toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0869-7922-2023-31-4-243-254toxreview-731Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESПрименение программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox для прогнозирования репротоксического действия химических веществApplication of OECD QSAR Toolbox software for predicting the reprotoxic effects of chemicalshttps://orcid.org/0000-0001-9887-0626ЛастовецкийМихаил ЛеонидовичLastovetskiyMikhail Leonidovich

Химик-эксперт филиала «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 121087, г. Москва, Россия.

e-mail: secretary@rosreg.info

noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7319-5337ХамидулинаХалидя ХизбулаевнаKhamidulinaKhalidya Khizbulaevna

Доктор медицинских наук, профессор, директор Филиала РПОХБВ ФБУН ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора; заведующая 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 «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 121087, г. Москва, Россия.

e-mail: secretary@rosreg.info

secretary@rosreg.infoФилиал «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. 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 Hygiene, RospotrebnadzorRussian FederationФилиал «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. 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, Rospotrebnadzor; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education, RF Ministry of HealthRussian Federation202306092023314243254Copyright © Ластовецкий М.Л., Хамидулина Х.Х., Тарасова Е.В., 20232023Ластовецкий М.Л., Хамидулина Х.Х., Тарасова Е.В.Lastovetskiy M.L., Khamidulina K.K., Tarasova E.V.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/731Введение

Введение. Исследование химических веществ на наличие репротоксического эффекта — это сложный, длительный и ресурсозатратный процесс, поэтому международным сообществом разрабатываются альтернативные скрининговые подходы. В качестве таких скрининговых подходов в токсикологическую практику активно внедряются расчётные методы с использованием программного обеспечения Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) QSAR Toolbox.

Цель исследований — написание пособия по прогнозированию репротоксического действия химических веществ с использованием программного обеспечения ОЭСР QSAR Toolbox.

Материал и методы

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

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Нами разработано пособие «Прогнозирование репротоксического действия химических веществ», выбраны шесть наиболее информативных и применяемых методов тестирования ОЭСР по оценке репротоксического потенциала химических веществ, изучен и описан компонент программы DART scheme, который используется для прогнозирования репродуктивной токсичности. Также подобраны параметры, которые необходимо задать в программе для выполнения расчётов: конечные точки, профилировщики, базы данных и другие. Результаты расчётов в программе представлены в виде таблиц.

Заключение

Заключение. Прогнозирование репротоксического действия с применением программного обеспечения является скрининговым методом, позволяющим подобрать аналоговые вещества и рассчитать ориентировочные значения NOAEL / LOAEL для последующего экспериментального определения.

Расчётные данные близки к экспериментальным, однако требуется квалифицированная работа эксперта по выбору аналогов и интерпретации полученных результатов.

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: 07 июля 2023 / Принята в печать: 29 июля 2023 / Опубликована: 30 августа 2023

Introduction

Introduction. The study of chemicals for the presence of a reprotoxic effect is a complex, time-consuming and resource-intensive process, therefore, alternative screening approaches are being developed by the international community. As such screening approaches, calculation methods are actively introduced into toxicological practice using the OECD QSAR Toolbox software. Therefore, the aim of our research was to write a manual on predicting the reprotoxic effects of chemicals using the OECD QSAR Toolbox software.

Material and methods

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

Results and discussion

Results and discussion. We have developed the manual “Prediction of the reprotoxic effect of chemicals”, selected six of the most informative and used OECD testing methods for assessing the reprotoxic potential of chemicals, studied and described the component of the “DART scheme” program, which is used to predict reproductive toxicity. The parameters that need to be set in the program to perform calculations are also selected: endpoints, profilers, databases, and others. The results of calculations in the program are presented in the form of tables.

Conclusion

Conclusion. Prediction of reprotoxicity using software is a screening method that allows you to select analogue substances and calculate approximate NOAEL / LOAEL values for subsequent experimental determination.

The calculated data are close to the experimental ones, however, the qualified work of an expert is required to select analogues and interpret the results 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.

Acknowledgment

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

Received

Received: July 07, 2023 / Accepted: July 29, 2023 / Published: August 30, 2023

QSAR Toolboxрасчёт репротоксического действияметоды ОЭСРрепродуктивная токсичностьвоздействие на развивающееся потомствоQSAR Toolboxcalculation of reprotoxic effectOECD methodsReproductive ToxicityDevelopmental ToxicityReferencesМР 1.2.0321–23 «Оценка и классификация опасности репродуктивных токсикантов». Методические рекомендации. Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой «04» апреля 2023 г.MP 1.2.0321–23 “Assessment and classification of the danger of reproductive toxicants”. Methodological recommendations. Approved by the Head of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-being, Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation A.Yu. Popova “04” April 2023 [MR 1.2.0321–23 «Otsenka i klassifikaciya opasnosti reproduktivnyh toksikantov». Metodicheskie rekomendacii. Utverzhdeny rukovoditelem Federal’noj sluzhby po nadzoru v sfere zashchity prav potrebitelej i blagopoluchiya cheloveka, Glavnym gosudarstvennym sanitarnym vrachom Rossijskoj Federacii A.YU. Popovoj «04» aprelya 2023 g.]. (in Russian)OECD iLibrary. Available at: https://www.oecd-ilibrary.org/ (Accessed 28 June 2023).OECD iLibrary. Available at: https://www.oecd-ilibrary.org/ (Accessed 28 June 2023).QSAR Toolbox. Available at: https://qsartoolbox.org/ (Accessed 28 June 2023).QSAR Toolbox. Available at: https://qsartoolbox.org/ (Accessed 28 June 2023).OECD (2018), Test No. 414: Prenatal Developmental Toxicity Study, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070820-enOECD (2018), Test No. 414: Prenatal Developmental Toxicity Study, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070820-enOECD (1983), Test No. 415: One-Generation Reproduction Toxicity Study, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070844-enOECD (1983), Test No. 415: One-Generation Reproduction Toxicity Study, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070844-enOECD (2001), Test No. 416: Two-Generation Reproduction Toxicity, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070868-enOECD (2001), Test No. 416: Two-Generation Reproduction Toxicity, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070868-enOECD (1995), Test No. 421: Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070967-enOECD (1995), Test No. 421: Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264070967-enOECD (2018), Test No. 443: Extended One-Generation Reproductive Toxicity Study, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264185371-enOECD (2018), Test No. 443: Extended One-Generation Reproductive Toxicity Study, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264185371-enOECD (2016), Test No. 422: Combined Repeated Dose Toxicity Study with the Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264403-enOECD (2016), Test No. 422: Combined Repeated Dose Toxicity Study with the Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264264403-enОбщее пособие по прогнозированию токсических свойств химических веществ: Пособие. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора; 2023.General Manual for Predicting the Toxic Properties of Chemicals: Manual. [Obshhee posobie po prognozirovaniju toksicheskih svojstv himicheskih veshhestv: Posobie]. Moscow: Federal’nyj centr gigieny i jepidemiologii Rospotrebnadzora; 2023. (in Russian)Оценка токсичности и опасности химических веществ и их смесей для здоровья человека: Руководство. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2014.Assessment of toxicity and hazard of chemicals and their mixtures for human health: A Guide. [Otsenka toksichnosti i opasnosti himicheskih veshhestv i ih smesej dlja zdorov’ja cheloveka: Rukovodstvo]. Moscow: Federal’nyj centr gigieny i jepidemiologii Rospotrebnadzora; 2014. (in Russian)Wu S., Fisher J., Naciff J., Laufersweiler M., Lester C., Daston G., Blackburn K. Framework for Identifying Chemicals with Structural Features Associated with the Potential to Act as Developmental or Reproductive Toxicants. Chemical Research in Toxicology. 2013; 26(12): 1840–61. https://doi.org/10.1021/tx400226uWu S., Fisher J., Naciff J., Laufersweiler M., Lester C., Daston G., Blackburn K. Framework for Identifying Chemicals with Structural Features Associated with the Potential to Act as Developmental or Reproductive Toxicants. Chemical Research in Toxicology. 2013; 26(12): 1840–61. https://doi.org/10.1021/tx400226uПрогнозирование репротоксического действия химических веществ: Пособие. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора; 2023.Prediction of reprotoxic effects of chemicals: Manual. [Prognozirovanie reprotoksicheskogo dejstvija himicheskih veshhestv: Posobie]. Moscow: Federal’nyj centr gigieny i jepidemiologii Rospotrebnadzora; 2023. (in Russian)

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