Neue Strategien in der toxikologischen Risikobewertung: Beiträge zum Paradigmenwechsel in der Toxikologie

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Am Fraunhofer ITEM werden in verschiedenen Forschungsprojekten neue Strategien und Konzepte in der Sicherheitsbewertung von Chemikalien entwickelt. Hierbei stehen insbesondere humanrelevante, tierversuchsfreie Methoden wie In-vitro-Untersuchungen und computergestützte In-silico-Ansätze in Mittelpunkt.

Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Vermeidung von Tierversuchen in der Sicherheitsbewertung von Chemikalien ist die Verwendung von Daten innerhalb einer Gruppe »ähnlicher« Stoffe und die Verwendung eines sogenannten Read-Across. Dies wurde und wird am Fraunhofer ITEM in verschiedenen öffentlich geförderten Projekten untersucht (z. B. innerhalb von EU-Projekten wie DETECTIVE innerhalb des SEURAT-Clusters und EU-ToxRisk als neues Horizon-2020-Projekt).

Der Schwerpunkt des neuen Horizon-2020-Projekts EU-ToxRisk liegt auf systemischer Toxizität nach wiederholter Exposition, wobei speziell Leber-, Nieren-, Lungen- und Neurotoxizität untersucht werden. Ferner soll das mechanistische Verständnis der Entwicklungs- und Reproduktionstoxizität vertieft werden. Dafür werden vier verschiedene Arten von Fallstudien entwickelt, angefangen mit datenreichen Read-Across (RAX)-Gruppen. Das Fraunhofer ITEM ist an der Auswahl der RAX-Gruppen beteiligt und analysiert dazu In-vivo-Daten aus den Fraunhofer-Datenbanken RepDose (Toxizität nach wiederholter Exposition) und FeDTeX (Reproduktionstoxizität). Ferner wird das Institut einen Beitrag zu physiologisch basierten toxikokinetischen (PBTK) Modellen leisten, z. B. durch den Aufbau einer PBTK-Datenbank und In-vitro-Messungen. Außerdem werden Fraunhofer-Experten Daten aus humanen vitalen Leber- und Lungenschnitten (Precision-Cut Lung Slices, kurz PCLS) erheben. PCLS sollen als Brücke zwischen den zellulären In-vitro-Systemen und dem Organismus (In-vivo-Studien) fungieren. Letztendlich werden die Fraunhofer-Toxikologen die Integration »neuer« Daten, z. B. geeigneter Testbatterien, in einen pragmatischen, den gesetzlichen Richtlinien entsprechenden Risikobewertungsrahmen begleiten.

Weitere Ansätze zur Verbesserung der Strategien in der Risikobewertung liegen in der Ableitung von Zeitextrapolationsfaktoren und der Verbesserung des TTC-Konzeptes.