Prevedere la tossicità in modo completo
L'esposizione dei sistemi viventi a migliaia di sostanze chimiche ha spinto l'Europa ad adottare nuove regole contenute in REACH ("Registrazione, valutazione, autorizzazione e restrizione delle sostanze chimiche"). La tossicologia sta cambiando, invece dei normali test delle sostanze chimiche sugli animali, ci si sta spostando verso metodi in vitro e in silico. Poiché la tossicologia sta entrando in una nuova era, il progetto COMPTOX ("Multilevel modelling for predictive toxicology"), finanziato dall'UE, ha definito un nuovo paradigma per la valutazione della tossicità. I ricercatori hanno applicato la tossicologia computazionale per capire meglio i rischi di un gran numero di sostanze chimiche. COMPTOX ha inoltre compreso l'esigenza di dare la priorità ai test e all'acquisizione di conoscenze sul destino delle sostanze chimiche a partire dall'ambiente fino all'organismo. Gli scienziati si sono occupati principalmente di capire le dinamiche dei modelli farmacocinetici basati sulla fisiologia (PBPK) ampiamente usati nell'industria farmaceutica. Hanno applicato la teoria del sistema dinamico per fornire informazioni sulla meccanica e sui parametri che governano i cambiamenti in tutte le fasi dei modelli PBPK. La distribuzione e l'eliminazione di alcuni farmaci sono definite da una curva isteretica. In questi casi, il comportamento del sistema a lungo termine è determinato dal processo di eliminazione e caratterizzato dai parametri della cinetica di Michaelis Menten. I ricercatori hanno delineato il significato di questo per la controllabilità e le applicazioni di ingegneria inversa di modelli PBPK. COMPTOX ha inoltre sviluppato uno strumento di previsione per PBPK per valutare l'entità di bioaccumulo usando variabili come i dati del metabolismo del fegato, l'escrezione minima e l'esposizione costante. I risultati mostrano che l'eliminazione metabolica, le proprietà delle proteine del plasma di legarsi e l'escrezione renale sono i fattori principali che determinano il bioaccumulo nel corpo. I dati sull'eliminazione metabolica con linee di cellule competenti dal punto di vista metabolico e l'esame della capacità di legarsi delle proteine plasmatiche devono essere disponibili per ottenere risultati statisticamente significativi. REACH è applicata per proteggere gli esseri umani e l'ambiente dall'esposizione a sostanze chimiche e agli elementi di stress ambientale in Europa. Le attività di COMPTOX dovrebbero produrre un potente strumento di previsione tossicologica da usare nella ricerca, per prendere decisioni riguardo la salute pubblica e per fornire linee guide normative.
Parole chiave
Tossicità, previsione, regola, REACH, tossicologia computazionale, teoria del sistema dinamico, bioaccumulo, eliminazione metabolica
