Les résultats récemment publiés d'une évaluation de 1065 substances chimiques et médicamenteuses à l'aide de la plateforme de dépistage devTOX quickPredict (devTOXqP) développée par Stemina Biomarker Discovery, Inc. ont démontré la capacité de la plateforme à prédire la toxicité sur le développement chez l'homme avec une grande précision à l'aide d'un test cellulaire. Dans un article révisé par des pairs publié dans Sciences toxicologiques, des scientifiques de l'Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis ont rapporté que le test devTOXqP de Stemina avait prédit le potentiel de toxicité pour le développement dans un ensemble aveugle de produits chimiques et de médicaments du programme ToxCast TM de l'agence avec une précision de 82%, où il y avait des preuves évidentes de toxicité chez l'homme ou dans les études animales. Les recherches de l'agence suggèrent que devTOXqP est un outil utile pour prédire les substances toxiques pour le développement chez l'homme et réduire le besoin de tests sur les animaux.
Grâce à cette recherche de l'EPA, le test devTOXqP a démontré son potentiel à détecter la toxicité pour le développement dans une grande variété de produits chimiques et de composés pharmaceutiques. En plus d'aider à atteindre l'objectif de l'EPA de réduire l'utilisation d'animaux dans les tests de produits chimiques, devTOXqP offre la seule plateforme disponible sur le marché spécifique à une espèce pour évaluer le potentiel d'un médicament ou d'un produit chimique à provoquer des malformations congénitales dans l'embryon humain en développement. Nous pensons que ce test s'intègre bien dans des initiatives mondiales telles que Tox21 et REACH qui cherchent à réduire et à affiner le nombre d'animaux utilisés pour les tests de toxicité. «
Elizabeth Donley, J.D., M.B.A., M.S., PDG de Stemina
Le potentiel des substances chimiques à provoquer une toxicité prénatale sur le développement est généralement évalué sur la base d'observations de malformations fœtales et de variations dans des études sur des rongeurs ou des lapins. De telles études sur les animaux sont coûteuses et gourmandes en ressources, et les résultats observés chez une espèce diffèrent souvent de ceux observés chez d'autres espèces ou de ceux qui pourraient être pertinents chez l'homme. Certaines des alternatives non expérimentales les plus prometteuses utilisent le potentiel d'auto-organisation des cellules souches embryonnaires pour récapituler les processus de développement qui peuvent être sensibles à l'exposition aux produits chimiques. Le test Stemina devTOXqP utilise des cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) ou des cellules souches pluripotentes induites par l'homme (iPSC) pour prédire la toxicité pour le développement en fonction des changements du métabolisme cellulaire suite à une exposition à un médicament ou à un produit chimique. L'iPSC est une cellule reprogrammée qui est capable de récapituler le développement dans tous les types de cellules comme les CSEh mais ne provient pas d'un embryon.
Dans l'étude EPA, 1065 produits chimiques ToxCast ont d'abord été sélectionnés en concentration unique pour les biomarqueurs ciblés, le rapport des acides aminés ornithine (ORN) à la cystine (CYSS), en réponse au composé testé. Parmi les produits chimiques sélectionnés, 17% ont été prédits par le test Stemina comme provoquant une toxicité pour le développement. Ces composés ont ensuite été testés à huit concentrations dans le test devTOXqP pour déterminer le niveau d'exposition auquel le composé était considéré comme toxique. Les performances du test ont atteint une précision de 82% avec une sensibilité de 67% et une spécificité de 84%. La sensibilité du test s'est améliorée lorsque des preuves de toxicité plus strictes ont été appliquées aux études animales. L'analyse statistique des résultats chimiques les plus puissants sur des cibles biochimiques spécifiques dans ToxCast a fourni des informations sur les fondements mécanistiques du point final ciblé de la plate-forme devTOXqP. Les chercheurs ont découvert qu'un déséquilibre Ornithine / Cystine était hautement prédictif du potentiel d'un produit chimique à perturber le développement d'un embryon ou d'un fœtus, à interrompre la grossesse ou à produire des malformations congénitales.
« La nature étendue de cette recherche aide à définir le domaine d'applicabilité du test – en d'autres termes, où fonctionne-t-il bien et où devra-t-il être associé à d'autres paramètres pour générer une meilleure compréhension du potentiel de causer des malformations congénitales « , a déclaré Jessica Palmer, MS, directrice associée de la toxicologie à Stemina. «Il ne s'agit que de la première étape de notre objectif à plus long terme consistant à nous éloigner de la dépendance aux tests sur les animaux pour prédire la réponse humaine et fournit une base pour la construction de systèmes de test intégrés axés sur les cellules humaines.»
Pour répondre aux préoccupations concernant les effets des médicaments et des produits chimiques sur notre santé, nous avons besoin de méthodes plus pertinentes pour l'homme pour évaluer la toxicité. Nous encourageons les organismes de réglementation et les entreprises à réfléchir à la manière dont le test devTOXqP peut améliorer la sécurité et aider à réduire les tests sur les animaux. «
Kristie Sullivan, M.P.H., vice-présidente des politiques de recherche au Comité des médecins pour une médecine responsable
La source:
Référence de la revue:
Zurlinden, T.J., et al. (2020) Profilage de la bibliothèque ToxCast avec un essai de biomarqueur basé sur une lignée de cellules souches pluripotentes humaines (H9) pour la toxicité pour le développement. Sciences toxicologiques. doi.org/10.1093/toxsci/kfaa014.
