Una nuova piattaforma tossicologica porta l’innovazione e la sicurezza un passo avanti
Il progetto TOXBOX(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, sta progettando una piattaforma tossicologica avanzata pronta all’uso che cambierà le modalità di svolgimento dei test di sicurezza sulle sostanze chimiche. In linea con il quadro di riferimento dell’UE «Safe and Sustainable by Design» (sicuro e sostenibile fin dalla progettazione), la piattaforma ridurrà il ricorso alla sperimentazione animale, contribuirà agli standard di sicurezza internazionali e consentirà la produzione di sostanze chimiche e materiali sostenibili e sicuri per l’essere umano e l’ambiente.
La via per un’innovazione più rapida e sicura
Quando si creano nuovi prodotti chimici e materiali, i test di tossicità sono una fase essenziale per garantirne la sicurezza complessiva. Tuttavia, i metodi tradizionali per svolgerli sono costosi, richiedono tempo e spesso non riescono a fornire una visione completa del loro impatto ambientale e a lungo termine. La piattaforma integrata TOXBOX basata sul web per l’analisi completa della tossicità consentirà ai ricercatori di caricare immagini al microscopio e di ricevere valutazioni immediate della risposta cellulare basate sull’intelligenza artificiale. La piattaforma tutto-in-uno valuta la tossicità usando modelli organoidi su chip che imitano la fisiologia e le funzioni di organi umani come la pelle, i polmoni e il fegato, nonché del sistema immunitario. La soluzione offre inoltre un rilevamento e un monitoraggio in tempo reale e non invasivi. Il progetto analizza l’impatto ambientale usando embrioni di pesce zebra e le tecniche più moderne della scienza dei dati. Queste informazioni sono poi integrate da modelli in silico guidati dall’intelligenza artificiale, al fine di fornire un quadro completo dell’impatto a lungo termine delle sostanze chimiche. «L’obiettivo finale», si legge in una recente notizia(si apre in una nuova finestra) pubblicata sul sito web di TOXBOX, «è lo sviluppo di un sistema di intelligenza artificiale robusto che amplifichi la valutazione tossicologica degli esperti, fornendo analisi accessibili e coerenti e consentendo agli specialisti di concentrarsi su casi complessi che richiedono competenze umane». L’obiettivo è quello di rendere l’innovazione e la sicurezza più facilmente raggiungibili da tutti i soggetti: produttori di sostanze chimiche alla ricerca della prossima novità dirompente, ricercatori che desiderano una soluzione più intelligente e legislatori impegnati a tutelare la salute delle persone e l’ambiente. «Questo lavoro rappresenta un cambiamento radicale verso l’accesso democratico ad analisi tossicologiche pari a quelle ottenute dagli esperti. Coniugando l’esperienza nell’apprendimento automatico con la conoscenza della tossicologia, il progetto TOXBOX migliora le capacità di valutazione automatica della sicurezza, rendendo la valutazione della tossicità più accessibile e completa per la comunità di ricerca nel suo complesso.» Nei primi 18 mesi dal lancio, avvenuto a gennaio 2024, il progetto ha raggiunto vari traguardi tecnici importanti. Ha infatti convalidato protocolli di co-esposizione e valutazioni tossicologiche con materiali selezionati, oltre a sviluppare prototipi di chip per test di tossicità modulari. Inoltre, sono state prodotte nuove architetture microfluidiche in progetti di chip integrati, destinate a sistemi di pelle su chip e fegato su chip, nonché una linea transgenica di pesci zebra e modelli organoidi. Infine, il progetto ha pubblicato un nuovo metodo per valutare il tasso di alimentazione nella dafnia e ha realizzato un modello preliminare di progettazione elettronica e l’interfaccia del sistema TOXBOX completo. Gli altri traguardi raggiunti, oltre ai risultati tecnici, includono le collaborazioni con alcuni progetti finanziati dall’UE come CheMatSustain, CHIASMA e SSbD4CheM. TOXBOX ha inoltre aderito alla rete per la sicurezza e la sostenibilità delle sostanze chimiche e i materiali(si apre in una nuova finestra), ampliando il proprio impegno per la sicurezza dei nanomateriali. Sono stati presi contatti iniziali anche con il Centro comune di ricerca(si apre in una nuova finestra) dell’UE, in vista di possibili collaborazioni. Un video(si apre in una nuova finestra) pubblicato di recente illustra gli obiettivi del progetto e l’impatto previsto. Il progetto TOXBOX (Toxicology-testing platform integrating immunocompetent in vitro/ex vivo modules with real-time sensing and machine learning based in silico models for life cycle assessment and SSbD) terminerà a dicembre 2027. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto TOXBOX(si apre in una nuova finestra)
