Toxizitätstests im 21. Jahrhundert: Eine Vision und eine Strategie

Mit der Veröffentlichung des wegweisenden Berichts Toxizitätstests im 21. Jahrhundert: Eine Vision und eine Strategie hat die U.S. National Academy of Sciences im Jahr 2007 einen wesentlichen Wandel in der Durchführung von Toxizitätstests eingeleitet. Es wird eine höhere Effizienz bei Toxizitätstests und eine reduzierte Verwendung von Tieren angestrebt, indem von den derzeit kostspieligen und langwierigen in vivo-Tests mit qualitativen Endpunkten zu in vitro-Toxizitätsweg-Assays an menschlichen Zellen oder Zelllinien übergegangen wird, die Roboter-hochdurchsatz-Screening mit mechanistischen quantitativen Parametern nutzen. Die Risikobewertung in der exponierten menschlichen Bevölkerung würde sich darauf konzentrieren, signifikante Störungen in diesen Toxizitätswegen zu vermeiden. Computergestützte biophysikalische Modelle würden implementiert, um die Dosis-Wirkungs-Modelle von Störungen der Wegfunktion zu bestimmen. Die Extrapolation von in vitro-Ergebnissen auf in vivo Konzentrationen von menschlichem Blut und Gewebe würde auf pharmakokinetischen Modellen für die gegebene Expositionsbedingungen basieren. Diese Praxis würde die menschliche Relevanz von Testergebnissen erhöhen und mehrere Testsubstanzen abdecken, im Vergleich zu traditionellen toxikologischen Teststrategien. Da alle Werkzeuge, die zur Umsetzung der Vision notwendig sind, derzeit verfügbar oder in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium sind, sind die wichtigsten Voraussetzungen für die Erreichung dieses Paradigmenwechsels ein Engagement für Veränderung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, das durch eine umfassende Diskussion der Vision gefördert werden könnte, sowie die Beschaffung der notwendigen Ressourcen zur Verbesserung des aktuellen Wissens über Weg-Störungen und Weg-Assays bei Menschen und zur Implementierung von computergestützten biophysikalischen Modellen. Die Umsetzung dieser Strategien würde zu einem neuen Paradigma für Toxizitätstests führen, das fest auf der menschlichen Biologie basiert.