение. Проведенное исследование показало принципиальную возможность  использования систем in vitro для сравнительной оценки цитотоксического действия  препаратов в целях рационального выбора слезозаместителей.

1. Baudouin C., Labbe A., Liang H., Pauly A., Brignole-Baudouin F. Preservatives in eye drops: the good, the bad and the ugly. Prog Retin Eye Res. 2010;9:312–34. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2010.03.001

2. Whitson J., Petroll W. Corneal epithelial cell viability following exposure to ophthalmic solutions containing preservatives and/or antihypertensive agents. Adv Ther. 2012;29:874–88. DOI: 10.1007/s12325-012-0057-1

3. Tu E. Balancing antimicrobial efficacy and toxicity of currently available topical ophthalmic preservatives. Saudi J Ophthalmol. 2014;28(3):182–7. DOI: 10.1016/j.sjopt.2014.06.006

4. Elder D., Crowley P. Antimicrobial Preservatives Part One: Choosing a Preservative System. American Pharmaceutical Review. 2012, available from http://www.americanpharmaceuticalreview.com/Featured-Articles/38886-Antimicrobial-Preservatives-Part-One-Choosing-a-Preservative-System/

5. Freeman P., Kahook M. Preservatives in Topical Ophthalmic Medications: Historical and Clinical Perspectives. Expert Review of Ophthalmology 2009;4(1):59–64.

6. Ammar D., Noecker R., Kahook M.. Effects of benzalkonium chloride-preserved, polyquad- preserved, and sofZia-preserved topical glaucoma medications on human ocular epithelial cells. Adv Ther. 2010 Nov; 27(11):837–45. DOI: 10.1007/s12325-010-0070-1.

7. Schiffman R., Christianson M., Jacobsen G., Hirsch J., Reis B. Reliability and validity of the ocular surface disease index. Arch Ophthalmol. 2000;118:615–21.

8. Management and therapy of dry eye disease: report of the Management and Therapy Subcommittee of the International Dry Eye WorkShop (2007). Ocul Surf. 2007 Apr;5(2):163–78.

9. Данченко Е.О. Оценка цитотоксичности фармацевтических субстанций с использованием клеточных культур. Иммунология, аллергология, инфектология. 2012;2:22–31. [Danchenko E.O. Evaluation of cytotoxicity of pharmaceutical substances using cell cultures. Immunopathology, allergology, infectology=Immunopatologija, Allergologija, Infektologija. 2012;2:22–31. (In Russ.)]

10. Еропкин М.Ю., Еропкина Е.М. Клеточные культуры как модельная система исследования токсичности и скрининга цитопротекторных препаратов. Санкт-Петербург: Морсар, 2003. [Eropkin M.Ju., Eropkina E.M. The cell cultures as a model system toxicity studies and screening of cytoprotective drugs. St. Petersburg: Morsar AV, 2003. (In Russ.)]

11. Аникина Л.В., Пухов С.А., Дубровская Е.С., Афанасьева С.В., Клочков С.Г. Сравнительное определение жизнеспособности клеток с помощью МТТ и ресазурина. Фундаментальные исследования. 2014;12:1423–1427. [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. Fundamental research=Fundamental’nye issledovaniya. 2014;12:1423–1427. (In Russ.)]

12. Urcan E., Haertel U., Styllou M., Hickel R., Scherthan H., Reichl F. Real-time xCELLigence impedance analysis of the cytotoxicity of dental composite components on human gingival fibroblasts. Dent Mater. 2010;26:1:51–8. DOI: 10.1016/j.dental.2009.08.007

13. Александрова О.И., Околов И.Н., Тахтаев Ю.В., Хорольская Ю.И., Хинтуба Т.С., Блинова М.И. Сравнительная оценка цитотоксичности антимикробных глазных капель. Офтальмологические ведомости. 2015;8(1):89–97. [Aleksandrova O.I., Okolov I.N., Tahtaev Ju.V., Horol’skaja Ju.I., Hintuba T.S., Blinova M.I. Competitive evaluation of cytotoxicity of antibacterial eye drops. Sravnitel’naja ocenka citotoksichnosti antimikrobnyh glaznyh kapel’. Oftal’mologicheskie vedomosti. 2015;8(1):89–97. (In Russ.)]

14. Александрова О.И., Хорольская Ю.И., Майчук Д.Ю., Блинова М.И. Исследование общей цитотоксичности антибиотиков аминогликозидного и фторхинолонового ряда на клеточных культурах. Вестник офтальмологии. 2015;5:39–48. [Aleksandrova O.I., Horol’skaja Ju.I., Majchuk D.Ju., Blinova M.I. Study of the general cytotoxicity of antibiotics of aminoglycoside fluoroquinolone groups on cell cultures. Annals of Ophthalmology=Vestnik oftal’mologii 2015;5:39– 48. (In Russ.)] DOI: 10.17116/oftalma2015131543-53

15. Александрова О.И., Околов И.Н., Хорольская Ю.И., Блинова М.И., Чураков Т.K. Оценка влияния бензалкония хлорида на цитотоксичность глазных капель Неттацин и Тобрекс в условиях in vitro. Cовременные технологии в офтальмологии. 2016;3:163–166. [Aleksandrova O.I., Okolov I.N., Horol’skaja Ju.I., Blinova M.I., Churakov T.K. Evaluation of BAK influence on cytotoxicity of eye drops Nettacin and Tobrex in vitro. Ocenka vlijanija benzalkonija hlorida na citotoksichnost’ glaznyh kapel’ Nettacin i Tobreks v uslovijah in vitro. Sovremennye tehnologii v oftal’mologii, 2016;3:163–166. (In Russ.)]

16. Александрова О.И., Околов И.Н., Хорольская Ю.И., Панова И.Е., Блинова М.И. Возможности клеточных технологий для рациональной фармакотерапии глазных патологий. Cовременные технологии в офтальмологии. 2017;7:5–7. [Aleksandrova O.I., Okolov I.N., Horol’skaja Ju.I., Panova I.E., Blinova M.I. Possibilities of cell technologies for rational pharmacotherapy of eye pathologies. Vozmozhnosti kletochnyh tehnologij dlja racional’noj farmakoterapii glaznyh patologij. Sovremennye tehnologii v oftal’mologii. 2017;7:5–7. (In Russ.)]

17. Александрова О.И., Околов И.Н., Хорольская Ю.И., Панова И.Е., Блинова М.И. Оценка цитотоксичности слезозаместительных препаратов с использованием системы in vitro. Офтальмология. 2017;14(1):59–64). [Aleksandrova O.I., Okolov I.N., Horol’skaja Ju.I., Panova I.E., Blinova M.I. Cytotoxicity evaluation of tear substitutes using in vitro system. Ocenka citotoksichnosti slezozamestitel’nyh preparatov s ispol’zovaniem sistemy in vitro. Оphthalmology in Russia=Oftal’mologiya. 2017;14(1):59–64). DOI: 10.18008/1816-5095- 2017-1-59-66. (In Russ.).] DOI: http://dx.doi.org/10.18008/1816-5095-2017-1-59-66

18. Александрова О.И., Околов И.Н., Хорольская Ю.И., Панова И.Е., Блинова М.И. Влияние нестероидных противовоспалительных глазных капель на клетки эпителия роговицы и конъюнктивы человека в условиях in vitro. Офтальмология. 2017;15(3):251– 259. [Aleksandrova O.I., Okolov I.N., Horol’skaja Ju.I., Panova I.E., Blinova M.I. Influence of NSAID eye drops on corneal epithelial cells in vitro. Оphthalmology in Russia=Oftal’mologiya. 2017;15(3):251– 259. (In Russ.)] DOI: 10.18008/1816-5095-2017-3-251-259

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

20. Kahook M. Preservatives in Topical Ophthalmic Medications: Historical and Clinical Perspectives. Expert Review of Ophthalmology. 2009;4(1):59–64.

21. 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(2):113–9.

22. Noecker R. Effects of common ophthalmic preservatives on ocular health. Adv Ther. 2001 Sep-Oct; 18(5):205–15.

23. Schrage N., Frentz M., Spoeler F. The Ex Vivo Eye Irritation Test (EVEIT) in evaluation of artificial tears: Purite-preserved versus unpreserved eye drops. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2012 Sep; 250(9):1333–40. DOI: 10.1007/s00417-012-1999-3

24. Samar K. Basak Preservatives and Ocular Surface Diseases. Kerala Journal of Ophthalmology. 2016;18(4):311–6.

25. Schrage N., Frentz M., Reim M. Changing the composition of buffered eye-drops prevents undesired side effects. Br J Ophthalmol. 2010;94:1519–22. DOI: 10.1136/bjo.2009.177386

26. Mueller-Lierheim. Traenenersatz- und Kontaktlinsenbenetzungsloesungen. In: Köln Biermann, ed. Aktuelle Kontaktologie. 2015:8–15.

27. Houlsby R., Ghajar M., Chavez G. Antimicrobial activity of boratebuffered solutions. Antimicrob Agents Chemother. 1986;29:803–6.

28. Lehmann D., Cavet M., Richardson M. Nonclinical safety evaluation of boric acid and a novel borate-buffered contact lens multi-purpose solution, Biotrue™ multipurpose solution. Cont Lens Anterior Eye. 2010 Dec; 33 Suppl 1:S24–32. DOI: 10.1016/j.clae.2010.06.010

29. Graupner O., Hausmann C. The alternation of the pH in the anterior chamber of the rabbits eye burned with smallest volumes of high concentrated acid and base [in German]. Albrecht Von Graefes Arch Klin Exp Ophthalmol. 1968;176:48–53.