Record Details

Cytotoxicity Evaluation of Tear Substitutes Using in vitro System

Ophthalmology

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Cytotoxicity Evaluation of Tear Substitutes Using in vitro System
Оценка цитотоксичности слезозаместительных препаратов с использованием системы in vitro
 
Creator O. Aleksandrova I.; Institute of Cytology of the Russian Academy of Science, Saint Petersburg
I. Okolov N.; Sv. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution
Yu. Khorolskaya I.; Institute of Cytology of the Russian Academy of Science, Saint Petersburg
I. Panovа E.; Sv. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution
M. Blinova I.; Institute of Cytology of the Russian Academy of Science, Saint Petersburg
О. Александрова И.; ФГБУН институт цитологии РАН, Санкт-Петербург
И. Околов Н.; Санкт-Петербургский филиал ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова МЗ РФ
Ю. Хорольская И.; ФГБУН институт цитологии РАН, Санкт-Петербург
И. Панова Е.; Санкт-Петербургский филиал ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова МЗ РФ
М. Блинова И.; ФГБУН институт цитологии РАН, Санкт-Петербург
 
Subject сell cultures;conjunctiva;preservatives;artificial tears;cornea;cytotoxicity;ocular surface epithelium
клеточные культуры;конъюнктива;консерванты;«искусственная слеза»;роговица;цитотоксичность;эпителий глазной поверхности
 
Description Objective. The objective of the study is to evaluate in vitro the cytotoxic effect of different moisture eye drops (containing or without preservatives) on the epithelial cells of the conjunctiva and the cornea.Materials and methods. The objects of the study are moisture eye drops: Hylabak®, Thealoz®, Sistane Ultra®, Kationorm®, Oftolik®, Artelak® Balance, Optiv®. As test systems there were used the transformed cells of normal eye tissues: constant conjunctiva transformed cell lines (Chang Conjunctiva, Clone 1-5c-4) and the human cornea (HCEC). The cytotoxicity of the “artificial tears” was assessed by the viability of cells, cultured in substratum containing the solutions of the objects at concentrations 1, 5 and 10%. Cell viability was assessed by their morphology and metabolic activity.Results. The most sensitive to the investigated eye drops is considered to be the test system based on human corneal cells. Four of the seven investigated eye drops (Artelak® Balance, Optiv®, Kationorm®, Oftolik®) at a concentration of 10% (by volume) of the substratum showed a high degree of toxicity for cornea cells. Eyedrops Sistane Ultra® had moderate toxic effect on the cells of the cornea and conjunctiva at concentration 5 and 10% (by volume). Hylabak® and Thealoz® in this concentrations did not have any cytotoxic effect on the cells of all test system and showed the best results in the research. The most toxic of all cell types were eye drops Oftolik® and Artelak® balance.Conclusion. A direct relationship between the concentration of drug in culture medium and cell cytotoxicity was investigated. Eye drops Hylabak® and Thealoz®, that do not contain in its composition a preservative, had no cytotoxic effect on the cells of both test systems at all concentrations used. The lowest toxic effect of the test had eye drop Sistane Ultra® containing “soft” preservative Poliquad®. Among the “artificial tears”, the greatest toxic effect on all cell types at all concentrations used, was observed in eye drops Oftolik (BAK 0.01%) and balance Artelak® (containing “soft” preservative Oxide). Studies have shown the possibility of using in vitro cell systems for the comparative evaluation of the cytotoxic effect of mousture eye drops. 
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. 
 
Publisher Ophthalmology
 
Contributor —
РНФ
 
Date 2017-03-30
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://www.ophthalmojournal.com/opht/article/view/355
10.18008/1816-5095-2017-1-59-66
 
Source Ophthalmology; Том 14, № 1 (2017); 59-66
Офтальмология; Том 14, № 1 (2017); 59-66
2500-0845
1816-5095
10.18008/1816-5095-2017-1
 
Language rus
 
Relation http://www.ophthalmojournal.com/opht/article/view/355/357
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
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
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
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.).
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.
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.
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
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.
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.).
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.).
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.).
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.).
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.).
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.).
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.).
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.).
Vechkanov E.M., Sorokina I.A. [Basics of Cell Engineering, Rostov-on-Don]. 2012. (In Russ.).
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.
Cancer cell culture: methods and protocols / Ser. Methods in Molecular Medicine. (Ed. S.P. Langdon). Totowa, NJ: Humana Press, 2003; 88:165-169.
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.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).