Nová platforma pro modelování a předpovídání toxicity chemikálií a toho, co se s nimi děje uvnitř lidí a zvířat, představuje důležitý milník na cestě k budoucnosti s menším nebo žádným testováním na zvířatech v oblasti bezpečnosti potravin. Historicky se hodnocení bezpečnosti chemických látek v potravinách a krmivech (stejně jako u léků, spotřebních výrobků, průmyslových a jiných chemikálií) opíralo o důkazy z pokusů na zvířatech.
Tato základní praxe při hodnocení rizik plynoucích z chemických látek celkově zajišťuje bezpečnost našich potravin již od 50. let 20. století. Společnost a vědci však tuto praxi stále více zpochybňují, a to z etických i vědeckých důvodů. Všichni chceme snížit utrpení zvířat – v posledních letech bylo dosaženo zlepšení díky podpoře tří R – nahradit, omezit a zdokonalit testování na zvířatech. Realitou se také stává používání alternativních nástrojů k vytváření reprezentativnějších informací o toxikokinetice (TK) (jak tělo hospodaří s chemikáliemi) a toxicitě/toxikodynamice (TD) (co chemické látky s tělem dělají).
Vědci z EFSA a několik předních evropských výzkumných organizací se spojili, aby vytvořili „TKPlate“. Jedná se o online platformu, která nabízí prostor a sadu nástrojů pro vědce a regulační orgány k modelování a předpovídání vlastností TK a TD. Tuto práci vedou dva starší vědci z EFSA – toxikolog Jean-Lou Dorne a statistik/modelář Jose Cortiñas Abrahantes.Jean-Lou: „Myšlenka TKPlate začala v roce 2014 vědeckou zprávou o alternativních metodách k testování na zvířatech, které by mohli používat odborníci EFSA. Zpráva navrhla vývoj řady modelů TK a TD. Toxikokinetika nám říká, jak tělo chemickou látku absorbuje, distribuuje, metabolizuje a vylučuje. Toxikodynamika zkoumá toxické účinky na molekuly, buňky, tkáně, orgány nebo celý organismus. Jose: „V letech 2015 až 2020 EFSA vyvinul tyto modely TK a vytvořil mnoho případových studií pro řadu druhů relevantních pro práci úřadu EFSA: lidi, testovací zvířata, jako jsou krysy a myši, hospodářská zvířata a další druhy, které hrají roli v potravinách a krmná, jako jsou žížaly. S akademickými partnery a národními agenturami jsme uzavřeli smlouvy o důležitých částech práce, která vyústila v několik úspěšných doktorátů mladých vědců.“
Jean-Lou: "Pokud víme, tato platforma je jedinečná v oblasti bezpečnosti potravin a krmiv." „Umožňuje hodnotitelům rizik a dalším osobám zapojeným do toxikologie modelovat procesy TK a TD u všech druhů zahrnutých do platformy. V podstatě vyberete druh, chemikálii nebo skupinu chemikálií, zadáte parametry, jako je typ expozice, a poté spustíte modely kliknutím. „Vypočítává koncentrace chemikálií v těle z příjmu (TK) a předpovídá účinky (TD), které mohou způsobit. Tyto výsledky mohou přímo nahradit údaje na zvířatech a snížit tak potřebu nových experimentů. Funguje i v opačném směru; můžeme odhadnout expozici, pokud existují údaje, jako jsou koncentrace v krvi nebo moči. Má mnohem více funkcí včetně modelování TK-TD a nástroje pro hodnocení rizik chemických směsí. „Na konci získáte automatizovanou zprávu, která poskytuje podrobnosti o všech vstupech a výstupech, datech a grafech. To může jít přímo do vědeckého hodnocení jako součást základny důkazů.“
TKplate je víc než jen modely, ale jsou důležitou součástí toho, co platforma nabízí. Jose: „Typy modelů v TKPlate jsou složité na vývoj, protože odrážejí koncepční rámec o tom, jak látka interaguje s organismem. Všechny modely jsou samozřejmě zjednodušením reality, takže výzva spočívá ve snaze zachytit proces co nejpřesněji, snížit složitost, aby bylo dosaženo něčeho zobecnitelného. „Pokoušet se napodobit celý proces v organismu není realistické, takže výzvou je zvážit, které komponenty zachovat, aby byly co nejodolnější, pokud jsou naše předpoklady nepřesné nebo chybné. „Dobře vyvinuté modely, jako jsou tyto, včetně testování a ověřování, trvá nejméně rok, než se vyvinou, v závislosti na složitosti organismu a všech komponent, které chcete zahrnout. Je to obrovské úsilí a výzkumníci, kteří je vytvořili, si zaslouží naše poděkování. Kromě modelů vyrobených v letech 2015 až 2020 se dnes stále vyvíjejí další.“
Nástroje jako TKPlate se nyní stávají životaschopnými a zaměřuje se na jejich spolehlivost jako zdroje důkazů. Jean-Lou: „Stejně jako všechny vědecké informace mají předpovědi poskytované těmito modely variabilitu a nejistotu v závislosti na údajích dostupných pro daný druh a chemikálii, kterou testujete. Ty jsou transparentně hlášeny v řadě případových studií pomocí mezinárodní standardy pro posouzení spolehlivosti každého modelu. Jose: „Veškeré modelovací práce, které jsme zadali externě, vyžadovaly rozsáhlé ladění, testování a ověřování s využitím nejen existujících experimentálních dat na zvířatech, ale také dodatečných laboratorních dat generovaných dodavateli. Případové studie testovaly výsledky modelu v různých kontextech a pro různé druhy a přinesly výsledky, které jsou v souladu s našimi očekáváními. V důsledku toho jsme si jisti spolehlivostí a robustností modelů.“
Integrace modelů TK do uživatelsky přívětivého rozhraní – platformy, která byla spuštěna – je důležitým krokem k implementaci jejich použití při hodnocení chemických rizik v EFSA i mimo něj. Carlos Gonçalo das Neves je hlavní vědecký pracovník úřadu EFSA a zanícený propagátor vývoje metodologií nového přístupu (NAM), jako je TKPlate. Carlos: „Potenciál TKPlate a dalších podobných nástrojů NAM je ohromující. Některé softwarové NAM se již v EFSA používají a hrají stále větší roli v některých našich hodnoceních rizik. „TKPlate se zatím nepoužívá v hodnoceních úřadu EFSA, ale zkoumáme aplikace jeho modelů, abychom optimalizovali platformu a upřednostnili školení našich zaměstnanců a odborníků v celé Evropě. To podpoří jeho použití při hodnocení rizik vědeckými panely EFSA, doufejme, že v blízké budoucnosti. A samozřejmě můžeme a chceme tuto podporu rozšířit i na další agentury EU a vnitrostátní orgány. „Jsme na vrcholu nové éry v hodnocení chemických rizik, která přinese nejen vítané snížení potřeby testování na zvířatech, které naši občané tolik žádají, ale také další zlepšení kvality a relevance údajů používaných v našem hodnocení. Opravdu doufám, že TKPlate bude v tomto směru představovat velký krok vpřed. „Vědecké poradní orgány, jako je EFSA, se seřazují, aby společně s NAM poskytovaly hodnocení rizik. Je důležité, aby regulační orgány a společnost byli ujištěni, že všechny výstupy pro podporu rozhodování jsou založeny na spolehlivých vědeckých poznatcích. Jsme přesvědčeni, že TKPlate udělá svou práci.”
EFSA Press*
