Sonnenstrahlen schädigen die ungeschützte Haut. Sie können aber auch Substanzen, die über Tabletten aufgenommen oder auf die Haut aufgetragen werden, chemisch so verändern , dass sie eine toxische (= giftige) Wirkung entfalten. Dieser Vorgang wird „Phototoxizität“ genannt. Am Beispiel der Phototoxizität lässt sich gut die Entwicklung von Alternativmethoden nachvollziehen.
Tierversuch
Die zu testende Chemikalie wird auf den Rücken rasierter Mäuse oder Meerschweinchen aufgetragen und mit UV-Licht bestrahlt. Die Tiere werden für mehrere Tage in Käfigen gehalten und es wird geprüft, ob Schwellungen und Entzündungen auftreten.
Alternativmethode
Das am meisten genutzte und anerkannte In-vitro-Testverfahren zur Bestimmung der Phototoxizität ist der sogenannte „3T3 Neutral Red Uptake Phototoxicity Assay“. Dieser Test beruht auf dem Prinzip, dass Mausfibroblasten der Zelllinie BALB/c 3T3 nach Zugabe einer schädigenden Substanz und UV-Licht-Bestrahlung nicht mehr in der Lage sind, einen roten Farbstoff (Neutralrot) aufzunehmen.
Verbesserte Alternativmethode
Statt der Mausfibroblasten wird ein Modell einer vollständig ausgebildeten menschlichen Oberhaut verwendet. Auf das Hautmodell wird eine Testsubstanz geträufelt und anschließend mit einer definierten, nicht toxischen UV-Strahlendosis bestrahlt. Danach wird unter dem Mikroskop untersucht, ob die Hautzellen noch leben oder geschädigt wurden. Nur in lebenden Zellen wird die Testsubstanz zu einem farbigen Produkt umgewandelt. Das Ausmaß der Schädigung wird durch einen Vergleich mit einem Hautmodell ermittelt, das zwar mit der Testsubstanz beträufelt, aber nicht bestrahlt wurde. Ist eine Schädigung festzustellen, die 30 % übersteigt, dann wird die Testsubstanz als phototoxisch eingestuft. Das dreidimensionale Hautmodell kommt der Situation im lebenden menschlichen Organismus weit näher als ein einfaches, aus einer Schicht bestehendes Modell aus Mausfibroblasten.