Adverse Outcome Pathways for Endocrine Disruption in Daphnia magna, a conceptual approach for mechanistically-based Risk assessment

EDRISK Prosjektet har til hensikt å utvikle Adverse Outcome Pathway (AOP) for hormonforstyrrende effekter i Daphnia magna å forbedre forståelsen av hvordan enkelte miljøgifter påvirker krepsdyr. Arbeidet med å utvikle AOP har medført studier av en rekke relevant virkningsmekanismer og ført til lansering av 3 AOP'er i det web-baserte kunnskapsgrensesnittet AOP-wiki (https://aopwiki.org/) per Desember 2017 (https://aopwiki.org/aops/4; https://aopwiki.org/aops/201; https://aopwiki.org/aops/160). Forbedring av AOP'ene pågår fortløpende og vil bli oppsummert i flere oversiktsartikler. Oppsumert har EDRISK bidratt til å utvikle dataverktøy for å identifisere DNA sekvenslikheter mellom arter og ligandbindende (docking) modeller har blitt utviklet for å karakterisere taksonomisk anvendbarhet for AOP?ene. Dataverktøy basert på strukturlikheter mellom kjemiske stoffer har blitt utviklet for å identifisere ukjente hormonforstyrrende stoffer og benyttet i søken for stoffer med hormonforstyrrende potensiale blant store grupper med kjemikalier. Flere eksperimentelle verktøy er utviklet, inkludert metoder for prøvetaking, analyse og tolkning (bioinformatikk) av globale endringer i gener, proteiner og lipider i D. magna. Funksjonelle analyser knyttet til skallskifte i D. magna og standardiserte økotoksikologiske endepunkter som reproduksjon og skallskifteadferd er etablert og eksperimenter gjennomført for å studere og verifisere effekter og responser identifisert vha. AOP?ene. Ett studie for å teste robustheten av AOP'er i nærvær av naturlige stressfaktorer (UV) er utført for å bekrefte at AOP fungerer godt også under økologisk-realistiske eksponeringsscenarier. De fleste av disse studiene er publisert eller er under utvikling for fremtidig publisering. Flere internasjonale arbeidsmøter har vært organisert med finansiering fra EDRISK eller bruk av midler fra EDRISK til å støtte deltagelse for prosjektpartnere, og har ført til produksjon av en rekke vitenskapelige artikler av medforfattere fra EDRISK. Mange av resultatene fra prosjektet har blitt presentert på internasjonale konferanser. Et Master of Science studiet har blitt gjennomført på temaet beregningsmodeller for D. magna kjernereseptorer, og tre postdoktorer tilknyttet direkte eller som egeninnsats har vært ressurser i prosjektet. En web-side for prosjektet (www.niva.no/EDRISK) er utviklet og oppsummerer resultatene fra prosjektet mer i detalj.

Endocrine disruptors (ED) have received considerable scientific attention and it is today commonly accepted that a number of exogenous compounds have the potential to interfere with the endocrine system of animals and potentially perturb vital endocrine p rocesses to a degree causing an adverse apical effect (outcome) associated with growth, development and reproduction. Although knowledge of ED effects have been predominantly demonstrated in vertebrates, reports of ED effects in molluscs and crustaceans h ave introduced a need to thoroughly assess potential ED effects in non-vertebrates. Although ED has recently been implemented in various regulatory approaches taken world-wide, these initiatives have predominantly focussed on a endocrine processes in a quatic vertebrates. Lack of knowledge of ED effects in non-vertebrates is therefore a major limiting factors to properly perform risk assessment of endocrine disrupting chemicals (EDCs) across taxa. The present project aim to develop and evaluate Adverse Outcome Pathways (AOP) for ED in the freshwater crustacean D. magna (Water flea) as a conceptual framework for mechanistically-based risk assessment of single compounds and complex mixtures of these. This will be achieved by 1) Identification of ED targets in D. magna, 2) develop and evaluate an AOP for ED effects in D. magna, 3) determine the robustness and applicability of the AOP and 4) assist regulatory development of AOP for predictive risk assessment. The project will use state of the art methods in predictive (computational), in vitro and in vivo experimental approaches, toxicogenomics, histopathology, analytical chemistry and bioinformatics to provide detailed insight into the endocrine system of D. magna and potential toxicity pathways being affected by EDCs. The data obtained in the project aim to expand the knowledge of ED effects through AOPs and facilitate implementation of AOPs within a regulatory framework.