Farlige kjemikalier som slippes ut i miljøet kan ha negative konsekvenser for både mennesker og natur. Den nåværende vurderingen av kjemikaliefare er sterkt avhengig av informasjon fra standardiserte laboratorietoksisitetstester. På grunn av det store antallet kjemikalier (>147 millioner i CAS-registeret) er det imidlertid verken gjennomførbart, kostnadseffektivt eller etisk forsvarlig å teste alle kjemikalier. I tillegg oppmuntres en overgang til redusert bruk av forsøksdyr med bedre dyrevelferd sterkt av både etablerte regelverk for kjemikalier (f.eks. REACH) og nyere initiativer (f.eks. den nye norske dyrevelferdsloven). New Approach Methodologies (NAMs) med kostnadseffektivitet og full implementering av 3R-prinsippene (Replacement, Reduction og Refinement), slik som høy-kapasitets cellebaserte bioanalyser, avanserte genomiske verktøy og beregningsmodeller for prediksjon/ekstrapolering (f.eks. kvantitative Adverse Outcome Pathway/qAOP), er akutt nødvendige for å forbedre dagens kjemiske risikovurdering og regulatoriske prosesser. RiskAOP er et konseptbevis-prosjekt som har som mål å demonstrere hvordan NAMs kan brukes til å forbedre konvensjonelle toksisitetstester, og hvordan nye beregnings-/matematiske modeller som qAOPs kan utvikles basert på tilgjengelige eksperimentelle data og anvendes for å forutsi kjemikaliers risiko. Prosjektet har et spesielt fokus på kjemikalier som forårsaker dysfunksjon i mitokondriene (en nøkkelorganelle for energiproduksjon og celleoverlevelse) hos sentrale ferskvannsorganismer (Daphnia, Lemna og sebrafisk) som representerer ulike trofiske nivåer. RiskAOP ledes av Norsk institutt for vannforskning (NIVA). Prosjektteamet består av nasjonale og internasjonale eksperter innen (økotoksikologi, beregningsbasert toksikologi, bioinformatikk, kjemi og beregnings-/matematisk modellering) med et felles mål om å redusere dyreforsøk, forbedre kjemisk risikovurdering og styrke miljøkvaliteten for både mennesker og dyreliv. RiskAOP har publisert en rekke viktige artikler i høyt rangerte tidsskrifter som Environmental Science & Technology og Journal of Hazardous Materials. En av AOP-modellene har blitt godkjent og publisert av OECD WPHA/WNT. Prosjektdeltakerne er aktivt involvert i ulike forsknings- og regulatoriske aktiviteter relatert til alternativer til dyreforsøk og neste generasjons risikovurderingsmetoder. For mer informasjon, besøk prosjektets nettside: https://www.niva.no/en/projectweb/riskaop.
The outcomes of the project will have high impacts on academia, industry, regulation and public. The project has generated a high volume of data from multiple trophic levels to support improved mechanistic understanding of how mitochondrial toxicants affect aquatic organisms. The new methods developed for different species and biological test systems can also facilitate follow-up research in this field. The project has developed multiple AOPs for regulatory applications, with one already being endorsed by the OECD. These are expected to be utilized by the end users such as regulatory authorities in the near future. RiskAOP has also been one of the pioneers to investigate how a combination of qAOP and NAMs can reduce fish toxicity testing. This will have great impact on both industry and society, as the new approaches developed by the project are expected to be highly cost-efficient for routine chemical hazard assessments and compliant with animal welfare considerations. The project is also considered to be a keystone project to support the EU roadmap towards phasing out animal experiments. Overall, the project has contributed to the United Nation’s Sustainable Development Goals (SDGs) related to cleaner water, less contamination and better health and welfare.
Due to the high number of chemicals and species in the world, it is not possible to assess the risk of every chemical to human and ecosystems. Cost-effective ecotoxicity testing strategies with reduced laboratory animal use are highly demanded. New Approach Methodologies (NAMs), such as high-throughput screening and high-content toxicogenomics tools, in combination with quantitative Adverse Outcome Pathways (qAOPs), mathematical/computational prediction models that capture the complexity of toxicological responses across multiple levels of biological organization, are potential solutions to more cost-efficient ecological risk assessment (ERA) of chemicals and reducing laboratory animal tests. The RiskAOP project is therefore proposed as a proof-of-concept study to develop qAOPs and evaluate their applicability in ERA, using chemical-mediated mitochondrial dysfunction as a demonstrative case. The RiskAOP project has an overarching goal to demonstrate the usefulness of qAOPs and NAMs for ERA and regulatory decision-making. The objectives are: 1) Develop new AOP networks and associated NAMs for testing of mitochondrial toxicants; 2) Generate new experimental data for mechanistic and quantitative understanding of chemical-mediated mitochondrial dysfunction across different trophic levels; 3) Develop novel qAOP network models and evaluate their robustness and applicability for hazard assessment towards regulatory needs; 4) Propose new strategies for qAOP assisted risk assessment and regulatory decision-making. The RiskAOP project has a high ambition level due to its highly innovative nature. The proposed activities and anticipated outputs may potentially have great impact on both research and society, such as generation of new knowledge, tools and concepts, promotion of alternative approaches to animal testing and arousing public awareness on environmental contamination.
