Dose-response for predicting skin sensitization potency with the GARD®skin method
(2019) KIMM05 20182Department of Immunotechnology
- Abstract
- Allergic contacts dermatitis is a major health problem in the world and the disease is caused by a type IV hypersensitivity to a small chemical called a hapten. These substances are common in cosmetics, perfumes, pharmaceuticals and house-hold products, and risk factors include both inherent factors and frequent or high exposure. Hazard assessment and potency classification of sensitizers are thereby of great need, to enable withdrawal of problematic substances or decide on a dose with minimal adverse effects. One of the key events in the initial sensitization phase is the activation of dendritic cells. The GARD® assays use a prediction signature to analyze the immunological response of this key event that through a support vector machine... (More)
- Allergic contacts dermatitis is a major health problem in the world and the disease is caused by a type IV hypersensitivity to a small chemical called a hapten. These substances are common in cosmetics, perfumes, pharmaceuticals and house-hold products, and risk factors include both inherent factors and frequent or high exposure. Hazard assessment and potency classification of sensitizers are thereby of great need, to enable withdrawal of problematic substances or decide on a dose with minimal adverse effects. One of the key events in the initial sensitization phase is the activation of dendritic cells. The GARD® assays use a prediction signature to analyze the immunological response of this key event that through a support vector machine give a positive decision value if a chemical is sensitizing. The first method of the GARD® assays, GARD®skin was developed for skin sensitization hazard assessment. Current study analyzed the dose-response relationship of GARD®skin for the potential to predict potency. A four-parametric (min, max, slope, ED50) log-logistic curve was used to form predicted dose-response curves to the experimental data points from seven chemicals of different CLP/GHS regulatory classifications. Comparison of the concentration at the inflection point to sensitizing values and the response variables to regulatory, human potency, and murine values suggest that GARD®skin through utilization of dose-response data has potential for skin sensitization potency classification. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Heltäckande riskbedömning av kontaktallergiframkallande ämnen med cellbaserade metoden GARD®skin
Metoden GARD®skin identifierar kontaktallergiframkallande ämnen med hög noggrannhet. Genom att sätta koncentrationen mot svarsvärdet av GARD®skin i en dos-responskurva kan metoden potentiellt utvecklas för att även klassificera styrkan och effektiviteten av ämnens förmåga att orsaka kontaktallergi.
Allergier är ett stort hälsoproblem. En av de vanligaste typerna är kontaktallergi, vilket är en hudallergi mot små molekyler med förmågan ta sig genom yttersta hudlagret och binda till proteiner i överhuden. Efter utsättning av för höga doser byggs ett immunförsvar upp med aktivering av de vita blodkropparna som kallas T-celler. En allergisk... (More) - Heltäckande riskbedömning av kontaktallergiframkallande ämnen med cellbaserade metoden GARD®skin
Metoden GARD®skin identifierar kontaktallergiframkallande ämnen med hög noggrannhet. Genom att sätta koncentrationen mot svarsvärdet av GARD®skin i en dos-responskurva kan metoden potentiellt utvecklas för att även klassificera styrkan och effektiviteten av ämnens förmåga att orsaka kontaktallergi.
Allergier är ett stort hälsoproblem. En av de vanligaste typerna är kontaktallergi, vilket är en hudallergi mot små molekyler med förmågan ta sig genom yttersta hudlagret och binda till proteiner i överhuden. Efter utsättning av för höga doser byggs ett immunförsvar upp med aktivering av de vita blodkropparna som kallas T-celler. En allergisk reaktion som eksem uppstår sen i kontakt med samma molekyl, bland annat via kosmetika, parfym, eller medicin.
Klassificering av ämnen, inklusive starkt eller svagt allergiframkallande ämnen reglerar acceptabla nivåer i produkter. Klassificerings-, märknings- och förpackningsförordningen (CLP) kräver att allergiframkallande ämnen ska klassificeras som kategori 1, där starkt allergiframkallande är kategori 1A och svagt allergiframkallande kategori 1B. Tidigare har detta mest gjorts i metoder med marsvin eller möss. Hårdare lagar, etiska skäl och bättre kunskap om utvecklingen av kontaktallergier har lett till nya cell-baserade, kemiska eller datorbaserade tekniker för att minimera, förbättra och byta ut djurförsök.
Cellbaserade testplattformen Genomic Allergen Rapid Detection (GARD®) är utvecklad av SenzaGen AB. Genom att efterlikna det mänskliga immunförsvaret när celler blir utsatta för ett ämne kan testplattformen avläsa en allergisk reaktion med en prediktionssignatur av markörer specialiserade för allergitypen testad. Resultatet analyseras med en databaserad algoritm som genererar ett svarsvärde på en omfattande skala där ett positivt svarsvärde innebär att ett ämne är allergiframkallande. Metoden GARD®skin har hög noggrannhet för att identifiera ämnen som kan orsaka kontaktallergi. Tillsammans med metoden GARD®potency kan en full riskbedömning, inklusive styrkan av kontaktallergiframkallande ämnen bedömas. Tidigare studier har dock gett hypotesen att svarsvärdena från GARD®skin är relaterade till hur toxisk, starkt allergiframkallande och vilken koncentration cellerna utsatts för.
Detta projekt undersökte hur svarsvärdet från GARD®skin är relaterat till koncentrationen av ett ämne tillsatt på cellerna med hjälp av en dos-respons kurva. Likt toxikologiska studier användes dos-responskurvan för att se om koncentrationen (x-axeln) då svarsvärdet (y-axeln) är 0 kunde kopplas ihop med hur starkt allergiframkallande och toxiskt ämnet tillsatt cellerna var. Detta gjordes genom att testa och jämföra resultaten från sju kända kemikalier; starkt, svagt och icke-kontaktallergiframkallande. Svarsvärdena jämfördes även för att se om de potentiellt kan användas för att bedöma effektiviteten av ett allergiframkallande ämne vid en viss koncentration och inte endast vara ett ja eller nej svar.
Resultatet från genomfört projekt föreslår att GARD®skin potentiellt kan utvecklas för att bedöma hur starkt allergiframkallande ett ämne är. Starkt allergiframkallande och toxiska ämnen krävde lägre koncentration för att ge allergiframkallande svarsvärde. Det maximala svarsvärdet och vid 50% av kurvan kan även ha betydelse för att bedöma effektiviteten av ett ämne samt klassificeringen av svagt allergiframkallande ämnen. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/8971907
- author
- Eliasson, Olivia LU
- supervisor
- organization
- course
- KIMM05 20182
- year
- 2019
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Dose-response, In vitro assay, GARD, skin sensitization, allergic contact dermatitis, chemical sensitizers, hazard assessment, skin sensitization potency, immunotoxicology
- language
- English
- id
- 8971907
- date added to LUP
- 2019-03-05 15:44:59
- date last changed
- 2019-03-05 15:44:59
@misc{8971907,
abstract = {{Allergic contacts dermatitis is a major health problem in the world and the disease is caused by a type IV hypersensitivity to a small chemical called a hapten. These substances are common in cosmetics, perfumes, pharmaceuticals and house-hold products, and risk factors include both inherent factors and frequent or high exposure. Hazard assessment and potency classification of sensitizers are thereby of great need, to enable withdrawal of problematic substances or decide on a dose with minimal adverse effects. One of the key events in the initial sensitization phase is the activation of dendritic cells. The GARD® assays use a prediction signature to analyze the immunological response of this key event that through a support vector machine give a positive decision value if a chemical is sensitizing. The first method of the GARD® assays, GARD®skin was developed for skin sensitization hazard assessment. Current study analyzed the dose-response relationship of GARD®skin for the potential to predict potency. A four-parametric (min, max, slope, ED50) log-logistic curve was used to form predicted dose-response curves to the experimental data points from seven chemicals of different CLP/GHS regulatory classifications. Comparison of the concentration at the inflection point to sensitizing values and the response variables to regulatory, human potency, and murine values suggest that GARD®skin through utilization of dose-response data has potential for skin sensitization potency classification.}},
author = {{Eliasson, Olivia}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Dose-response for predicting skin sensitization potency with the GARD®skin method}},
year = {{2019}},
}