Der Einsatz von Metabolomics zur Bewertung der Sicherheit von Chemikalien kann den Einsatz von Laborratten reduzieren

Wissenschaftler haben eine robustere Methode zur Gruppierung von Chemikalien und zur Verwendung von Analogien für toxikologische Daten entdeckt, um behördliche Anforderungen zu erfüllen, wodurch Tierversuche erheblich reduziert werden könnten.

Die Sicherheit von Chemikalien wird von den Aufsichtsbehörden sehr ernst genommen, und daher muss die Industrie bestimmte Kriterien erfüllen, wenn sie versucht, eine neue Chemikalie zur Verwendung zuzulassen; Dies geschieht häufig durch Tests der Chemikalien an Ratten.

Gruppierung und Analogie ist ein von der EU zugelassener Ansatz, der es ermöglicht, dass für neue Chemikalien, die strukturell anderen bereits zugelassenen Chemikalien ähneln, dieselben toxikologischen Informationen kopiert werden, damit sie auf den Markt gebracht werden können. Dieses Verfahren ist jedoch unzuverlässig und die meisten neuen Einreichungen zu chemischen Gruppierungen und Analogien werden von der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) abgelehnt.

Aber jetzt eine Methode, die Metabolomik nutzt, veröffentlicht In Archiv für Toxikologiekönnte der Schlüssel dazu sein, den Gruppierungs-Read-Across-Prozess effektiver zu gestalten.

Die Studie stammt vom MATCHING-Konsortium unter der Leitung der University of Birmingham in Zusammenarbeit mit BASF, BASF Metabolome Solutions, ECHA, Imperial College London, Syngenta, Vrije Universiteit Amsterdam und der US Environmental Protection Agency.

Mark Viant, Professor für Metabolomik an der Universität Birmingham, sagte: „Chemikalien lassen sich in drei Kategorien einteilen: Medikamente, Pestizide und Industriechemikalien, und einigen davon sind wir jeden Tag unseres Lebens ausgesetzt. Industriechemikalien sind nicht für den direkten Gebrauch bestimmt.“ Exposition gegenüber Menschen oder der Umwelt, aber das wird unweigerlich passieren, daher müssen die toxikologischen Informationen korrekt sein. Anstatt nur die strukturelle Ähnlichkeit der Chemikalien zu messen, um Gruppen zu bilden, haben wir herausgefunden, dass wir mithilfe der Metabolomik die biologischen Reaktionen der Chemikalien messen können wir die Gruppierung und Lesbarkeit zuverlässiger machen.“

Um herauszufinden, ob die Metabolomik wirksamer wäre, führten sechs internationale Labore das gleiche Experiment durch. Den Forschern wurden alle gemeinsame Plasmaproben von Ratten zugesandt, die mit acht Chemikalien getestet worden waren. Die Teams wussten nicht, um welche Chemikalien es sich handelte und mussten sie mithilfe der Metabolomik korrekt gruppieren.

Die Wissenschaftler suchten nach diagnostischen Stoffwechselbiomarkern, die ein detailliertes Bild über den Gesundheitszustand der Ratte liefern. Mithilfe eines „Schrotflinten-Ansatzes“ wie der Metabolomik könnten Wissenschaftler mithilfe der Massenspektrometrie Tausende von Markern wie Aminosäuren und Lipide messen. Dadurch konnten die Labore die acht Chemikalien in zwei Gruppen zu je drei und eine Gruppe zu je zwei Chemikalien einteilen.

Alle Ergebnisse wurden dann an die Europäische Chemikalienagentur übermittelt, die sie zusammenstellte, bevor die Ergebnisse dem gesamten Konsortium bekannt gegeben wurden. Die fünf Labore, deren Daten die Qualitätskontrolle bestanden haben, stellten alle dieselbe Gruppierung fest. Dies ist das erste Mal, dass sich die Verwendung der Metabolomik zur Gruppierung als reproduzierbare Methode erwiesen hat.

Katherine Santizo von Cefic-LRI erklärt: „Dies ist ein gewaltiger Schritt vorwärts zur Verbesserung des bestehenden Gruppierungs- und Analogienansatzes. Die Tatsache, dass fünf Labore aus verschiedenen Ländern alle die gleichen, korrekten Ergebnisse erzielten und dabei unterschiedliche Methoden und Instrumente verwendeten, ihre eigenen.“ Verfahren und statistische Analysen zeigen, dass die Metabolomik eine zuverlässige Methode ist.“

Dies sind gute Nachrichten für den Ausstieg aus Rattentests, da der Zweck der Gruppierung und Analogie darin besteht, die Anzahl der Chemikalien zu verringern, die an Ratten getestet werden müssen. Aufgrund des hohen Anteils der derzeit abgelehnten Chemikalien ist dies jedoch nicht immer der Fall.

Professor Viant erklärte: „Ratten sind überhaupt kein gutes Modell für Menschen und die Reproduzierbarkeit von Rattentests ist nicht besonders gut. Darüber hinaus sind für die Toxizitätstests für nur eine Chemikalie möglicherweise mehr als 1.000 Ratten erforderlich. Bei Zehntausenden von.“ Chemikalien, die in Europa getestet werden müssen, und obwohl nicht alle von ihnen das gleiche Maß an Tests erfordern, werden viele von ihnen am Ende an Ratten getestet. Selbst ohne ethische Überlegungen ist dies ein kostspieliger und langsamer Prozess. Durch die Herstellung der Wenn der Gruppierungs- und Analogienansatz durch den Einsatz von Metabolomics robuster wird, könnte die Zahl der getesteten Laborratten drastisch reduziert werden.“

Tomasz Sobanski, Teamleiter für alternative Methoden in der Abteilung „Computational Assessment and Alternative Methods“ der ECHA, sagte: „Die Notwendigkeit, die Zuverlässigkeit der Metabolomik nachzuweisen, wurde erstmals bei einem unserer Workshops im Jahr 2016 festgestellt. Wir sind von den Ergebnissen sehr beeindruckt.“ Forschung, und wir glauben, dass sie die Gruppierung und Analogie verbessern werden. Wir hoffen, dass Erkenntnisse aus dieser Forschung in neue Leitlinien für die chemische Industrie einfließen, damit kommerzielle Laboratorien diese Dienstleistungen umfassend anbieten können.

„Für mich persönlich ist dies ein Musterbeispiel dafür, wie regulatorische Herausforderungen durch Wissen, Wissenschaft und Zusammenarbeit angegangen werden können. Dieser Erfolg war möglich, weil die Regulierungsbehörden in der Lage waren, ihre Bedürfnisse klar zu kommunizieren, die wissenschaftliche Gemeinschaft darauf eingehen wollte und die Industrie dies tat.“ Ich bin bereit zu unterstützen. Ich glaube, dass uns diese Forschung letztendlich dabei helfen wird, die Gesundheit und die Umwelt besser zu schützen und gleichzeitig unnötige Tierversuche zu vermeiden.“