Regulatorische Forschung in der Chemikaliensicherheit

Entwicklung und Weiterentwicklung von Bewertungsstrategien für die Risikobewertung von Chemikalien

Unsere Herangehensweise

Mit eigenen Forschungsprojekten tragen wir zu neuen Bewertungsstrategien bei, die die Methoden der Risikobewertung verbessern und weiterentwickeln, um letztlich die Anzahl der notwendigen Studien, insbesondere Tierstudien, zu minimieren.

Beispiele hierfür sind die Aufklärung von Struktur­-Wirkungsbeziehungen ((Q)SAR), Gruppierungsansätze wie Read-Across, der Aufbau von Datenbanken und die Weitentwicklung des TTC-Konzepts.

Unsere Leistungen

Datenlückenanalyse und Literaturrecherche: Welche Daten sind vorhanden? Welche Studien sind notwendig? Sind Informationen zu dem Stoff öffentlich verfügbar? Besondere Erfahrungen bestehen bei der Bearbeitung von Stoffkategorien und beim Read-Across.

Ihre Vorteile

  • Wir analysieren Ihre Daten auf mögliche Lücken und schließen diese mittels Struktur-Wirkungsbeziehungen ((Q)SAR-Modelle), Read-Across oder Waiving; falls notwendig entwickeln wir eine optimierte Teststrategie.
  • Wir verfügen über institutseigene toxikologische Datenbanken (RepDose, FeDTex, PaFTox) und können diese für Ihr Problem spezifisch anpassen und auch andere öffentliche Datenbanken abfragen.

Konzepte und wissenschaftliche Grundlagen zur Risikobewertung

Weiterentwicklung des TTC-Konzepts, Ableitung eines TTC für Inhalation, Ableitung von Extrapolationsfaktoren, Konzepte für die Gruppierung von (Nano-)Partikeln

Unsere Leistungen im Überblick

  • Weiterentwicklung von Bewertungsmethoden: Entwicklung einer integrierten Prüfstrategie im Rahmen von OSIRIS (EU FP6) für den Endpunkt Toxizität nach wiederholter Verabreichung, Überprüfung der Vorhersagbarkeit von In-vitro-/In-silico-Screening-Methoden im Rahmen von ChemScreen (EU FP7)
  • Wissenschaftliche Grundlagen der Risikobewertung: Weiterentwicklung des TTC-Konzepts, Ableitung eines TTC für Inhalation, Ableitung von Extrapolationsfaktoren, Konzepte für die Gruppierung von (Nano-)Partikeln
  • Exposition: Entwicklung und Validierung von Modellen und Szenarien, Risikominimierungsmaßnahmen, Entwicklung von Messmethoden
  • Toxikologische Datenbanken: Wir erstellen und werten Datenbanken aus, z. B. zur wiederholten Verabreichung (RepDose) und Reproduktions- und Entwicklungstoxizität (FeDTex) sowie für Inhalationsstudien mit Nanopartikeln (PaFTox); für Datenbanken entwickeln wir auch Ontologien zur einheitlichen Beschreibung der Effekte
  • (Q)SAR und Untersuchungen strukturell verwandter Stoffe: Modelle zur qualitativen oder quantitativen Struktur-Wirkungs-Beziehung, Untersuchungen strukturell verwandter Stoffe (Gruppierung oder Analogie), Entwicklung und Bewertung von Substanzkategorien mit Hilfe eigener oder externer Datenbanken (z. B. OECD toolbox)
  • Gutachten: In Form von Gutachten dokumentieren wir die (öko-)toxikologischen Eigenschaften von Stoffen und bewerten das Risiko für Mensch und Umwelt, z. B. bei Kontaminationen oder Rückständen in Produkten und Lebensmitteln

Toxikologische Datenbanken

Erstellung und Auswertung von Datenbanken z. B. zur wiederholten Verabreichung (RepDose) und Reproduktions- und Entwicklungstoxizität (FeDTex)

Im Rahmen der internationalen Standardisierung von Nomenklatur und diagnostischen Kriterien etabliert ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Fraunhofer ITEM verschiedene Datenbanken für die Toxikologie. Wir verfügen über langjährige Erfahrung im Design, der Entwicklung und dem Betrieb von Datenbanken und elektronischen Informationssystemen für die Toxikologie und toxikologische Pathologie.

Für die Datenbanken goRENI und DevTox werden in Zusammenarbeit mit der Abteilung Pathologie bzw. der Arbeitsgruppe Reproduktionstoxikologie des Fraunhofer ITEM sowie mit zahlreichen nationalen und internationalen Gesellschaften und Organisationen alle notwendigen technischen Unterstützungen geleistet.

Die Datenbanken zur wiederholten Verabreichung (RepDose) und Reproduktionstoxikologie (FeDTex) werden zur Erarbeitung von Bewertungskonzepten in der Risikobewertung sowie von Strukturwirkungsbeziehungen (Quantitative Structure Activity Relationship (Q)SAR) eingesetzt.

 

Methoden und Expertise

  • Design und Entwicklung von Datenbanken
  • Technische Unterstützung bei der internationalen Harmonisierung von Nomenklatur und diagnostischen Kriterien für die toxikologische Pathologie
  • Software-Entwicklung
  • Statistische Analysen
  • Entwicklung von Informationssystemen als Stand-alone-Lösungen oder für das Internet
  • Bildanalyse: Methodenentwicklung zur quantitativen Auswertung von Zellproliferationsuntersuchungen

Unsere Datenbanken

RITA (Registry of Industrial Toxicology Animal-data):

Diese Datenbank dient der Speicherung und Auswertung histopathologischer Diagnosen von Tumoren und anderen proliferativen Veränderungen bei Ratten und Mäusen aus Kontrollgruppen. Seit 1988 wird sie in Zusammenarbeit mit der Abteilung Pathologie am Fraunhofer ITEM und mit führenden Unternehmen der europäischen und nordamerikanischen Pharma- und Chemieindustrie betrieben.
Weitere Informationen: http://reni.item.fraunhofer.de/reni/public/rita/

Ziel dieses RITA-assoziierten Projekts ist es, zusammen mit Unternehmen der europäischen Pharma- und Chemieindustrie standardisierte Verfahren für Zellproliferationsuntersuchungen zu entwickeln.
Weitere Informationen: http://reni.item.fraunhofer.de/reni/public/cepa/

Das Internet-Informationssystem goRENI für die toxikologische Pathologie stellt die international standardisierte Nomenklatur, diagnostische Kriterien sowie Bilder proliferativer Veränderungen bei Ratten und Mäusen zur Verfügung. In einer Zusammenarbeit der vier weltweit größten Gesellschaften für toxikologische Pathologie (INHAND - International Harmonization of Nomenclature and Diagnostic Criteria) wird es um nicht-proliferative Veränderungen erweitert.
Weitere Informationen: www.goreni.org

Im Rahmen dieses Projekts wird eine Datenbank zur Speicherung und Auswertung von Informationen aus reproduktionstoxikologischen Studien entwickelt. Die vorgeschlagene harmonisierte Nomenklatur für externe, skelettale und viszerale Anomalien bei Labortieren steht mit mehr als 1 000 Abbildungen im Internet zur Verfügung.
Weitere Informationen: www.devtox.org

FeDTex ist eine Datenbank für die Reproduktionstoxikologie, deren Fokus auf Multigenerationsstudien liegt. Es werden beeinflusste Parameter und Effekte nach Entwicklungsstadium, Geschlecht und Generation dokumentiert. Die Datenbank ermöglicht z. B. die Entwicklung von Struktur-Wirkungsbeziehungen.

RepDose ist eine relationale Datenbank zur Toxizität nach wiederholter Verabreichung und enthält Daten zu sub-akuten bis chronischen Studien. Die Datenbank enthält zur Zeit Informationen zu 655 Chemikalien mit über 2280 öffentlich verfügbaren Studien in Ratten und Mäusen. Die Datenbank wurde vom Fraunhofer ITEM im Rahmen eines CEFIC-LRI Projektes entwickelt und wird kontinuierlich erweitert und gewartet. Inhalt und Struktur der Datenbank liefern die Basis für die Ableitung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen für die Toxizität nach wiederholter Verabreichung. Darüber hinaus stellt RepDose ein wertvolles Werkzeug für verbesserte Strategien der Risikobewertung dar.
Weitere Informationen: www.fraunhofer-repdose.de

Teststrategien und Struktur-Wirkungsbeziehungen

Modelle zur qualitativen oder quantitativen Struktur-Wirkungsbeziehung, Untersuchungen strukturell verwandter Stoffe, Entwicklung und Bewertung von Substanzkategorien

Es besteht heute Bedarf an alternativen Testmethoden, um die Anzahl der notwendigen Tierversuche, zum Beispiel unter REACH, zu verringern. Unsere Arbeitsgruppe QSAR/Neue Methodiken zur Risikobewertung beteiligt sich an mehreren Projekten, in denen Strategien für die Bewertung von Risiken für den Menschen entwickelt werden. Die Projekte laufen innerhalb der Europäischen Rahmenprogramme 6 und 7 und im Auftrag der chemischen Industrie. In diesem Zusammenhang wurden zwei Datenbanken – RepDose und FeDTex – entwickelt, um die Toxizität nach wiederholter Verabreichung und die Reproduktionstoxizität zu erfassen.

RepDose – „Repeated-Dose Toxicity“:
RepDose, eine von der Cefic LRI finanziell unterstützte Datenbank, enthält von Experten begutachtete und vertrauliche Toxizitätsstudien an Ratten zur wiederholten Verabreichung von Substanzen mit subakuter bis chronischer Expositionsdauer. Diese Datenbank wird ständig erweitert und enthält zurzeit ca. 650 Chemikalien und 2500 Studien. Die Datenbank ist im Internet zu finden unter: www.fraunhofer-repdose.de.

FeDTex – Reproduktions- und Entwicklungstoxizität:
FeDTex ist eine Datenbank zur Reproduktionstoxizität mit Schwerpunkt Ein- und Zwei-Generationsstudien. Parameter und Wirkungen in Bezug auf mütterliche Toxizität, Reproduktionsleistung und Entwicklungstoxizität werden nach betroffener Generation, Entwicklungsstadium und Geschlecht dokumentiert. Die Datenbank kann sowohl für Risikobewertungen als auch für Struktur-Wirkungs-Analysen herangezogen werden.

 

Unsere Leistungen 

  • Entwicklung und Bewertung von Substanzkategorien
  • Chemikalienbewertung durch Read-Across und/oder Struktur-Wirkungs-Beziehungen
  • Entwicklung von Methodiken zur Risikobewertung, z. B. TTC und Extrapolationsfaktoren
  • Analyse von Wirkungsmechanismen
  • Entwicklung von Datenbanken zu toxikologischen Endpunkten

Alle Dienstleistungen sind auch mit kundenspezifischen Datensätzen durchführbar (vorhandene Datenbanken, Literaturrecherchen, vertrauliche Daten).

Ausgewählte Projekte

ExITox – Explain Inhalation Toxicity

Entwicklung einer integrierten Prüfstrategie zur Vorhersage der Toxizität nach wiederholter inhalativer Exposition: ein Machbarkeitsnachweis.

EU-ToxRisk

Toxikologische Risikobewertung: Europas Flaggschiff für eine auf dem Wirkmechanismus basierende, tierversuchsfreie Sicherheitsbewertung für das 21. Jahrhundert

ChemScreen

Chemikalien- und In-vitro-/In-silico-Screening-System zur Vorhersage von Auswirkungen auf den Menschen und die Umwelt (EU FP7).

Kooperation US EPA & TNO

Zusammenarbeit mit der US EPA (ToxRef-Datenbank) und mit TNO, der niederländischen Organisation für Angewandte Wissenschaftliche Forschung (Toxbase-Datenbank).

TTC-Konzept

Ermittlung des „threshold of toxicological concern“ (TTC-Konzept) unter Verwendung der RepDose-Datenbank. Verfeinerung der oralen Grenzwerte und des Entscheidungsbaums nach Cramer und Ableitung des TTC für inhalative Exposition.

Industrieverband ERASM

Analyse von Extrapolationsfaktoren für die Route-to-Route-, Interspezies- und zeitliche Extrapolation im Auftrag des Industrieverbandes ERASM mit besonderem Schwerpunkt oberflächenaktive Stoffe.

Substanzkategorien

Bearbeitung von Substanzkategorien mit finanzieller Unterstützung durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Entwicklung einer Strategie zur Ableitung neuer Kategorien für die Risikobewertung auf der Grundlage des toxikologischen Profils und/oder der Strukturmerkmale von Substanzen.

Ihre Ansprechpartnerin für regulatorische Forschung in der Chemikaliensicherheit

Sylvia Escher

Contact Press / Media

Dr. Sylvia Escher

Abteilungsleiterin für In-silico-Toxikologie

Telefon +49 511 5350-330