EFSA@EXPO im Rückblick: jenseits von Tierversuchen – neue Wege bei der Chemikalienbewertung
Die Sicherheitsbewertung chemischer Stoffe basiert traditionell auf experimentellen Tierversuchen. In der Gesellschaft stößt dieser Ansatz jedoch zunehmend auf Widerstand, und die Ergebnisse sind nicht immer zufriedenstellend. Die regulatorische Toxikologie hat begonnen, sich neuen Ansätzen der Gefahrenbeschreibung zuzuwenden, die in die behördliche Sicherheitsbewertung integriert werden könnten. Dahinter steht die Vision, die Art Untergliederung der Gattung, eine Gruppe eng verwandter und ähnlicher aussehender Organismen; z.B. steht im Falle des Homo sapiens (Mensch) der zweite Teil des Namens (sapiens) für die Art. und Weise, in der wir die Sicherheit chemischer Stoffe bewerten, grundlegend zu ändern, indem traditionelle Tierversuche durch eine prädiktive Toxikologie abgelöst werden, die auf einem umfassenden Verständnis darüber beruht, wie chemische Stoffe schädliche Wirkungen beim Menschen hervorrufen können.
Jenseits von Tierversuchen: die Grenzen der prädiktiven Toxikologie
Hauptredner Thomas Hartung von der John-Hopkins-Universität, nahm bei dem Thema kein Blatt vor den Mund: „Tierversuche sind nicht gut genug“, so Hartung. Dieses Standbein traditioneller toxikologischer Tests zu ergänzen und allmählich zu ersetzen wird nicht einfach sein; Prof. Hartung umriss jedoch einige der Herausforderungen und neuen Ansätze, die sich für die Gefahrenbewertung chemischer Stoffe abzuzeichnen beginnen.
Alternative und integrierte Teststrategien
Deutschland verfügt über eine der weltweit ersten Regulierungsbehörden für Alternativen zu Tierversuchen (ZEBET); ihr Leiter war bis vor kurzem Horst Spielmann von der Freien Universität Berlin, der sich mittlerweile im Ruhestand befindet. Ausgehend von seinen Erfahrungen in Wissenschaft, Forschung und Regulierungsfragen führte Prof. Spielmann aus, wie im Rahmen integrierter Teststrategien In vitro Forschungsmethode, bei der aus lebenden Organismen entnommene Zellen oder Gewebeproben untersucht werden.-Versuche (an Zellen oder Geweben, nicht ganzen Tieren) mit zuvor durchgeführten In vivo Forschungsmethode, bei der einzelne lebende Tiere oder Populationen von lebenden Tieren untersucht werden.-Tests (an Tieren oder Menschen) kombiniert werden können – ein Verfahren, dass bei der Regulierung von Kosmetika bereits Anwendung findet.
Verwaltung toxikologischer Kenntnisse, Informationen und Daten
Das Konzept der Adverse Outcome Pathways („Pfade zu unerwünschten Wirkungen“ – AOP) bietet einen Rahmen zur Ordnung unseres Wissens über die Wirkmechanismen von Verbindungen und hilft, Kausalzusammenhänge aus der Masse der verfügbaren Informationen herauszufiltern. Ellen Fritsche vom Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung in Deutschland stellte das AOP-Konzept als Beispiel für alternative Methoden zur Generierung von Toxizitätsdaten vor, die in einem regulatorischen Kontext Einsatz finden könnten.
Prädiktive Toxikologie: In-vitro-Daten und In-silico-Modelle
Die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission ist federführend bei den Bemühungen Europas, In-vivo-Tests zur Bewertung systemischer Toxizität nach wiederholter Gabe zu ersetzen. Das SEURAT Projekt, so erklärte Elisabet Berggren, zielt darauf ab, einen Rahmen zur Nutzung der Kenntnisse über toxikologische Wirkungsweisen zu schaffen, um zu beschreiben, wie eine gegebene Substanz die menschliche Gesundheit beeinträchtigen könnte, und dieses Wissen zu nutzen, um ergänzende theoretische, mathematische und experimentelle (In vitro-)Modelle für die Sicherheitsbewertung zu entwickeln.
Simulierung chemischer Effekte
Computersimulationen werden in großem Umfang zur Unterstützung menschlicher Experten bei der Bewertung chemischer Effekte eingesetzt, wie Emilio Benfenati vom italienischen Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri erklärte. Die Rechenleistung ermöglicht die Durchführung quantitativer Analysen von Struktur-Aktivitäts-Beziehungen, die mehrere Ansätze integrieren.
Eine toxikologische Verbindungsbibliothek
Wissenschaftliche Behörden in den USA arbeiten gemeinsam an der Entwicklung innovativer Ansätze zur Beschreibung von Toxizitätspfaden bei der Chemikalienprüfung. Raymond Tice vom US-amerikanischen National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) gab interessante Einblicke in das Tox21-Programm. Dieses nutzt eine umfangreiche toxikologische Verbindungsbibliothek als Informationsquelle zur Vorhersage der wahrscheinlichen Reaktion von Organismen im Falle einer Exposition Konzentration oder Menge eines bestimmten Stoffs, die von einem Menschen, einer Population oder einem Ökosystem mit einer bestimmten Häufigkeit über einen bestimmten Zeitraum hinweg aufgenommen wird. gegenüber einer Reihe von chemischen Stoffen, die überwiegend in Pestiziden verwendet werden. Presentation
„Lunge-auf-Chip“ zur Generierung einschlägiger Humandaten
Remi Villenave vom US-amerikanischen Unternehmen Emulate setzt die Organ-auf-Chip-Technologie ein, um Krankheitsmechanismen besser zu verstehen, Wirt-Erreger-Beziehungen zu erforschen und neue Therapeutika zu testen. Diese dreidimensionalen mikrofluidischen Zellchips reproduzieren lebendes Gewebe und werden bereits verwendet, um biologisches Verhalten zu simulieren und Daten für die Arzneimittelprüfung zu generieren.
Vielversprechende Entwicklungen und weiterer Forschungsbedarf
Die Referenten waren sich einig, dass bei 3D-Kulturen vielversprechende Fortschritte erzielt werden, dass jedoch der Grad der Standardisierung eingehend zu prüfen ist, um zusätzliche Unsicherheiten bei ihrer künftigen Nutzung zu vermeiden. Große institutionelle Datenbanken werden künftig die Verfügbarkeit von Daten verbessern und erweitern, während der Übergang zu alternativen Testmethoden schneller geschehen muss. Entscheidend ist, den Dialog und die Zusammenarbeit zwischen Regulierungsbehörden, Wissenschaft und Datenlieferanten (z.B. Unternehmen oder Labors) kontinuierlich weiter auszubauen.
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