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  • Foto del escritorSilvia Wikinski

Una herramienta computacional que reduce el uso de animales: la (Q)SAR Toolbox

Sobre la base de que los efectos tóxicos de una sustancia son consecuencia de la interacción entre sus grupos funcionales y moléculas del organismo vivo, la OCDE viene desarrollando una herramienta de libre acceso, la (Q)SAR Tollbox. La (Q)SAR Toolbox sistematiza el conocimiento disponible acerca de los riesgos asociados a distintas sustancias químicas. En esta nota presentamos muy brevemente este recurso, que suma a los métodos in vitro los métodos computacionales o in silico para la predicción del efecto dañino de los compuestos.


El amplio movimiento que propone refinar. reducir y reemplazar el uso de animales para la investigación toxicológica lleva varias décadas de desarrollo y ha rendido sus frutos: decenas de métodos in vitro validados para la evaluación de distintos parámetros de toxicidad, todos ellos aceptados por organismos regulatorios.

En este boletín hemos repasado algunos de los métodos in vitro disponibles para anticipar la irritación y corrosión ocular o la sensibilización dérmica. En esta ocasión vamos a introducir un abordaje distinto y complementario que lleva también varias décadas de desarrollo: la evaluación in silico formalizada a través del sistema (Q)SAR (Quantitative-Structure Activity Relationship o Relación Cuantitativa Estructura-Actividad).

La premisa principal del sistema (Q)SAR consiste en que las propiedades (dañinas o beneficiosas) de las sustancias están implícitas en su estructura química. Pero ¿cómo aplicamos esta premisa para predecir efectos tóxicos específicos?


El primer elemento con el que se debe contar es un conocimiento lo más preciso posible acerca de cuáles son los mecanismos por los que se produce el daño tisular que se está intentando predecir. Conociendo esto con razonable detalle por un lado y la estructura química de la sustancia cuyo potencial efecto tóxico se quiere determinar por el otro, se puede ensayar la predicción de cómo, aspectos puntuales de la estructura química interactúan con el organismo vivo y generan efectos indeseables.


¿De dónde surge esta información? La principal fuente de la que provienen estos conocimientos son los resultados de los ensayos in vivo ya publicados. Por ejemplo, las observaciones llevadas a cabo usando el test de Draize a lo largo de los muchos años en los que esta prueba se usó son un insumo que permite especular acerca de qué tipo de moléculas. y en especial qué grupos funcionales de estas moléculas, son responsables de la irritación o la corrosión ocular.

Por iniciativa de los países miembros de la Organización para el Comercio y el Desarrollo Económico (OCDE), toda la información resultante de estas investigaciones va siendo sistematizada en una herramienta, la (Q)SAR Toolbox, un software gratuito y de libre acceso (https://qsartoolbox.org/).


La (Q)SAR Toolbox organiza las bases de datos referidas a las sustancias en cuatro categorías principales: sus propiedades físicoquímicas, su destino ambiental y su transporte, los fenómenos ecotoxicológicos asociados a la exposición a las mismas y los riesgos para la salud humana que han sido informados. En total incluye 59 bases de datos referidas a más de 100.000 sustancias y a 3 millones de fenómenos observados.

Esta colosal tarea, permite a desarrolladores de productos, a laboratorios y a organismos regulatorios contar con información que orienta la toma de decisiones respecto al empleo de una determinada sustancia como ingrediente de un producto, respecto a la necesidad o no de llevar a cabo ensayos in vitro o a la evaluación de los riesgos potenciales de los productos que se presentan a registro. Asimismo, de la matriz de información que surge al cruzar resultados in vivo con estructuras químicas se puede analizar críticamente la potencialidad utilidad, o al contrario las limitaciones, de determinados ensayos in vitro para la evaluación de sustancias determinadas.


La herramienta tiene, sin embargo, algunas limitaciones, siendo la principal de ellas el hecho de que la vía de ingreso es la sustancia individual, cuando en verdad la mayor parte de los productos son formulados complejos que contienen varias sustancias que pueden interactuar entre si generando efectos distintos a los que cada una de ellas tiene por separado. Esta limitación va lentamente siendo atendida por diversos grupos de investigación y algunos resultados van incorporándose a (Q)SAR Toolbox. A la fecha de preparación de esta nota hay material de soporte para los efectos de mezclas sobre peces y sobre la sensibilización dérmica.

El Laboratorio del Métodos Alternativos está iniciando el camino para la incorporación de los análisis predictivos a través de (Q)SAR, lo que permitirá integrar la investigación in silico a la in vitro que ya vamos ofreciendo para la evaluación de irritación y corrosión ocular, sensibilización e irritación dérmica y fototoxicidad.

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