La piel es el principal tejido utilizado para investigación cosmética. Desde que la Unión Europea prohibió completamente el uso de animales de laboratorio para el desarrollo de productos cosméticos en 2013, se han usado modelos tridimensionales de piel para evaluar las respuestas de la epidermis y la dermis a las formulaciones cosméticas.
- Introducción
- Productos más seguros sin el uso de animales de investigación
- Modelos tridimensionales de piel
- Evaluación de propiedades antienvejecimiento y antiinflamatorias de compuestos cosméticos
- Bibliografía
Introducción
El inicio del desarrollo de sofisticados modelos de piel tridimensionales utilizados para desarrollo de nuevos cosméticos empezó hace más de 80 años. En 1933, se introdujo en el mercado un «nuevo y mejorado tinte para cejas y pestañas» llamado Lash Lure, que reflejaba la nueva tendencia en la sociedad estadounidense de usar un maquillaje mucho más visible. En ese momento, nadie pensó que un producto cosmético aparentemente inofensivo podría tener consecuencias graves e incluso mortales. Lash Lure contenía parafenilendiamina, un compuesto químico no probado que causa reacciones severas en la cara, párpados y ojos (McCalley et al., 1933). La protesta pública llevó a la administración de Roosevelt a otorgar a la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA) de los EE. UU. autoridad sobre el desarrollo de cosméticos. Desde entonces, las pruebas cosméticas se han convertido en una parte integral del desarrollo de productos en cosméticos.
Productos más seguros sin el uso de animales de investigación
El uso de modelos animales para experimentación ha sido algo habitual a lo largo del siglo XX. Sin embargo, la creciente preocupación pública sobre el destino de los animales de laboratorio, así como las consideraciones éticas y científicas (Ferdowsian et al., 2015) promovieron que los legisladores regularan de forma mucho más estricta y eventualmente prohibir el uso de animales para testar cosméticos. Desde la década de los noventa, las restricciones en las pruebas con animales se han vuelto más estrictas. En 2013, entró en vigor la prohibición total por parte de la Unión Europea de pruebas en animales de cosméticos terminados y sus ingredientes, y la venta de dichos productos. Por otro lado, algunos países todavía permiten pruebas utilizando animales, como en EE.UU., su uso está disminuyendo a medida que los consumidores se vuelven cada vez más críticos.
Ante tales preocupaciones, la industria cosmética está desarrollando nuevos métodos de testaje. «Necesitamos alternativas a los modelos animales«, explica la Dra. Anja Krattenmacher, una científica postdoctoral de la compañía Merck, que está especializada en salud, ciencias de la vida y materiales de rendimiento. «Además de las consideraciones éticas, también es importante destacar que la piel de los animales difiere de la piel humana y estas diferencias anatómicas podrían influir en la absorción y penetración del producto«. La Dra. Krattenmacher y su equipo están usando modelos de piel tridimensionales para probar las propiedades anti-envejecimiento y anti-inflamatorias de productos cosméticos.
Modelos tridimensionales de piel
Los modelos equivalentes de piel humana se han generado con éxito in vitro durante las últimas dos décadas, principalmente mediante el uso de queratinocitos cultivados en un sustituto dérmico. “Nuestros modelos de piel en 3D están construidos con fibroblastos y queratinocitos. Los fibroblastos están incrustados en una matriz extracelular y reflejan la dermis. Los queratinocitos luego construyen la epidermis. Estos modelos están expuestos al aire para inducir la diferenciación celular”, explica la Dra. Krattenmacher. “El proceso conlleva de 10 a 14 días. Después de la diferenciación celular, podemos mantener las construcciones en cultivo durante una o dos semanas mientras realizamos nuestras pruebas”. Krattenmacher usa células primarias de PromoCell. “Necesitamos nuevas células donantes. ya que no podemos usar líneas celulares que se hayan mantenido en cultivo durante períodos prolongados, ya que las células no son prístinas y no son adecuadas para nuestro modelo«.
Los equivalentes tridimensionales de la piel se asemejan a la arquitectura del tejido de la piel humana y ofrecen una plataforma de testaje mucho mejor que el cultivo celular bidimensional. Como resultado, las concentraciones que inducen a irritación en los tests de células cultivadas en monocapa podrían diferir sustancialmente que se dan in vivo (Brohem et al., 2011). Otras diferencias observadas en el fenotipo son: señalización celular, migración celular y las respuestas a los medicamentos (Mazzoleni et al., 2009). «En un modelo 3D de piel tipo tejido, los cosméticos no se absorben de manera homogénea en todas las áreas y no todas las células pueden interactuar directamente con ellas«, explica Krattenmacher.
Evaluación de propiedades antienvejecimiento y antiinflamatorias de compuestos cosméticos
El envejecimiento de la piel es un proceso biológico complejo influenciado por diversos factores intrínsecos y extrínsecos que causan cambios en la arquitectura de la piel, particularmente en áreas expuestas al sol (Ganceviciene et al., 2012). Reducir los efectos visibles del envejecimiento es uno de los principales objetivos de la industria cosmética. Tres componentes estructurales de la dermis (colágeno, elastina y glicosaminoglicanos) han sido los principales de componentes en lo que se han centrado los esfuerzos en la investigación contra el envejecimiento (Baumann, 2007). En particular, un contenido reducido de colágeno debilita el enlace entre la dermis y la epidermis y contribuye a la formación de arrugas (Content-Audeonneau et al., 1999). “Tratamos las células en el modelo 3D con compuestos antienvejecimiento durante varios días y observamos si los fibroblastos en la matriz extracelular producen más colágeno que los fibroblastos no tratados«. «Esto podría inducir un efecto anti-envejecimiento de llenar el colágeno, que se vuelve frágil durante los procesos de envejecimiento«, comenta Krattenmacher.
Los procesos inflamatorios también pueden acelerar considerablemente el envejecimiento de la piel, y el desarrollo de nuevos compuestos con propiedades antiinflamatorias es actualmente un área importante de desarrollo (Fuller, 2015). «Para probar nuevos compuestos, primero se debe inducir una inflamación en el modelo de piel con irritantes«, explica Krattenmacher. “Luego aplicamos la sustancia antiinflamatoria y observamos si podemos ver una reducción de la inflamación epidérmica, que es un signo típico de inflamación. Además, podemos medir la reducción de los niveles de interleucina inflamatoria con inmunohistoquímica o ELISA. Finalmente, podemos aislar el ARN y las proteínas y analizar su expresión con PCR en tiempo real «.
Bibliografía
- – McCally A.W. et al. Corneal ulceration following use of lash-lure.
- – Ferdowsian HR et al. The ethical challenges of animal research. Camb Q Healthc Ethics. 2015 Oct;24(4):391-40
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