När är en modell tillräckligt bra för att ersätta djurförsök?

Aleksandra Rybacka visar i sin avhandling hur beräkningsverktyg kan användas vid riskbedömning av industrikemikalier och läkemedel. Datorbaserade verktyg kan helt ersätta djurförsök i framtiden. Aleksandra Rybacka försvarar sina resultat vid Umeå universitet den 3 juni.

Varje kemikalie i produkter som vi använder i vårt dagliga liv måste bedömas med hänsyn till vår hälsa och miljö. Om en kemikalie visar sig vara giftig, måste producenter och importörer av varor som innehåller sådan kemisk förening se till att vi, konsumenterna, är säkra. Identifiering av potentiell fara, är dock inte en enkel uppgift eftersom kemikalier kan orsaka en rad toxiska effekter, som kan kännas igen med olika tester. Dessutom, är mekanismerna för vissa effekter, såsom störningar i endokrina systemet, inte helt klarlagda.

Datorbaserat verktyg är ett snabbare och billigare alternativ till djurförsök och kan tillämpas på en strid ström av ständigt nya kemikalier. Tillförlitligheten hos dessa verktyg kan emellertid ifrågasättas. När kan vi väl säga att en modell är tillräckligt bra för att helt ersätta djurförsök? Vilka är de felande länkar? För vilka toxiska effekter är modellerna trovärdiga? Aleksandra Rybacka har tagit itu med dessa frågor och i sitt avhandlingsarbete har hon utvärderat tillgängliga verktyg och utvecklat nya modeller som kan användas för att förutsäga negativa effekter av industrikemikalier.

– Genom att använda matematiska ekvationer har vi möjlighet att korrelera kemisk struktur med en negativ effekt. Sådana metoder kallas kvantitativa struktur-aktivitetssamband (QSARs) och nuförtiden används metoden ofta av industrin för att förutsäga hur kemikalier ackumuleras i fisk. Men QSARs har stor potential att förutsäga andra skadliga effekter, såsom cancerframkallande ämnen, säger Aleksandra Rybacka.

Hennes studie fokuserade på att identifiera särskilt farliga kemikalier, det vill säga ämnen som är cancerframkallande, mutagena och störande i reproduktiva och endokrina systemet. QSARs kunde på ett tillförlitligt sätt förutsäga cancerframkallande och mutagena effekter om en så kallad konsensusstrategi användes – där några modeller som beskriver olika aspekter av toxisk respons kombineras. En av dessa aspekter är biotransformation i levern, eftersom vissa kemikalier inte ursprungligen är giftiga, men kan ha toxiska metaboliter. Aleksandra Rybacka fann att biotransformation var särskilt viktig för effekter relaterade till endokrina störningar.

QSAR-metodiken kan också underlätta förståelsen av fenomenen bakom en viss effekt.

– Vi använde QSAR för att förstå miljökonsekvensen för läkemedel som når miljön genom att studera hur de beter sig i avloppsreningsprocessen. Vi kunde karaktärisera huvudmekanismer i hur läkemedlen interagerar med slammet, en kunskap som kan förbättra de strategier som i dag används för avloppsvattenrening, säger Aleksandra Rybacka.

Om disputationen:

Fredagen den 3 juni försvarar Aleksandra Rybacka, Kemiska institutionen, Umeå universitet, sin avhandling med titeln A step forward in using QSARs for regulatory hazard and exposure assessment of chemicals. Svensk titel: Ett steg framåt i användandet av QSARSs för regulatorisk riskbedömining och bedömning av exponering till kemikalier.

Disputationen äger rum klockan 13.00 i sal KB3B1, KBC-huset.

Fakultetsopponent är dr Uko Maran, Institute of Chemistry, University of Tartu, Estonia. Disputationen hålls på engelska.

För mer information, kontakta gärna:

Aleksandra Rybacka, Kemiska institutionen vid Umeå universitet
E-post: aleksandra.rybacka@chem.umu.se
Telefon: 070-242 53 39

Pressbild för nedladdning. Foto: Ingrid Söderbergh