p Continua a acontecer que sejam necessários dados de estudos em animais para avaliar a segurança de uma substância para o ser humano. Contudo, o Instituto Fraunhofer de Toxicologia e Medicina Experimental ITEM se uniu a 39 parceiros de 13 países em uma série de projetos, todos os quais têm um objetivo comum:realizar uma mudança de paradigma - longe da experimentação animal e em direção a uma compreensão mais profunda de como as substâncias químicas funcionam. p Na Alemanha, o número de animais de teste permaneceu praticamente o mesmo por vários anos. De acordo com o Ministério Federal da Alimentação e Agricultura da Alemanha (BMEL), um total de 2, 825, 066 animais foram usados ​​em experimentos com animais em 2018. Dra. Sylvia Escher, chefe do Departamento de Toxicologia In-silico da Fraunhofer ITEM em Hannover, está procurando desenvolver alternativas aos testes em animais. "Em nosso instituto, trabalhamos com vários grupos em novos conceitos para avaliação de risco químico, "explica a química. Os dois exemplos que ela nomeia são os projetos EXITOX e EU-ToxRisk. Ambos visam desenvolver estratégias de teste baseadas em linhas de células humanas e seções de órgãos, que se destinam a reduzir e, a longo prazo, substituir experimentos com animais.

p Uma alternativa melhor e mais conservadora

p O objetivo é desenvolver uma alternativa não apenas mais conservadora, mas também melhor. Em testes convencionais em animais, os cientistas observam o aparecimento de efeitos tóxicos, como inflamação ou alterações nos tecidos do órgão relevante, após a administração da substância em estudo. Em particular, procuram determinar se a exposição contínua a uma substância danifica o organismo ou se uma baixa concentração, como aquele absorvido diariamente do ar, permanece acrítico. "Em EU-ToxRisk e EXITOX, estamos investigando o modo de ação que leva ao efeito tóxico observado. E dado que estamos usando sistemas de teste em humanos em vez de testes em animais, esperamos muito que os resultados sejam mais relevantes para os humanos, "diz Escher, apontando os benefícios desta abordagem.

p Vários grupos de trabalho da Fraunhofer ITEM estão envolvidos em três dos nove estudos de caso conduzidos como parte do projeto EU-ToxRisk. Dra. Tanja Hansen, chefe do Grupo de Trabalho em Sistemas de Teste In-vitro, está atualmente investigando a toxicologia de compostos voláteis, usando dicetonas como exemplo. O representante mais conhecido deste grupo de substâncias é o diacetil, um composto químico encontrado naturalmente na manteiga. Uma versão produzida industrialmente é usada para dar um sabor de manteiga à pipoca, por exemplo.

p Simulações com tecido humano

p O que acontece quando as pessoas inalam diacetil? Isso pode causar danos aos pulmões? Para responder a essas perguntas, Escher e Hansen usam um aparelho que foi desenvolvido na Fraunhofer ITEM:o P.R.I.T. ExpoCube. Isso permite que simulem o efeito de substâncias voláteis nas células e nos tecidos.

p Para simular a situação no pulmão, os cientistas usam células epiteliais brônquicas humanas que são cultivadas em membranas na interface ar-líquido. O diacetil gasoso é passado sobre a superfície dessas células por meio do P.R.I.T. ExpoCube. Métodos bioquímicos são então empregados para examinar o efeito nas células. Após uma análise abrangente da expressão gênica, os pesquisadores podem identificar quais genes as células ativaram ou desativaram. Eles então usam esses dados para determinar quais vias de sinal foram ativadas dentro da célula. Essas podem ser vias de sinalização que levam à produção de substâncias mensageiras que causam inflamação.

p Na próxima etapa, a investigação avança para o nível do órgão. Aqui, pesquisadores usam seções de tecido vivo cultivadas de pulmões humanos, que possuem muitas funções do órgão real. Tal como acontece com as culturas de células, as seções de pulmão estão agora expostas a diacetil no P.R.I.T. ExpoCube e depois analisado.

p Para simular o comportamento de substâncias inaladas no corpo, os parceiros do projeto usam modelos de cálculo complexos conhecidos como "métodos in silico". Esses modelos auxiliados por computador são capazes de reproduzir com um alto grau de precisão como um organismo absorve, distribui e excreta uma substância inalada. "Em combinação, dados in vitro e in silico fornecem uma imagem mais precisa de como substâncias como o diacetil danificam os pulmões, "Escher explica.

p Usando dados de substâncias semelhantes

p Um primeiro passo para incorporar métodos alternativos na avaliação de risco é a abordagem comparativa. Se um novo produto químico for aprovado de acordo com este método, a primeira tarefa é procurar substâncias semelhantes para as quais já existam dados toxicológicos de testes em animais. Na abordagem de comparação, esses dados são então aplicados ao novo produto químico. “Essa abordagem já está em uso. Na prática, Contudo, ainda está sendo difícil demonstrar que dois produtos químicos são tão semelhantes que, de fato, têm a mesma toxicidade, "diz Escher." É por isso que as abordagens comparativas muitas vezes não são aceitas pelas autoridades reguladoras. "

p Nos estudos de caso, as equipes do projeto investigaram grupos de substâncias intimamente relacionadas e reuniram dados in vitro e in silico abrangentes. Com base nessas investigações, eles foram capazes de mostrar que os métodos alternativos são perfeitamente capazes de determinar a toxicidade de materiais estruturalmente relacionados.

p Consulta com autoridades regulatórias

p O projeto EU-ToxRisk envolve não apenas universidades, institutos de pesquisa e empresas, mas também autoridades regulatórias. Consultar de perto os toxicologistas que trabalham para os órgãos reguladores é vital para que essas novas estratégias de testes integrados tenham sucesso. Pois somente se as autoridades nacionais e da UE aprovarem esses processos recentemente desenvolvidos para avaliar a toxicidade é que os testes em animais podem ser substituídos.