TNO kan schadelijkheid chemische stoffen voorspellen

DIAMONDS is een ambitieus onderzoeksprogramma van TNO dat helpt bij het voorspellen van de schadelijkheid van nieuwe en bestaande stoffen.

De chemische industrie is voortdurend op zoek naar nieuwe stoffen. Bijvoorbeeld als alternatief voor chemische verbindingen die schadelijk zijn voor mens of milieu of voor nieuwe applicaties. Ook voor grote aantallen bestaande stoffen dienen mogelijk nog onbekende schadelijke effecten in kaart te worden gebracht. DIAMONDS is een ambitieus onderzoeksprogramma dat helpt bij het voorspellen van de schadelijkheid van nieuwe en bestaande stoffen.

DIAMONDS combineert de inzet van diverse expertisegebieden

De Europese richtlijn REACH verplicht de chemische industrie in rap tempo de schadelijkheid van bestaande stoffen in kaart te brengen. Het is de verwachting dat Europa economisch interessante stoffen vanwege hun schadelijkheid in de toekomst zal verbieden. De industrie moet daarom op zoek naar (veel) minder schadelijke alternatieven. “Dit stelt de branche voor een grote uitdaging”, zegt Dinant Kroese van TNO. “Ook bij de ontwikkeling van nieuwe stoffen is het gewenst in een vroeg stadium een beeld van de schadelijkheid te krijgen, zodat mede hierop verstandige keuzes gemaakt kunnen worden. Met name waar het gaat om bepaalde complexe schadelijk effecten. Denk aan effecten die bij chronische blootstelling optreden en effecten op vruchtbaarheid en ontwikkeling van het nageslacht. Dierstudies zijn tijdrovend en zeer kostbaar. Alternatieve methoden zijn nog niet beschikbaar. Daarom hebben we DIAMONDS opgezet. We denken de industrie daarmee een passende oplossing te bieden.”

Voorspelling toxiciteit

Bij substitutie en safe design zoeken fabrikanten binnen een reeks van vergelijkbare chemische stoffen naar de meest geschikte stof. Die moet dezelfde beoogde werking hebben, maar (veel) minder schadelijk zijn. DIAMONDS bundelt alle publiek beschikbare kennis van enkele duizenden reeds onderzochte stoffen. Onderzoeken, wetenschappelijke artikelen en alles wat bekend is uit andere bronnen vormen de basis. Hiermee kan TNO relaties tussen chemische structuur en toxiciteit in kaart brengen. Het grote voordeel is dat met dat inzicht voor niet-onderzochte stoffen een acurate voorspelling kan worden gedaan over de verwachte toxiciteit. Kroese: “We brengen in DIAMONDS ook informatie in over het mechanisme van ontstaan van de diverse schadelijke effecten. Met deze input kunnen we de voorspelling verder optimaliseren. Dit stelt ons in staat om de voorspelling op eenvoudige wijze ‘te verifiëren’ met een gerichte en goedkopere testaanpak.”

Krachtenbundeling

De kracht van TNO is dat het verschillende disciplines bundelt die hierbij essentieel zijn: computationele chemie, toxicologie, pathobiologie, systeembiologie, kinetiek en statistiek. Dankzij het grote netwerk van partners heeft TNO ook een goede toegang tot de markt. Kroese: “Daarmee zijn we een waardevolle aanvulling op wat er in de wereld al gebeurt op dit gebied. We hebben een sterke propositie. Ik zie in het programma DIAMONDS onder meer grote mogelijkheden om de time to market te versnellen. Daarbij is er een brede toepasbaarheid die loopt van cosmetica en agrochemicaliën naar voedseladditieven. DIAMONDS kan ook helpen de ontwikkelkosten terug te brengen.” Op basis van de database kan TNO adviseren welke stoffen het meest geschikt zijn. Kroese: “Afhankelijk van het doel (registratie of selectie) kunnen we op basis van de voorspelling een veel kortere biologische verificatie uitvoeren.”

Cosmetische industrie

Bijzonder aan de biologische verificatie is dat deze wordt gedaan door middel van een gerichte in vitro of in vivo test. Hiermee vermijdt TNO uitgebreide dierstudies en kan een voorspelling toch biologisch worden onderbouwd. Kroese is blij dat hij binnen TNO veel verschillende disciplines en praktijkervaring omtrent registraties van chemicaliën kan combineren om zo het unieke predictiemodel te vervolmaken. Zo ontstaat een voor de wereld redelijk unieke mix van kennis en competenties. “De industrie heeft dan ook zeer belangstellend gereageerd”, vertelt Kroese. “We zijn met diverse bedrijven in gesprek.” Een laatste bijzonderheid is dat DIAMONDS ook interessant is voor de cosmetische industrie, waar dierproeven in Europa zelfs bij wet verboden zijn. TNO verwacht DIAMONDS in 2015 volledig operationeel te hebben.

Geïnteresseerden in een consult over de schadelijkheid van chemische stoffen kunnen contact opnemen met Kroese.