toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0869-7922-2022-30-6-403-413toxreview-657Research ArticleМЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙRESEARCH METHODSПрименение программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox для прогнозирования мутагенного действия химических веществApplication of OECD QSAR Toolbox software for predicting the mutagenic effects of chemicalshttps://orcid.org/0000-0001-7319-5337ХамидулинаХалидя ХизбулаевнаKhamidulinaKhalidya Khizbulaevna

Доктор медицинских наук, директор Филиала РПОХБВ ФБУН ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора, профессор, заведующий кафедрой гигиены ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России, 121087, Москва.

e-mail: director@rosreg.info

Doctor of medical sciences, director of the Russian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances – Branch of F.F. Erisman Federal Scientific Center of Hygiene, Rospotrebnadzor, 121087, Moscow, Russian Federation; Professor, Head of the Department of Hygiene, Russian Medical Academy of Continuous Professional Education, RF Ministry of Health, 125993, Moscow, Russian Federation.

e-mail: director@rosreg.info

director@rosreg.infohttps://orcid.org/0000-0002-4020-3123ТарасоваЕлена ВладимировнаTarasovaElena Vladimirovna

Кандидат химических наук, химик-эксперт филиала РПОХБВ ФБУН ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора, г. Москва.

e-mail: secretary@rosreg.info 

secretary@rosreg.infohttps://orcid.org/0000-0001-9887-0626ЛастовецкийМихаил ЛеонидовичLastovetskiyMikhail Leonidovich

Химик-эксперт филиала РПОХБВ ФБУН ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора, г. Москва.

e-mail: secretary@rosreg.info 

noemail@neicon.ruФилиал «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияRussian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances - Branch of F.F. Erisman Federal Scientific Center of Hygiene; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education, RF Ministry of HealthRussian FederationФилиал «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияRussian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances - Branch of F.F. Erisman Federal Scientific Center of HygieneRussian Federation202227122022306403413Copyright © Хамидулина Х.Х., Тарасова Е.В., Ластовецкий М.Л., 20222022Хамидулина Х.Х., Тарасова Е.В., Ластовецкий М.Л.Khamidulina K.K., Tarasova E.V., Lastovetskiy M.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/657Введение

Введение. Вывод на рынок новой химической продукции требует предварительной оценки её опасности для здоровья человека и среды его обитания, включая специфические и отдалённые эффекты. Принимая во внимание медико-социальную значимость последствий воздействия на организм химических веществ, обладающих мутагенным действием, изучение генотоксичности / мутагенности представляется чрезвычайно актуальным. С целью сокращения количества экспериментов, выполненных на животных, в токсикологическую практику активно внедряются расчетные методы, в том числе с использованием программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox. Поэтому целью наших исследований являлось изучение возможности использования программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox для прогнозирования мутагенного действия химических веществ.

Материал и методы

Материал и методы. Программное обеспечение ОЭСР QSAR Toolbox версии 4.4.1., руководящие документы ОЭСР по оценке мутагенного эффекта.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Нами разработано «Руководство по прогнозированию мутагенного действия химических веществ», которое включает подробное описание и работу с программой при прогнозировании мутагенного действия химических веществ. На основе анализа документов ОЭСР по оценке мутагенного потенциала химических веществ были выбраны семь наиболее широко применяемых тестов, позволяющих оценить эффект на различных тест-объектах в присутствии / отсутствии систем метаболической активации. Для выбранных методов были подобраны показатели, которые необходимо задавать для начала расчета в программном обеспечении QSAR Toolbox. Также были выбраны наиболее подходящие базы данных и профилировщики, которые необходимо использовать во время расчета.

Заключение

Заключение. Прогнозирование с применением программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox является скрининговым методом, предполагающим выполнение нескольких расчетов с использованием результатов различных экспериментальных исследований для аналогов, и последующей экспертной интерпретацией полученных данных.

Участие авторов

Участие авторов: Хамидулина Х.Х. — концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи; Тарасова Е.В. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, редактирование;Ластовецкий М.Л. — сбор и обработка материала, написание текста, редактирование.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование

Финансирование. Исследование финансировалось за счёт государственной программы «Обеспечение химической и биологической безопасности Российской Федерации».

Поступила в редакцию

Поступила в редакцию: 23 ноября 2022 / Принята в печать: 12 декабря 2022 / Опубликована: 30 декабря 2022

Introduction

Introduction. The introduction of new chemical products to the market requires a preliminary assessment of their danger to human health and the environment, including specific and long-term effects. Taking into account the medical and social significance of the consequences of exposure to chemicals with a mutagenic effect on the body, the study of genotoxicity / mutagenicity seems to be extremely relevant. In order to reduce the number of experiments performed on animals, calculation methods are being actively introduced into toxicological practice, in particular OECD QSAR Toolbox software. Therefore, the aim of our research was to study the possibility of using the OECD QSAR Toolbox software to predict the mutagenic effects of chemicals.

Material and methods

Material and methods. OECD QSAR Toolbox software version 4.4.1., OECD guidelines on the assessment of the mutagenic effect.

Results and discussion

Results and discussion. We have developed the “Guidelines for predicting the mutagenic effects of chemicals”, which includes a detailed description and work with the program when predicting the mutagenic effects of chemicals. Based on the analysis of OECD documents on the assessment of the mutagenic potential of chemicals, seven most widely used tests were selected, which allow evaluating the effect on various test objects in the presence / absence of metabolic activation systems. For methods, indicators were selected that must be set to start the calculation in the QSAR Toolbox software. The most suitable databases and profilers were also indentified.

Conclusion

Conclusion. Forecasting using the OECD QSAR Toolbox software is a screening method that involves performing several calculations using the results of various experimental studies for analogs, and subsequent expert interpretation of the data obtained.

Author contribution

Author contribution: Khamidulina Kh.Kh. — the concept and design of the study, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article; Tarasova E.V. — the concept and design of the study, collection and processing of materials, writing the text, editing; Lastovetskiy M.L. — collection and processing of materials, writing the text, editing.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflicts of interest.

Funding

Funding. The state program «Ensuring the chemical and biological safety of the Russian Federation» funded the study.

Received

Received: November 23, 2022 / Accepted: December 12, 2022 / Published: December 30, 2022

QSAR Toolboxрасчёт мутагенного действияметоды ОЭСРтест ЭймсаQSAR Toolboxcalculation of mutagenic actionOECD methodsthe Ames testReferencesOECD iLibrary. Available at: https://www.oecd-ilibrary.org/(Accessed 03 November 2022).OECD iLibrary. Available at: https://www.oecd-ilibrary.org/ (Accessed 03 November 2022).QSAR Toolbox. Available at: https://qsartoolbox.org/ (Accessed 01 November 2022).QSAR Toolbox. Available at: https://qsartoolbox.org/ (Accessed 01 November 2022).OECD (2020), Test No. 471: Bacterial Reverse Mutation Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264071247-enOECD (2020), Test No. 471: Bacterial Reverse Mutation Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264071247-enOECD (2016), Test No. 473: In Vitro Mammalian Chromosomal Aberration Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264649-enOECD (2016), Test No. 473: In Vitro Mammalian Chromosomal Aberration Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264649-enOECD (2016), Test No. 474: Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264762-enOECD (2016), Test No. 474: Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264762-enOECD (1997), Test No. 476: In vitro Mammalian Cell Gene Mutation Test, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264071322-enOECD (1997), Test No. 476: In vitro Mammalian Cell Gene Mutation Test, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264071322-enOECD (1984), Test No. 478: Genetic Toxicology: Rodent Dominant Lethal Test, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264071360-enOECD (1984), Test No. 478: Genetic Toxicology: Rodent Dominant Lethal Test, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264071360-enOECD (2016), Test No. 489: In Vivo Mammalian Alkaline Comet Assay, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264885-enOECD (2016), Test No. 489: In Vivo Mammalian Alkaline Comet Assay, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264885-enOECD (2016), Test No. 490: In Vitro Mammalian Cell Gene Mutation Tests Using the Thymidine Kinase Gene, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264908-enOECD (2016), Test No. 490: In Vitro Mammalian Cell Gene Mutation Tests Using the Thymidine Kinase Gene, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264908-enОбщее руководство по прогнозированию токсических свойств химических веществ: Руководство. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2022; 150.General Guidelines for Predicting the Toxic Properties of Chemicals: A Guide. [Obshhee rukovodstvo po prognozirovaniju toksicheskih svojstv himicheskih veshhestv: Rukovodstvo]. Moscow: Federal’nyj centr gigieny i jepidemiologii Rospotrebnadzora, 2022; 150. (in Russian)Илюшина Н.А. Системная оценка генотоксичности пестицидов в Российской Федерации: автореф. дис. … канд. биол. наук 14.02.01. М.: 2020; 48.Ilyushina N.A. Systematic assessment of the genotoxicity of pesticides in the Russian Federation. Extended abstract of candidate’s thesis. Moscow, 2020; 48. (in Russian)Илюшина Н.А. Системная оценка генотоксичности пестицидов в Российской Федерации: Дис. … канд. биол. наук 14.02.01. М.: 2020; 291.Ilyushina N.A. Systematic assessment of the genotoxicity of pesticides in the Russian Federation. Candidate’s thesis. Moscow, 2020; 291. (in Russian)Оценка токсичности и опасности химических веществ и их смесей для здоровья человека: Руководство. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2014; 639.Assessment of toxicity and hazard of chemicals and their mixtures for human health: A Guide [Ocenka toksichnosti i opasnosti himicheskih veshhestv i ih smesej dlja zdorov’ja cheloveka: Rukovodstvo]. Moscow: Federal’nyj centr gigieny i jepidemiologii Rospotrebnadzora, 2014; 639.Danish (Q)SAR Database, Division of Diet, Disease Prevention and Toxicology, National Food Institute, Technical University of Denmark. https://qsar.food.dtu.dkDanish (Q)SAR Database, Division of Diet, Disease Prevention and Toxicology, National Food Institute, Technical University of Denmark. https://qsar.food.dtu.dk

The authors declare that there are no conflicts of interest present.