RECETOX završil projekt na hodnocení mužské reprodukční toxicity bez využití zvířat

Ke konci roku 2024 centrum RECETOX úspěšně dokončilo projekt Grantové agentury České republiky (GAČR) „Alternativní přístupy v hodnocení mužské reprodukční toxicity chemických směsí bez využití zvířat“. Projekt se zaměřoval na potenciálně nebezpečné chemické látky a jejich směsi, které mohou ovlivnit reprodukci nebo reprodukční zdraví u mužů. Hlavním cílem přitom bylo zlepšit toto hodnocení zapojením in vitro modelů, které se ukazují jako efektivnější a relevantnější než v současnosti využívané testování na zvířatech.

„Přibývá důkazů o negativních trendech v oblasti mužského reprodukčního zdraví, jako je nárůst případů mužské neplodnosti a rakoviny varlat. Chemikálie narušující endokrinní systém, zkráceně EDC, jsou diskutovány jako jedna z hlavních příčin těchto škodlivých trendů. V centru RECETOX se dlouhodobě zabýváme nebezpečností látek a v rámci tohoto projektu jsme se zaměřili na metody jejich hodnocení. Zatímco se v současnosti regulační toxikologii nejvíce využívá testování na zvířatech, my se snažíme zapojit metody studující účinky látek na buněčné a tkáňové úrovni,“ vysvětluje hlavní řešitelka projektu Iva Sovadinová.

RECETOX: Schéma experimentálního designu projektu

Důležitost zkoumání komplexních směsí látek

Kromě zavádění nových metod byl projekt inovativní také v tom, že se výzkumníci zaměřili na studování komplexních směsí, nikoliv pouze na jednotlivé látky tak, jako tomu bylo dříve.

„I když jsme zpravidla v prostředí obklopeni směsmi látek, rozhodování o tom, zda mají být látky zakázány nebo ne, je založeno na vlivu jednotlivých látek. Proto nás v tomto projektu zajímá především hodnocení účinků směsí látek na mužské reprodukční zdraví,“ dodává Sovadinová.

Výsledky výzkumu

Podle hypotézy výzkumného týmu EDC směsi negativně ovlivňují reprodukční zdraví mužů tím, že narušují množství a funkce Leydigových buněk, které jsou zodpovědné za produkci pohlavních hormonů ve varlatech. Projekt zkoumal toxicitu těchto směsí pomocí různých metod a přístupů s využitím konceptu drah škodlivých účinků (AOP).

RECETOX: Příklad studovaného parametru, v tomto případě ztučnění Leydigových buněk

Limity in vivo testování na zvířatech a další kroky

Poslední část se týkala vývoje in vitro modelů Leydigových buněk včetně lidských a pokročilých třírozměrných modelů. Účelem bylo vyvinout buněčné modely, které by relevantněji stanovovaly účinky látek a jejich směsí na lidské zdraví.

„V současnosti využívané testy na zvířatech neodráží reálnou situaci z mnoha důvodů. Laboratorní zvířata jsou si hodně geneticky podobná a jejich reprodukční systém nefunguje úplně stejně jako u lidí. Během regulačních testů jsou často vystavena vysokým dávkám látek v krátkém čase, nehodnotí se směsi látek a u chronických onemocnění, jako je právě námi zkoumaná infertilita, mají navíc vliv další faktory, které u testů na zvířatech chybí, například životní styl,“ vysvětluje Iva Sovadinová.

Z výše jmenovaných důvodů mohou testy na zvířatech selhávat jak v hodnocení účinnosti, tak bezpečnosti látek, což je dobře patrné například na vývoji léčiv. Pouze 5-10 % léků testovaných na zvířatech v preklinických studiích se dostane až k lidem. Proto se skupina Ivy Sovadinové pokoušela vyvinout 3D in vitro testikulární model založený na kmenových buňkách. V projektu se povedlo dojít do určité fáze vývoje tohoto modelu a dál bude rozvíjen i po skončení projektu.

RECETOX: Ilustrace pokročilého dynamického 3D buněčného modelu

Budoucí aplikace a význam výzkumu

V širším slova smyslu byl tedy projekt pouze jedním dílem mozaiky na cestě k budoucí podobě hodnocení bezpečnosti látek. Zatímco se dříve používal jeden test na jeden typ toxicity, nyní je naopak cílem vytvořit baterii testů, kde se testované látky budou moci jednodušeji prioritizovat – nejdříve projde větší množství látek jednodušším a rychlým screeningem a následně pouze vybrané z nich projdou složitějšími testy.