DOI: 10.35411/2076-457X-2026-1-5-21
Disinfection Affairs № 1/2026, pp. 5-21

The Use of Cell Cultures in Toxicology Research (scientific review)

O.S. Fedotova¹, Yu.A. Zakharova¹, I.A. Ivashenko^2,3

¹Disinfectology Institute of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing: 117246, Russian Federation, Moscow, Nauchnyy Proezd, 18a;
²Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin: 620002, Russian Federation, Yekaterinburg, Mira str., 19;
³Federal Research Institute of Viral Infections "Virom" of Rospotrebnadzor: 620030, Russian Federation, Yekaterinburg, Letnyaya str., 23.

Cell cultures have become an essential tool in toxicology research. This scientific review provides a systematic analysis of traditional and modern cell models used for toxicity assessment and highlights their potential for development from two-dimensional systems to more complex 3D cultures. A comparative analysis of the main types of in vitro cell models is provided, and the key limitations of their use in experimental toxicology studies are discussed. Particular attention is paid to modern 3D approaches, demonstrating that the three-dimensional architecture, the presence of an extracellular matrix, and the ability to create substance gradients allow these models to more accurately reproduce in vivo conditions and improve the reliability of toxicity prediction. Based on an analysis of literature data, the advantages and disadvantages of each model type are highlighted.
Keywords: cell cultures, toxicity, toxicological studies, in vitro. 2D cultures, 3D cultures.

Authors
Fedotova Olga Semenovna – PhD in Biological Sciences; Senior Researcher department of toxicology (with laboratory) Institute of Disinfectology, FBIS F.F. Erisman Federal Scientific Centre of Hy-giene Federal Service for Surveillance on Costumer Rights Protection and Human Wellbeing; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.. ORCID: 0000-0003-1928-8211
Zakharova Yulia Alexandrovna – Doctor of Medical Sciences, Professor, Scientific Supervisor of Institute of Disinfectology of FBIS F.F. Erisman Federal Scientific Centre of Hygiene Federal Service for Surveillance on Costumer Rights Protection and Human Wellbeing. ORCID: 0000-0003-3416-0902
Ivaschenko Ivan Aleksandrovich – Junior Researcher, Cell Culture Laboratory of Federal State Budgetary Institution of Science "Federal Research Institute of Viral Infections "Virom" of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing; Graduate Student of the Department of Organic Synthesis Technology of the Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin. ORCID ID: 0000-0002-3584-9528

Full-text is available in Russian

DOI: 10.35411/2076-457X-2026-1-5-21
Дезинфекционное дело № 1/2026, стр. 5-21

Применение клеточных культур в токсикологических исследованиях (научный обзор)

О.С. Федотова¹, Ю.А. Захарова¹, И.А. Иващенко^2,3

¹Институт дезинфектологии ФБУН "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана" Роспотребнадзора: 117246, Москва, Научный проезд, д. 18а;
²ФГАОУ ВО Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина: 620002, Екатеринбург, ул. Мира, д. 19;
³Федеральный научно-исследовательский институт вирусных инфекций "Виром" Роспотребнадзора: 620030, Екатеринбург, ул. Летняя, д. 23.

Клеточные культуры стали одним из важных инструментов при проведении токсикологических исследований. Настоящий научный обзор посвящён системному анализу традиционных и современных клеточных моделей, применяемых для оценки токсичности, а также освещает их перспективы развития от двумерных систем к более сложным 3D-культурам. Произведён сравнительный анализ основных типов клеточных моделей in vitro и рассмотрены основные ограничения их применения в рамках токсикологических экспериментальных исследований. Особое внимание уделено современным 3D-подходам, показано, что трёхмерная архитектура, наличие внеклеточного матрикса и возможность создания градиентов веществ позволяют этим моделям точнее воспроизводить условия in vivo и повышать надёжность прогнозирования токсических эффектов. На основе анализа данных литературы выделены преимущества и недостатки для каждого типа моделей.
Ключевые слова: клеточные культуры; токсичность; токсикологические исследования; in vitro; 2D-культуры; 3D-культуры.

Сведения об авторах
Федотова Ольга Семёновна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела токсикологии (с лабораторией) Института дезинфектологии "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана" Роспотребнадзора; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.. ORCID ID: 0000-0003-1928-8211
Захарова Юлия Александровна – доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель Института дезинфектологии "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана" Роспотребнадзора. ORCID ID: 0000-0003-3416-0902
Иващенко Иван Александрович – младший научный сотрудник лаборатории клеточных культур ФБУН "Федеральный научно-исследовательский институт вирусных инфекций "Виром" Роспотребнадзора; аспирант кафедры технологии органического синтеза ФГАОУ ВО Уральский федеральный университет имени первого президента России Б.Н. Ельцина. ORCID ID: 0000-0002-3584-9528