Токсикология в 21 веке

Объединение Усилий по Обеспечению Химической Безопасности Будущего

Регуляторная токсикология переживает существенные изменения, которые уже начинают сказываться на скорости и качестве принятия решений об обороте токсичных химикатов в мире. В ближайшие годы регуляторная токсикология перейдет на принципиально новые подходы и протоколы тестирования токсичности, что ознаменует новую эру в химической безопасности человечества. Будет ли этот переход означать существенный скачок в улучшении химической среды жизни, или нет, нам еще предстоит понять. Однако очевидно, что чем раньше в процесс трансформации регуляторной токсикологии включатся эксперты из различных областей деятельности, и граждане, которым небезразличны вопросы загрязнения окружающей среды, здоровья людей и дикой природы, тем выше вероятность того, что в процессе перехода на новую платформу будут учтены все мнения и требования, необходимые для всестороннего улучшения химически безопасной окружающей среды.

 

НКО «Эко-Согласие» совместно с Департаментом Наук о Здоровье и Окружающей Среде Университета Штата Массачусеттс получило поддержку от Программы российско-американского партнерского диалога на организацию обмена информационными материалами с целью широкого обсуждения происходящих изменений в токсикологии. Материалы этого проекта будут выкладываться на сайтах «Эко-Согласие» и сайте, посвященном стойким органическим загрязнителям и химическим веществам, нарушающим работу эндокринной системы POPs-EDC.ru — раздел «Токсикология в 21 веке». Также обмен информацией будет происходить через группу “Токсикология в 21 веке” на сайте Профессионалы.ru и через семинар, который пройдет в Москве (сроки будут сообщены позже). Если Вы заинтересованы в участии в семинаре, пожалуйста, сообщите о Вашем интересе руководителю проекта Александру Суворову по адресу: asuvorov@umass.edu. Ниже мы приводим краткое описание того явления трансформации регуляторной токсикологии, которое находится в фокусе нашего проекта.

 

Неудовлетворительное состояние регуляторной токсикологии сегодня

 

Сегодня принятие решений о токсических веществах основывается на данных, полученных в результате экспериментов с лабораторными животными. Эти методы были разработаны около 50 лет назад и с тех пор практически не менялись, несмотря на то, что последние десятилетия отмечены революционными преобразованиями медико-биологической науки. Отставание в методологии тестирования токсичности приводит к сниженной способности организаций, ответственных за принятие решений о регулировании оборота токсинов во всем мире, обеспечивать химическую безопасность населения.

Недостатки традиционных методов включают среди прочего:

  • очень высокую стоимость (несколько миллионов долларов для тестирования токсичности одного вещества),
  • огромные трудозатраты и длительность тестирования,
  • этические проблемы, вызванные необходимостью использования тысяч лабораторных животных,
  • низкую способность предсказывать токсические эффекты у людей,
  • слабую возможность использования имеющихся данных для предсказания токсических свойств новых веществ,
  • низкую чувствительность методов, приводящую к их неспособности регистрировать слабые эффекты, отложенные эффекты, эффекты низких доз, эффекты на разных возрастных группах и т.д.

Отсутствие понимания механизмов токсичности не позволяет эффективно разрабатывать превентивные и защитные мероприятия. Описанные недостатки приводят к тому, что для тысяч веществ данные о токсичности просто отсутствуют, а для тысяч других эти данные имеют сравнительно низкое качество. Обобщая можно сказать, что регуляторная токсикология находится в определенном кризисе и необходимы существенные изменения в этой области, чтобы привести её в соответствие современным требованиям общества.

 

Реформирование регуляторной токсикологии

 Движение в сторону кардинального преобразования регуляторной токсикологии началось с опубликования стратегического документа группой ведущих мировых экспертов в 2007 году (Тестирование токсичности в 21 веке: общее видение и стратегия развития), а на сегодняшний день приняло массовый характер в развитых странах странах. Это движение охватывает ученых, специалистов по оценке рисков, государственные институты, программы финансирования науки и образования и уже привело к значительному сдвигу в разработке новой парадигмы тестирования токсичности. Новые методы и стандарты еще не стали основой принятия решений о регулировании оборота токсинов, но значительные изменения в токсикологии навсегда меняют всю область деятельности по обеспечению химической безопасности человечества и окружающей среды. Если попытаться упрощенно описать — как должна выглядеть регуляторная токсикология будущего, то тестирование токсичности химических веществ будет происходить примерно следующим образом:

 

  1. На первом этапе — токсичность химических веществ будет предсказываться с помощью компьютерных моделей, базирующихся на знании соответствия химической структуры вещества его токсическим свойствам.
  1. На втором этапе — вещества с предсказанной токсичностью будут тестироваться на сотнях тестов, построенных. в основном, на человеческих клеточных культурах. Каждый конкретный тест будет отвечать на вопрос, нарушает ли данное вещество работу одного конкретного клеточного механизма. Эти тесты будут быстрыми, дешевыми, будут иметь огромную пропускную способность и будут выполняться с помощью роботизированного оборудования.
  1. Вещества, показавшие токсичность в культурах клеток, будут далее тестироваться с помощью одного или всех ниже перечисленных подходов, чтобы понять их способность нарушать работу всего многоклеточного организма: а) будут использованы компьютерные модели, которые позволят предсказать поведение вещества в организме (абсорбцию, распределение, метаболизм и выведение); б) если необходимо, будут использованы маленькие целевые эксперименты на лабораторных животных, в) будут использованы модели многоклеточных организмов, состоящие из 3х-мерных комбинаций различных культур клеток.
  1. Постоянный мониторинг человеческих экспозиций загрязнителями окружающей среды позволит а) определить приоритетные вещества для тестирования, и б) понять экспонируются ли люди такими дозами, которые способны привести к нарушениям функционирования организма.
  1. Сопоставление данных по экспозициям с данными о токсичности послужит основой для оценки рисков и принятии решений о регулировании оборота веществ.

Более подробно узнать о реформе токсикологии можно из ключевого документа «Тестирование токсичности в 21 веке: общее видение и стратегия развития». Также вводная информация о состоянии реформы токсикологии может быть получена из лекции д.б.н А.Н.Суворова.

Что уже сделано?

Ответить на этот вопрос почти невозможно, так как переход на новую парадигму происходит на наших глазах массово в большинстве развитых стран и объединяет усилия тысяч ученых — токсикологов, биоинформатиков, специалистов по компьютерному моделированию и др., а также множества государственных институтов, академических лабораторий, частных компаний и общественных организаций. С момента провозглашения реформы токсикологии прошло десять лет. За этот период были разработаны сотни новых методов и подходов, и многие государственные институты шаг за шагом переводят регуляторную токсикологию на новые рельсы, хотя ни один институт пока не перешел на новую платформу полностью. Основные достижения в процессе реформирования токсикологии были описаны в обзорной публикации, опубликованной в 2017 году (Наука 21-го века: вклад в оценку токсикологических рисков). Отдельные главы этой публикации переведены на русский язык и доступны читателям нашего сайта: глава 2 посвящена современным достижениям науки об экспозиции; глава 3 —  методам оценки токсичности; глава 4 — эпидемиологическим исследованиям влияния загрязнителей окружающей среды на здоровье человека; глава 5 — применению новых подходов в процедурах оценки риска; и Приложение Б описывает практические примеры иcпользования новых подходов.

Где можно еще прочитать о реформе токсикологии?

Программа Агентства по Охране Окружающей Среды США по разработке новых методов и подходов к быстрому и надежному тестированию токсичности.

Европейская программа по реформированию токсикологии.

Национальная программа США по реформированию токсикологии.

Сайт компании, разрабатывающей коммерческие тесты для тестирования токсичности на основе компьютерного моделирования и тестов ин витро.

Партнерство, занимающееся продвижением новых подходов в токсикологии. Содержит образовательные видео и ссылки на другие образовательные материалы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *