InnoSysTox - Verbund: Risk-IT - Integration mechanistischer Endpunkte und quantitativer in vitro-in vivo Extrapolation (QIVIVE) für die toxikologische Risikobewertung - TP A

Risk-IT integriert Expertenwissen aus vorangegangen systemtoxikologischen Projekten mit innovativen in vitro Technologien (High Content Screening, Metabolomics) und reversem Physiologie-basiertem pharmakokinetischen (PBPK) Modelling, um den noch ungedeckten Bedarf an tierversuchsfreien Ansätzen zur Vorhersage systemischer Toxizität zu adressieren. Mit dem Fokus auf der Niere als ein wichtiges, exemplarisches Zielorgan für toxische Wirkungen von Fremdstoffen zielt Risk-IT darauf ab, einen Nachweis der Machbarkeit (Proof-of-Concept) für die erfolgreiche Integration neuer Mechanismus-basierter in vitro Methoden und toxikokinetischer Modellierung in eine mehrstufige, für regulatorische Entscheidungen geeignete Testsstrategie zu erbringen. Durch die Entwicklung neuer in vitro Assays mit hoher Prädiktivität für nephrotoxische Wirkungen von Chemikalien und Arzneistoffen nimmt Risk-IT unmittelbar Einfluss auf das 3R-Prinzip (replace, reduce, refine, auf deutsch vermeiden, verringern, verbessern). Entsprechend dem "Adverse Outcome Pathway" (AOP) Konzept der OECD werden basierend auf systemtoxikologischen Daten Schlüsselereignisse, die zu Nephrotoxizität führen, identifiziert und als Basis für die Entwicklung neuer, zellbasierter High-throughput Screening (HTS) Assays in humanen Nierenzellen herangezogen. Die entwickelten Assays werden gemeinsam mit einem offenen, LC-MS basierten in vitro Metabolomics Ansatz genutzt, um für einige gut-charakterisierte nephrotoxische Verbindungen Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen aufzustellen und jeweils die höchste Konzentration ohne Wirkung (no-observed-effect concentration, NOEC) abzuleiten. Durch quantitative in vitro-in vivo Extrapolation wird eine der NOEC entsprechende orale Dosis als Ausgangspunkt für die Risikobewertung ermittelt. Die basierend auf in vitro Daten erhobene Risikobewertung wird mit konventionellen Methoden verglichen, um einen Machbarkeitsnachweis zu erbringen und mögliche Stärken und Schwächen aufzuzeigen.