آزمون سمیت سلولی ARE

 

الزام دریافت تأییدیه برای تجهیزات پزشکی، مواد اولیه، محصولات آرایشی و دارویی

خلاصه آزمون

زمینه و هدف: ارزیابی زیست‌سازگاری مواد و تجهیزات پزشکی مطابق استاندارد ISO 10993-5 نیازمند بررسی اثرات نامطلوب مواد بر سلول‌های زنده است. اگرچه آزمون‌های متداول سمیت سلولی عمدتاً بر کاهش بقا یا تکثیر سلول تمرکز دارند، بسیاری از مواد پیش از ایجاد مرگ سلولی می‌توانند موجب استرس اکسیداتیو و فعال‌سازی مسیرهای دفاعی درون‌سلولی شوند. آزمون Antioxidant Response Element (ARE) یک روش مبتنی بر ژن گزارشگر است که برای شناسایی فعال شدن مسیر Nrf2-ARE در پاسخ به ترکیبات دارای پتانسیل ایجاد استرس اکسیداتیو به‌کار می‌رود. هدف از این آزمون، ارزیابی توانایی نمونه در القای پاسخ‌های آنتی‌اکسیدانی سلولی و شناسایی اثرات اولیه سمیت مرتبط با تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) است.

روش انجام: تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE بر اساس اصول ارزیابی زیست‌سازگاری سلولی مندرج در ISO 10993-5 انجام می‌شود. ابتدا عصاره ماده مورد آزمون تحت شرایط استاندارد استخراج تهیه شده و پس از استریل‌سازی، بر روی سلول‌های گزارشگر حاوی توالی ARE و ژن لوسیفراز اعمال می‌گردد. سلول‌ها در شرایط کنترل‌شده دمایی و CO₂ انکوبه شده و برای مدت مشخص در معرض نمونه قرار می‌گیرند. در صورت ایجاد استرس اکسیداتیو، فاکتور رونویسی Nrf2 فعال شده و با اتصال به ناحیه ARE سبب افزایش بیان ژن گزارشگر می‌شود. پس از پایان دوره تماس، معرف لوسیفراز افزوده شده و شدت نور تولیدی توسط لومینومتر اندازه‌گیری می‌شود. میزان پاسخ سلولی به‌صورت Fold Induction یا Relative Luciferase Activity نسبت به کنترل منفی محاسبه و تحلیل می‌گردد.

یافته‌ها و طبقه‌بندی: نتایج آزمون ARE نشان می‌دهد که سلول‌ها در مواجهه با مواد القاکننده استرس اکسیداتیو افزایش معنی‌داری در فعالیت ژن گزارشگر از خود نشان می‌دهند. افزایش شدت سیگنال لوسیفراز بیانگر فعال شدن مسیر Nrf2-ARE و تحریک مکانیسم‌های دفاع آنتی‌اکسیدانی سلول است. بر اساس میزان القای پاسخ، مواد را می‌توان در گروه‌های مختلف طبقه‌بندی نمود: مواد فاقد فعالیت قابل‌توجه (عدم افزایش معنی‌دار نسبت به کنترل)، مواد با فعالیت خفیف تا متوسط (افزایش محدود و وابسته به دوز) و مواد با فعالیت شدید (افزایش قابل‌توجه و پایدار در بیان ژن گزارشگر). وجود رابطه وابسته به غلظت میان میزان تماس و پاسخ سلولی، اعتبار نتایج آزمون را تقویت می‌کند. همچنین مقایسه با کنترل مثبت امکان ارزیابی حساسیت سیستم آزمون را فراهم می‌سازد.

نتیجه‌گیری: تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE ابزاری حساس و کارآمد برای شناسایی پاسخ‌های سلولی مرتبط با استرس اکسیداتیو است و می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در خصوص مکانیسم‌های اولیه سمیت فراهم کند. این آزمون اگرچه جایگزین آزمون‌های کلاسیک سمیت سلولی مندرج در ISO 10993-5 نیست، اما به‌عنوان یک روش مکمل قادر است اثرات زیرآستانه‌ای مواد را پیش از بروز آسیب شدید سلولی آشکار سازد. استفاده از آزمون ARE در کنار سایر روش‌های ارزیابی زیست‌سازگاری، درک جامع‌تری از ایمنی بیولوژیکی مواد و تجهیزات پزشکی فراهم کرده و به بهبود فرآیند ارزیابی خطر کمک می‌کند.

واژگان کلیدی: ARE Assay، Nrf2-ARE Pathway، Oxidative Stress، Cytotoxicity Assessment، ISO 10993-5، Reporter Gene Assay، Luciferase Activity، Reactive Oxygen Species (ROS)، Biocompatibility Evaluation، Medical Devices

آزمون های مشابه

تصویر خلاصه آزمون

خلاصه تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE

⚠️ الزامات قانونی

انجام آزمون ARE برای اخذ پروانه ساخت، کد IRC و تاییدیه سازمان غذا و دارو جهت ورود به بازار ایران و بازارهای بین‌المللی برای تمامی تجهیزات پزشکی که با پوست تماس دارند الزامی است. این آزمون در استاندارد ISO 10993-10 به عنوان یک روش برون تنی و جایگزین معتبر برای آزمون‌های حیوانی معرفی شده است.

تست سمیت سلولی ARE

در تست سمیت سلولی ARE، از سلول‌های مهندسی شده‌ای استفاده می‌شود که یک ژن نوری (لوسیفراز) در آنها تعبیه شده است. هنگامی که یک ماده حساسیت‌زا با سلول تماس پیدا می‌کند، یک مسیر دفاعی درون سلول فعال شده و باعث می‌شود سلول نور تولید کند. هرچه ماده حساسیت‌زا قوی‌تر باشد، نور تولیدی بیشتر است. این آزمون یک روش برون تنی، سریع و بدون استفاده از حیوانات برای شناسایی مواد حساسیت‌زای پوستی می‌باشد و جایگزین معتبری برای آزمون‌های قدیمی حیوانی است.

OECD 442D: این دستورالعمل مرجع اصلی برای انجام آزمون ARE-Nrf2 Luciferase می‌باشد. این روش برای عصاره‌های تجهیزات پزشکی اعتبارسنجی شده است.

ISO 10993-10: این استاندارد مرجع اصلی برای ارزیابی حساسیت‌زایی پوستی تجهیزات پزشکی می‌باشد. این استاندارد روش ARE-Nrf2 Luciferase را به عنوان یک روش برون تنی معتبر و جایگزین برای آزمون‌های حیوانی معرفی کرده است.

ISO 10993-12: این استاندارد به آماده‌سازی نمونه و عصاره‌گیری اختصاص دارد. نحوه آماده‌سازی و عصاره‌گیری نمونه‌های تجهیزات پزشکی برای انجام آزمون ARE، مطابق با این استاندارد انجام می‌شود.

مواردی که آزمون ارزیابی استرس اکسیداتیو الزامی است:

  • تمامی تجهیزات پزشکی که با پوست تماس مستقیم دارند
  • تجهیزات پزشکی ساخته شده از پلیمر، لاستیک، پارچه و فلزات مانند کاتترها، دستکش‌ها و ماسک‌ها
  • مواد دندانی و ارتودنسی که با بافت نرم دهان تماس دارند
  • محصولات آرایشی بهداشتی مانند کرم‌ها، لوسیون‌ها و شامپوها
  • مواد اولیه و اجزای تجهیزات پزشکی

مواردی که آزمون ارزیابی استرس اکسیداتیو الزامی نیست:

  • تجهیزات پزشکی که تماس پوستی ندارند مانند ایمپلنت‌های داخلی
  • تجهیزات پزشکی با تماس سطحی بسیار کوتاه
  • موادی که با حلال‌های عصاره‌گیری تداخل شیمیایی دارند

مسیر Nrf2-ARE: یک مسیر دفاعی در سلول‌ها است که برای حساسیت‌زایی پوستی بسیار مهم می‌باشد.

ARE: یک بخش از DNA است که پس از فعال شدن، ژن‌های محافظ سلولی را آغاز می‌کند.

لوسیفراز: آنزیمی است که در این آزمون به عنوان گزارشگر استفاده می‌شود. فعالیت لوسیفراز نشان‌دهنده پتانسیل حساسیت‌زایی ماده می‌باشد.

  • استاندارد مرجع: OECD 442D و ISO 10993-10
  • نوع روش: کمی – لومینومتری
  • رده سلولی: کراتینوسیت انسانی ترانسفکت شده با ژن لوسیفراز
  • شرایط انکوباسیون سلول‌ها با عصاره: دمای ۳۷ تا ۳۸ درجه سانتی‌گراد همراه با رطوبت و ۵ درصد دی اکسید کربن به مدت ۲۴ تا ۴۸ ساعت
  • شرایط واکنش لوسیفراز: دمای اتاق، ۱۵ تا ۳۰ دقیقه در تاریکی کامل
  • عصاره‌گیری: دو عصاره همزمان – حلال قطبی و حلال غیرقطبی
  • زمان و نحوه گواهی و گزارش‌دهی: ۱۵ تا ۲۰ روز کاری – گزارش کامل نتایج به زبان انگلیسی
  • دامنه تشخیص: ارزیابی پتانسیل حساسیت‌زایی پوستی تجهیزات پزشکی

اصل مسیر سیگنالینگ: این آزمون فعال سازی کراتینوسیت‌ها را برای حساسیت‌زایی پوستی شبیه‌سازی می‌کند.

اصل ژن گزارشگر: سلول‌ها با ژن لوسیفراز مهندسی شده‌اند. پس از فعال شدن، رونویسی ژن لوسیفراز آغاز می‌شود.

اصل تناسب سیگنال با پتانسیل حساسیت‌زایی: شدت نور تولید شده با پتانسیل حساسیت‌زایی ماده رابطه مستقیم دارد.

معیار پذیرش: ماده‌ای که باعث افزایش فعالیت لوسیفراز شود، به عنوان حساسیت‌زا طبقه‌بندی می‌شود.

تجهیزات اصلی: هود لامینار، انکوباتور ۳۷ تا ۳۸ درجه با ۵ درصد دی اکسید کربن، میکروسکوپ وارونه، دستگاه لومینومتر، دستگاه فلورومتر، فریزر ۸۰- درجه، سانتریفیوژ، پیپت اتوماتیک چند کاناله، دستگاه شمارش سلول

مواد مصرفی: رده سلولی کراتینوسیت انسانی ترانسفکت شده با ژن لوسیفراز، محیط کشت مخصوص، پلیت ۹۶ خانه‌ای مات، کیت لوسیفراز، کیت سمیت سلولی، حلال‌های عصاره‌گیری (قطبی و غیرقطبی)، کنترل منفی، کنترل مثبت

نمونه مطابق با ISO 10993-12 آماده می‌شود. دو عصاره همزمان تهیه می‌شود: یک عصاره با حلال قطبی و یک عصاره با حلال غیرقطبی. عصاره‌گیری در دمای ۳۷ تا ۳۸ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲۴ تا ۷۲ ساعت انجام می‌شود.

کشت سلولی: سلول‌های کراتینوسیت در پلیت سفید مات کشت داده می‌شوند و به مدت ۲۴ ساعت در انکوباتور نگهداری می‌شوند.

اضافه کردن عصاره: محیط کشت قدیمی خارج شده و عصاره با رقت‌های مختلف به خانه‌ها اضافه می‌شود.

انکوباسیون اولیه: پلیت‌ها به مدت ۲۴ ساعت در انکوباتور با دمای ۳۷ تا ۳۸ درجه سانتی‌گراد و ۵ درصد دی اکسید کربن قرار می‌گیرند.

ارزیابی زنده مانی سلولی (موازی): سمیت سلولی در یک پلیت جداگانه ارزیابی می‌شود تا غلظت‌های غیرسمی مشخص شود.

اضافه کردن معرف لوسیفراز: پس از انکوباسیون، بافر لیز کننده به خانه‌ها اضافه می‌شود.

اندازه‌گیری لومینسانس: شدت نور توسط دستگاه لومینومتر اندازه‌گیری می‌شود.

طبقه‌بندی نتایج بر اساس حداکثر شاخص القا (Imax) در غلظت‌های غیرسمی (زنده مانی بیش از 80%) انجام می‌شود.

نتیجه وضعیت معیار پذیرش
غیر حساسیت‌زا منفی (Negative) حداکثر شاخص القا (Imax) کمتر از 1/5
حساسیت‌زا مثبت (Positive) حداکثر شاخص القا (Imax) برابر یا بیشتر از 1/5
  • نکته مهم ۱: طبق OECD 442D و ضمیمه C استاندارد ISO 10993-10، ماده‌ای که باعث افزایش 50 درصدی فعالیت لوسیفراز (Imax ≥ 1/5) نسبت به کنترل حلال در حداقل دو آزمایش در روزهای مختلف شود، به عنوان حساسیت‌زا طبقه‌بندی می‌شود .
  • نکته مهم ۲: در صورت مثبت شدن نتیجه در یک حلال (قطبی یا غیرقطبی)، کافی است ماده حساسیت‌زا محسوب می‌شود .
  • نکته مهم ۳: نتایج مثبت در آزمون ARE معمولاً نیاز به تأیید با آزمون دوم (مانند DPRA – OECD 442C) دارند .

غربالگری سطح اول حساسیت‌زایی:

این آزمون به عنوان غربالگر سطح اول در سلسله مراتب ارزیابی حساسیت‌زایی عمل می‌کند. نتایج منفی در این آزمون با اطمینان بالا به معنی غیر حساسیت‌زا بودن ماده است.

پیش‌بینی رفتار بیولوژیکی در بدن:

این آزمون رویداد کلیدی حساسیت‌زایی پوستی را شبیه‌سازی می‌کند و همبستگی خوبی با نتایج آزمون‌های حیوانی نشان داده است.

الزامات قانونی سازمان غذا و دارو:

سازمان غذا و داروی ایران و مراجع بین‌المللی انجام این آزمون را برای تمامی تجهیزات پزشکی که با پوست تماس دارند، پذیرفته‌اند. این آزمون به عنوان یک روش جایگزین معتبر برای کاهش استفاده از حیوانات معرفی شده است.

تفاوت با DPRA: آزمون DPRA اولین رویداد کلیدی را شبیه‌سازی می‌کند، در حالی که آزمون ARE دومین رویداد کلیدی را ارزیابی می‌کند.

تفاوت با LLNA: آزمون LLNA یک روش حیوانی است. آزمون ARE یک روش برون تنی، سریع‌تر، ارزان‌تر و عاری از ملاحظات اخلاقی است.

تفاوت با آزمون انسانی: آزمون انسانی یک روش مرجع اما بسیار پرهزینه و زمانبر است. آزمون ARE به عنوان یک روش غربالگری سریع عمل می‌کند.

مزیت اصلی روش ARE: این روش سریع‌ترین، ارزان‌ترین و قابل اتوماسیون‌ترین روش غربالگری حساسیت‌زایی پوستی است که به عنوان جایگزین معتبر برای کاهش استفاده از حیوانات معرفی شده است.

  • مشخصات دقیق نمونه شامل توضیحات فنی، شماره لات و تاریخ تولید
  • رده سلولی استفاده شده
  • شرایط عصاره‌گیری (نوع حلال قطبی و غیرقطبی) مطابق با ISO 10993-12
  • تاریخ شروع و پایان آزمون
  • شرح روش آزمون مطابق با OECD 442D و ISO 10993-10
  • غلظت‌های تست شده عصاره
  • نتایج سمیت سلولی (درصد زنده مانی در هر غلظت)
  • طبقه‌بندی نهایی: حساسیت‌زا یا غیر حساسیت‌زا
  • مهر تایید و امضای مدیر فنی

آیا آزمون ARE-Nrf2 Luciferase در استانداردهای ISO برای تجهیزات پزشکی وجود دارد؟

بله، این روش در استاندارد ISO 10993-10 به عنوان یک روش برون تنی معتبر و جایگزین برای آزمون‌های حیوانی معرفی شده است.

آیا تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE به تنهایی برای اخذ تاییدیه کافی است؟

برای نمونه‌های غیر حساسیت‌زا معمولاً کافی است. برای نمونه‌های مثبت، توصیه می‌شود نتیجه با روش دیگری تأیید شود.

تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE جایگزین کدام آزمون‌های حیوانی می‌شود؟

این آزمون می‌تواند جایگزین آزمون‌های حیوانی مانند آزمون خوکچه هندی و آزمون بوئلر شود.

چه موادی با تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE تداخل دارند؟

مواد دارای نورتابی ذاتی، مواد بسیار سمی که سلول‌ها را می‌کشند و موادی که با معرف‌ها واکنش می‌دهند.

چرا از دو حلال قطبی و غیرقطبی در تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE استفاده می‌شود؟

استفاده از دو حلال با قطبیت متفاوت تضمین می‌کند که تمام مواد قابل انتشار از نمونه استخراج شوند.

مدت زمان عصاره‌گیری استاندارد در تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE چقدر است؟

رایج‌ترین شرایط: ۲۴ ساعت در دمای ۳۷ تا ۳۸ درجه سانتی‌گراد برای شبیه‌سازی تماس معمول.

حداقل تعداد تکرار برای هر نمونه در تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE چقدر است؟

هر غلظت از هر نمونه باید حداقل در ۳ تکرار در یک آزمایش و آزمایش در دو روز متفاوت تکرار شود.

آیا می‌توان از تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE برای عصاره‌های حاوی سرم استفاده کرد؟

توصیه نمی‌شود. برای آزمون ARE، استفاده از محیط کشت بدون سرم توصیه می‌شود.

زمان انجام تست ارزیابی استرس اکسیداتیو ARE چقدر است؟

زمان انجام آزمون معمولاً ۱۵ تا ۲۰ روز کاری از تاریخ دریافت نمونه تا صدور گزارش نهایی می‌باشد.

آیا نتایج آزمون ARE برای تاییدیه FDA معتبر است؟

بله، سازمان غذا و داروی ایران، FDA و سازمان بهداشت جهانی نتایج این آزمون را برای اخذ تاییدیه می‌پذیرند.

برای مشاوره رایگان و هماهنگی ارسال نمونه، با کارشناسان ما تماس بگیرید.

📱 پیام‌رسان بله: 989900100182+

📞 تماس تلفنی: 982191010809+

✉️ پیامک: 989900100182+

تست سمیت-سلولی-are