Innowacyjna platforma toksykologiczna zwiększa bezpieczeństwo
Celem finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu projekt TOXBOX(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jest opracowanie zaawansowanej i łatwej w użyciu platformy toksykologicznej, która ma stanowić przełom w dziedzinie badania bezpieczeństwa środków chemicznych. Dostosowana do unijnych ram bezpiecznego i zrównoważonego projektowania platforma zmniejszy zależność od badań prowadzonych na zwierzętach, przełoży się na opracowanie nowych międzynarodowych standardów bezpieczeństwa i umożliwi produkcję zrównoważonych środków chemicznych oraz substancji bezpiecznych dla ludzi i środowiska.
Droga do szybszych i bardziej bezpiecznych innowacji
Podczas opracowywania nowych środków chemicznych i substancji prowadzi się badania ich toksyczności, które są niezbędnym elementem procesu zapewniania ich ogólnego bezpieczeństwa. Tradycyjne metody prowadzenia badań są jednak kosztowne, czasochłonne i często nie zapewniają kompleksowej wiedzy na temat wpływu substancji na środowisko w ujęciu długoterminowym. Zintegrowana platforma opracowana w ramach projektu TOXBOX pozwala na kompleksowe badanie toksyczności, pozwalając badaczom przesyłać obrazy mikroskopowe i otrzymywać natychmiastowe oceny odpowiedzi komórkowych oparte na sztucznej inteligencji. Ta kompleksowa platforma umożliwia prowadzenie badań przy pomocy modeli typu organoid na układzie, które odtwarzają fizjologię i funkcje ludzkich narządów, takich jak skóra, płuca i wątroba oraz układ odpornościowy. Zapewnia również nieinwazyjne wykrywanie i monitorowanie w czasie rzeczywistym. Platforma umożliwia badanie wpływu na środowisko przy użyciu zarodków danio pręgowanego w połączeniu z nauką o danych. Zgromadzone w ten sposób informacje są następnie uzupełniane przez modele in silico oparte na sztucznej inteligencji, zapewniające pełny obraz wpływu substancji chemicznych w ujęciu długoterminowym. Jak czytamy w opublikowanej niedawno informacji prasowej(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w witrynie projektu TOXBOX: „Ostatecznym celem prac jest rozwój niezawodnego systemu opartego na sztucznej inteligencji, który będzie w stanie wspomóc badania toksykologiczne prowadzone przez ekspertów, zapewniając wysoką dostępność i spójność analiz, a jednocześnie umożliwiając specjalistom skupienie się na złożonych przypadkach wymagających ludzkiej wiedzy”. Celem jest sprawienie, by innowacje i bezpieczeństwo były łatwiej osiągalne dla wszystkich, od producentów środków chemicznych poszukujących kolejnego przełomowego rozwiązania, przez badaczy poszukujących inteligentniejszych rozwiązań, aż po organy regulacyjne dążące do ochrony zdrowia ludzi i środowiska. „Nasza praca stanowi przełom i zmianę paradygmatu w kierunku zdemokratyzowanego dostępu do analizy toksykologicznej na najwyższym poziomie. Łącząc wiedzę z zakresu uczenia maszynowego z wiedzą toksykologiczną, zespół projektu TOXBOX rozwija możliwości zautomatyzowanej oceny bezpieczeństwa, zwiększając dostępność ocen toksyczności dla szerszej społeczności badawczej”. W ciągu pierwszych 18 miesięcy od rozpoczęcia prac w styczniu 2024 roku, zespół osiągnął szereg ważnych technicznych kamieni milowych. W ramach prac badacze zweryfikowali protokoły współnarażenia i oceny toksykologicznej wybranych materiałów oraz opracowali prototypowe układy pozwalające na prowadzenie modułowych testów toksyczności. Zespół opracował także nowe architektury mikroprzepływowe w zintegrowanych projektach skóry i wątroby na układzie, a także transgeniczną linię danio pręgowanego i modele organoidów. Udało im się także opracować i opublikować nową metodę badań opartą na rozwielitkach, a także zaprojektować wstępny, wspomagany komputerowo model projektowy i interfejs systemu TOXBOX. Inne kamienie milowe osiągnięte przez badaczy obejmują nawiązanie współpracy z zespołami innych projektów finansowanych ze środków UE, w tym CheMatSustain, CHIASMA i SSbD4CheM. Zespół projektu TOXBOX dołączył również do Sieci na rzecz bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju środków chemicznych i materiałów(odnośnik otworzy się w nowym oknie), potwierdzając swoje działania na rzecz bezpieczeństwa nanomateriałów. Udało im się także nawiązać kontakt z unijnym Wspólnym Centrum Badawczym(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w celu zbadania potencjalnych możliwości współpracy. Opublikowany niedawno film(odnośnik otworzy się w nowym oknie) przedstawia cele projektu i jego oczekiwane oddziaływanie. Prace w ramach projektu 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) dobiegną końca w grudniu 2027 roku. Więcej informacji: strona projektu TOXBOX(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
