Vehicle effects on skin sensitizing potency of four chemicals: assessment using the local lymph node assay
Authors: Wright Z M , Basketter P A , Blaikie L , Cooper K J , Warbrick E V , Dearman R J , Kimber I 
Published: March 2003

Synopsis

The murine local lymph node assay (LLNA) can be used to determine the relative skin sensitizing potency of chemicals via interpolation of the quantitative dose response data generated. Using this approach we have demonstrated previously that the vehicle matrix in which a chemical allergen is encountered on the skin can have a significant influence on sensitizing potency. Estimates of relative potency are calculated from LLNA dose responses as a function of the mathematically derived EC3 value, this being the concentration estimated to induce a stimulation index (SI) of 3. To investigate further the influence of application vehicle on sensitizing potency, the LLNA has been used to examine the activity of four recognized human contact allergens: isoeugenol and cinnamic aldehyde, two fragrance chemicals; 3‐dimethylaminopropylamine (a sensitizing impurity of cocamidopropyl betaine, a surfactant used in shower gel) and dibromodicyanobutane (the sensitizing component of Euxyl K 400, a preservative used in cosmetics). The four chemicals were applied in each of seven different vehicles (acetone: olive oil [4 : 1]; dimethylsulphoxide; methylethylketone; dimethyl formamide; propylene glycol; and both 50 : 50 and 90 : 10 mixtures of ethanol and water). It was found that the vehicle in which a chemical is presented to the epidermis can have a marked effect on sensitizing activity. EC3 values ranged from 0.9 to 4.9% for isoeugenol, from 0.5 to 1.7% for cinnamic aldehyde, from 1.7 to > 10% for dimethylaminopropylamine and from 0.4 to 6.4% for dibromodicyanobutane. These data confirm that the vehicle in which a chemical is encountered on the skin has an important influence on the relative skin sensitizing potency of chemicals and may have a significant impact on the acquisition of allergic contact dermatitis. The data also demonstrate the utility of the LLNA as a method for the prediction of these effects and thus for the development of more accurate risk assessments.

Résumé

Le test local des ganglions lymphatiques murins (LLNA) peut être utilisé pour déterminer le potentiel relatif de sensibilisation de la peau de produits chimiques, par interpolation des données quantitatives de dose/réponse obtenues. En utilisant cette approche, nous avions démontré précédemment que la matrice vecteur par laquelle un allergène chimique est mis en contact avec la peau peut avoir une influence significative sur le potentiel de sensibilisation. Des estimations d’activité relative sont calculées à partir des doses/réponses de LLNA en fonction de la valeur EC3 dérivée mathématiquement, celle‐ci étant la concentration estimée comme induisant un indice de stimulation (IS) de 3. Pour examiner plus avant l’influence du vecteur d’application sur l’activité de sensibilisation, on a utilisé le LLNA pour déterminer l’activité de quatre allergènes de contact humains reconnus: isoeugénol et aldéhyde cinnamique, deux substances chimiques de parfumerie; la 3‐diméthylaminopropylamine (une impureté sensibilisante de la cocamidopropyl bétaïne, un tensioactif utilisé dans les gels douches) et le dibromodicyanobutane (le composant sensibilisant de Euxyl K 400, un conservateur utilisé dans les cosmétiques). Les quatre produits chimiques ont été appliqués dans chacun de sept vecteurs différents (acétone: huile d’olive [4: 1]; diméthylsulfoxyde; méthyléthylcétone; diméthylformamide; propy‐ lène glycol; et deux mélanges 50: 50 et 90: 10 d’éthanol et d’eau). On observe que le vecteur dans lequel le produit chimique est présentéà l’épiderme peut avoir un effet marqué sur l’activité sensibilisatrice. Les valeurs EC3 vont de 0,9 à 4,9 % pour l’isoeugénol, de 0,5 à 1,7 % pour l’aldéhyde cinnamique, de 1,7 à > 10 % pour la diméthylaminopropylamine et de 0,4 à 6,4 % pour le dibromodicyanobutane. Ces données confirment que le vecteur dans lequel un produit chimique est mis en contact avec la peau a une influence importante sur le potentiel relatif de sensibilisation de la peau des produits chimiques, et peut avoir un impact significatif sur l’apparition de dermatite allergique par contact. Les données démontrent aussi l’utilité du LLNA comme méthode de prévision de ces effets et donc pour le développement d’évaluations plus précises des risques.