Wetenschappers hebben een robuustere manier ontdekt om chemicaliën te groeperen en read-across voor toxicologische gegevens te gebruiken om aan de wettelijke vereisten te voldoen, wat dierproeven aanzienlijk zou kunnen verminderen.

De veiligheid van chemicaliën wordt door toezichthouders ongelooflijk serieus genomen, en als zodanig moet de industrie aan bepaalde criteria voldoen als ze proberen een nieuwe chemische stof goedgekeurd te krijgen voor gebruik; vaak wordt dit gedaan door de chemicaliën op ratten te testen.

Groeperen en read-across is een door de EU goedgekeurde aanpak die het mogelijk maakt dat voor nieuwe chemicaliën die structureel vergelijkbaar zijn met andere reeds goedgekeurde chemicaliën dezelfde toxicologische informatie wordt gekopieerd zodat ze op de markt kunnen worden gebracht. Maar dit proces is onbetrouwbaar en het merendeel van de nieuwe chemische groeperingen en read-across-inzendingen wordt afgewezen door het Europees Agentschap voor chemische stoffen (ECHA).

Maar nu een methode die gebruik maakt van metabolomics, gepubliceerd in Archives in Toxicology , zou de sleutel kunnen zijn om het read-across-proces voor groepering effectiever te maken.

De studie is afkomstig van het MATCHING-consortium, dat wordt geleid door de Universiteit van Birmingham, in samenwerking met BASF, BASF Metabolome Solutions, ECHA, Imperial College London, Syngenta, Vrije Universiteit Amsterdam en de Amerikaanse Environmental Protection Agency.

Mark Viant, hoogleraar Metabolomics aan de Universiteit van Birmingham, zei:“Chemische stoffen vallen in drie categorieën:medicijnen, pesticiden en industriële chemicaliën, en aan sommige daarvan worden we elke dag van ons leven blootgesteld. Industriële chemicaliën zijn niet bedoeld voor directe blootstelling aan mensen of het milieu, maar dit zal onvermijdelijk gebeuren, dus de toxicologische informatie moet accuraat zijn. In plaats van alleen de structurele gelijkenis van de chemicaliën te meten om groepen te vormen, hebben we ontdekt dat we door metabolomics te gebruiken de biologische reacties van de chemicaliën kunnen meten. , kunnen we de groepering en het lezen betrouwbaarder maken."

Om te zien of metabolomics effectiever zouden zijn, voerden zes internationale laboratoria hetzelfde experiment uit. De onderzoekers kregen allemaal gewone plasmamonsters toegestuurd van ratten die waren getest met acht chemicaliën. De teams wisten niet wat de chemicaliën waren en moesten ze correct groeperen met behulp van metabolomics.

De wetenschappers zochten naar diagnostische metabole biomarkers, die een gedetailleerd beeld geven van de gezondheid van de rat. Door gebruik te maken van een ‘shotgun-benadering’ zoals metabolomics, konden wetenschappers duizenden markers, zoals aminozuren en lipiden, meten met behulp van massaspectrometrie. Dit hielp de laboratoria de acht chemicaliën in twee groepen van drie en één van twee chemicaliën te groeperen.

Alle resultaten werden vervolgens naar het Europees Agentschap voor chemische stoffen gestuurd, dat ze verzamelde voordat de bevindingen aan het hele consortium werden onthuld. De vijf laboratoria waarvan de gegevens de kwaliteitscontrole hebben doorstaan, ontdekten allemaal dezelfde groepering. Dit is de eerste keer dat bewezen is dat het gebruik van metabolomics voor groeperen een reproduceerbare methode is.

Katherine Santizo van Cefic-LRI legt uit:"Dit is een enorme stap voorwaarts om de bestaande groeperings- en read-across-aanpak te verbeteren. Het feit dat vijf laboratoria uit verschillende landen allemaal dezelfde, correcte resultaten behaalden terwijl ze verschillende methoden en instrumenten gebruikten, hun eigen procedures en statistische analyse tonen aan dat metabolomics een betrouwbare methode is."

Dit is goed nieuws voor de geleidelijke afschaffing van het testen op ratten, aangezien het doel van groeperen en read-across is om het aantal chemicaliën dat op ratten moet worden getest te verminderen. Maar vanwege het hoge percentage chemicaliën dat momenteel wordt afgekeurd, is dit niet altijd het geval.

Professor Viant legde uit:“Ratten zijn in de eerste plaats geen goed model voor mensen en de reproduceerbaarheid van testen op ratten is niet geweldig. Daarnaast kunnen voor de toxiciteitstests voor slechts één chemische stof meer dan 1.000 ratten nodig zijn. Met tienduizenden ratten chemicaliën die in Europa moeten worden getest, en hoewel deze niet allemaal op hetzelfde niveau moeten worden getest, zullen veel ervan uiteindelijk op ratten worden getest. Zelfs zonder de ethische overwegingen is dit een kostbaar en langzaam proces Door de groepering en read-across-aanpak robuuster te maken door gebruik te maken van metabolomics, zou het aantal geteste laboratoriumratten dramatisch kunnen worden verminderd."

Tomasz Sobanski, teamleider voor alternatieve methoden bij de eenheid Computational Assessment and Alternative Methods, ECHA, zei:"De noodzaak om de betrouwbaarheid van metabolomics aan te tonen werd voor het eerst geïdentificeerd tijdens een van onze workshops in 2016. We zijn erg onder de indruk van de resultaten hiervan. onderzoek, en wij geloven dat dit de groepering en read-across zal verbeteren. We hopen dat de lessen uit dit onderzoek zullen worden opgenomen in nieuwe richtlijnen voor de chemische industrie, zodat commerciële laboratoria deze diensten op grote schaal kunnen aanbieden.

“Voor mij persoonlijk is dit een modelvoorbeeld van hoe uitdagingen op regelgevingsgebied kunnen worden aangepakt door middel van kennis, wetenschap en samenwerking. Deze prestatie was mogelijk omdat toezichthouders hun behoeften duidelijk konden communiceren, de wetenschappelijke gemeenschap deze wilde aanpakken en de industrie Ik ben bereid dit te steunen. Ik geloof dat dit onderzoek ons ​​uiteindelijk zal helpen de gezondheid en het milieu beter te beschermen en tegelijkertijd onnodige dierproeven te vermijden."

Meer informatie: Mark R. Viant et al, De betrouwbaarheid aantonen van op in vivo metabolomics gebaseerde chemische groeperingen:op weg naar de beste praktijk, Archives of Toxicology (2024). DOI:10.1007/s00204-024-03680-y

Aangeboden door Universiteit van Birmingham