Crean una base de datos a partir de células humanas para reducir los ensayos de toxicidad con animales vivos
Existen miles de productos químicos a los que los seres humanos están expuestos y algunos de ellos pueden resultar tóxicos. Tradicionalmente las pruebas para determinar su toxicidad se han realizado utilizando animales vivos. Sin embargo, el proyecto Tox21 tiene como objetivo identificar, a través de pruebas in vitro, los posibles efectos toxicológicos de cualquier sustancia y reducir así el número de pruebas en animales.
El proyecto Tox21 nació en el año 2008 y ha sido desarrollado por diversas instituciones científicas de EEUU. La última ronda de análisis se inició el pasado mes de diciembre y los primeros resultados han sido recientemente publicados en la revista Nature Communications.
Los investigadores han analizado más de 10.000 sustancias químicas a través de 30 ensayos automatizados, utilizando células humanas. Entre las diferentes sustancias analizadas hay productos de consumo, aditivos alimentarios, productos de procesos industriales y medicamentos, tanto de uso humano, como veterinario.
“Cada compuesto ha sido sometido a un análisis químico completo para verificar su identidad y determinar su pureza, concentración y estabilidad”, aseguran los autores del estudio. El objetivo de la prueba es el de proporcionar resultados que permitan evaluar si estos productos químicos tienen el potencial afectar a la salud, tanto de seres humanos como de animales.
Ensayos automatizados
Cada ensayo evalúa la capacidad de los productos químicos para interactuar con las células, en particular con los mecanismos de señalización celular. Para hacer estos análisis se recurre a lo que se conoce como cribado de alto rendimiento (HTS, por sus siglas en inglés), una técnica que permite realizar ensayos masivos in vitro de forma robotizada, en los que se estudia la interacción de una célula con una sustancia química.
Sin embargo, estas técnicas solo indican que un cierto compuesto desencadena una determinada respuesta a nivel celular, con lo que es necesario valorar las sustancias en modelos más complejos para determinar si pueden o no resultar tóxicas para los seres humanos. Para ello, el siguiente paso es utilizar estos datos, junto con la información de la estructura química del compuesto, para construir modelos predictivos, de forma que se pueda precisar mejor qué compuestos deben ser analizados también in vivo.
Una vez realizados los modelos, los investigadores contrastaron sus resultados con los datos extraídos de pruebas con animales, tomados de la literatura científica, y concluyeron que su modelo es capaz de pronosticar la toxicidad química tanto en animales como en humanos.
Finalmente, lo que se obtiene es una colección organizada de datos, la mayor hasta la fecha, que indica cómo la exposición a una sustancia química puede desencadenar una serie de cambios biológicos en el cuerpo, ocasionando una enfermedad o una lesión en un individuo. Además, el proyecto espera aumentar su biblioteca de compuestos químicos para incluir hasta 80.000 sustancias que se liberan actualmente al medio ambiente.
Un estudio europeo también está centrado en el área de la evaluación toxicológica gracias a la introducción de una nueva prueba basada en células madre. El objetivo del proyecto, llamado SCR&TOX y financiado por la Unión Europea, es emplear líneas de células madre pluripotentes para desarrollar análisis toxicológicos in vitro.
El objetivo es reducir el uso de animales
Todos estos estudios se realizan con el objetivo de reducir los costosos ensayos con animales. Pese a que los científicos involucrados en Tox21 consideran que este tipo de ensayos siguen siendo necesarios, también reconocen en su estudio que “son caros y de bajo rendimiento” y que, además, “a menudo es difícil extrapolar a humanos los resultados de las pruebas debido a las diferencias entre especies”.
También en un reciente artículo publicado en Regulatory Toxicology and Pharmacology, un grupo de investigadores pertenecientes al Comité de Médicos por una Medicina Responsable ha asegurado que los nuevos estudios y las nuevas bases de datos, como la de Tox21, “pueden ayudar a identificar y entender los mecanismos subyacentes de la sustancias tóxicas”, así como “promover el desarrollo de nuevos enfoques que sirvan para utilizar menos animales o, incluso, no utilizarlos”.
