A Reassessment of the In Vitro RBC Haemolysis Assay with Defibrinated Sheep Blood for the Determination of the Ocular Irritation Potential of Cosmetic Products: Comparison with the In Vivo Draize Rabbit Test

Abstract

We examined the correlation between results obtained from the in vivo Draize test for ocular irritation and in vitro results obtained from the sheep red blood cell (RBC) haemolytic assay, which assesses haemolysis and protein denaturation in erythrocytes, induced by cosmetic products. We sought to validate the haemolytic assay as a preliminary test for identifying highly-irritative products, and also to evaluate the in vitro test as alternative assay for replacement of the in vivo test. In vitro and in vivo analyses were carried out on 19 cosmetic products, in order to correlate the lesions in the ocular structures with three in vitro parameters: (i) the extent of haemolysis (H50); (ii) the protein denaturation index (DI); and (iii) the H50/DI ratio, which reflects the irritation potential (IP). There was significant correlation between maximum average scores (MAS) and the parameters determined in vitro (r = 0.752-0.764). These results indicate that the RBC assay is a useful and rapid test for use as a screening method to assess the IP of cosmetic products, and for predicting the IP value with a high level of concordance (94.7%). The assay showed high sensitivity and specificity rates of 91.6% and 100%, respectively.

Quantum Dots: An Insight and Perspective of Their Biological Interaction and How This Relates to Their Relevance for Clinical Use

“…Furthermore, many studies have assessed the haemolytic potential of NPs. The haemolysis assay, although dated, is still considered an adequate and representative model biochemical protocol to determine how xenobiotics may affect red blood cells19. This assay therefore, is especially advantageous as a short-term in vitro assay to determine NP toxicology20.…”

Critical appraisal of alternative irritation models: three decades of testing ophthalmic pharmaceuticals

“…17 The principle of the test method is based on the observation that certain classes of chemical irritants may cause damage to cell membranes and/or cause denaturation of membrane proteins and other cellular proteins. 18 Such events can be correlated with the initial inflammatory response in tissue irritation and with changes in protein conformation, such as those that occur in opacification of the cornea. The biological endpoints of cell lysis and protein denaturation have been used singly or in combination to predict the ocular irritation of certain classes of chemicals (mainly surfactants).…”

Estudo da aplicabilidade do ensaio de citotoxicidade por quantificação de proteínas totais na avaliação do potencial irritante ocular de tensoativos.

“…Em algumas circunstâncias, como parece ser o caso do teste de irritação ocular de Draize, os ensaios em animais não podem ser substituídos por um único método alternativo (PAUWELS; ROGIERS, 2004;PRESGRAVE;. Nesses casos, o desenvolvimento de um esquema de avaliação que envolva uma bateria de testes deve ser levado em consideração, podendo também ser desenvolvido um sistema hierárquico, no qual os animais somente sejam utilizados para a confirmação da ausência de toxicidade, reduzindo ao máximo o risco desses animais sofrerem quaisquer efeitos tóxicos.…”

“…No caso da avaliação da toxicidade ocular induzida por produtos, sabese que um único método alternativo dificilmente será capaz de substituir o uso de animais (PAUWELS; ROGIERS, 2004;PRESGRAVE;. Assim, os principais centros internacionais de estudos e validação de métodos alternativos ao uso de animais recomendam que a comunidade científica continue pesquisando novas metodologias e aprofunde seus conhecimentos a respeito das metodologias pré-existentes, procurando conhecer as particularidades desses métodos e avaliando um maior número de substâncias e produtos acabados.…”

“…Este mesmo tensoativo (TS08) foi ainda avaliado nas concentrações 1% (irritante leve) e 0,5% (não irritante), apresentando menor potencial irritante do que o catiônico cloreto de benzalcônio (TS05), que, quando aplicado nos olhos dos animais nas concentrações de 1% e 0,5% induziu lesões compatíveis com as classificações "irritante severo" e "irritante moderado", respectivamente (Tabelas 1 e 2). ALVES et al, 2008;MITJANS et al, 2008).…”