Over-the-Counter Monocyclic Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs in Environment—Sources, Risks, Biodegradation

Recently, the increased use of monocyclic non-steroidal anti-inflammatory drugs has resulted in their presence in the environment. This may have potential negative effects on living organisms. The biotransformation mechanisms of monocyclic nonsteroidal anti-inflammatory drugs in the human body and in other mammals occur by hydroxylation and conjugation with glycine or glucuronic acid. Biotransformation/biodegradation of monocyclic non-steroidal anti-inflammatory drugs in the environment may be caused by fungal or bacterial microorganisms. Salicylic acid derivatives are degraded by catechol or gentisate as intermediates which are cleaved by dioxygenases. The key intermediate of the paracetamol degradation pathways is hydroquinone. Sometimes, after hydrolysis of this drug, 4- aminophenol is formed, which is a dead-end metabolite. Ibuprofen is metabolized by hydroxylation or activation with CoA, resulting in the formation of isobutylocatechol. The aim of this work is to attempt to summarize the knowledge about environmental risk connected with the presence of over-the-counter antiinflammatory drugs, their sources and the biotransformation and/or biodegradation pathways of these drugs

Opinion on the usefulness of in vitro data for human risk assessment. Suggestions for better use of non-testing approaches

VWS-VG

Interspecies website leads to a reduction in laboratory animal use

De RIVM interspecies website heeft ertoe bijgedragen dat het aantal proefdieren de afgelopen vijf jaar is afgenomen. Dit blijkt uit een enquête die in 2010 onder de gebruikers van deze website is gehouden. Daarmee levert de website een effectieve bijdrage aan een van de beleidsdoelstellingen van VWS om het aantal proefdieren te verminderen. De website (www.rivm.nl/interspeciesinfo) is vijf jaar geleden opgezet om het aantal proefdieren te verminderen. De website bevat fysiologische en anatomische gegevens van proefdieren en mensen. Door deze gegevens met elkaar te vergelijken kan de meest relevante proefdieropzet worden gekozen, bijvoorbeeld de juiste proefdierkeuze waardoor geen onnodig proefdieronderzoek plaatsvindt. De proefdiergegevens worden gebruikt om effecten van stoffen op de mens te voorspellen. Maandelijks maken 5500 unieke bezoekers gebruik van de site. De helft van de 73 respondenten van de enquête geeft aan dat het gebruik van de website ertoe heeft geleid dat het aantal proefdieren voor hun werk is gedaald. De besparing varieert van 1 tot 65 procent op jaarbasis met een gemiddelde van 22 procent. Dat zijn ongeveer 20.000 dieren per jaar. Gezien de beperkte omvang van het aantal respondenten is deze vermindering erg hoog.A website user survey showed that information provided by the interspecies website of the National Institute for Public Health and the Environment has led to a reduction in laboratory animal use. The survey was carried out in 2010. It can therefore be concluded that the website effectively contributes to the policy goal of the Dutch Ministry of Health, Welfare and Sport to effect a reduction in the use of laboratory animals. The website (www.rivm.nl/interspeciesinfo) was set up in 2006 with the objective of reducing the use of laboratory animals. Data freely available on the website include physiological and anatomical parameters of laboratory animals and humans. By comparing these parameters, the user of the website is able to design more efficient animal studies; for example, the appropriate animal species can be chosen and unnecessary animal studies prevented. The results of such animal studies are used to predict the effects of compounds in humans. The website has 5,500 unique visitors per month. Half of the respondents (73 in total) indicated that the use of the website has led to a reduction in the number of laboratory animals being used in their work. The reported reduction varied between 1 and 65% of the number of animals used annually, with an average of 22%. This is a decrease of approximately 20,000 animals per year. This reduction is very high taking into account the limited size of this user survey.VW

Integration of kinetics in risk assessment strategies

Bij de beoordeling van schadelijke effecten van chemische stoffen is het van belang gegevens toe te voegen over de manier waarop stoffen zich in het lichaam gedragen (de kinetiek). Wordt een stof bijvoorbeeld door de darm opgenomen of direct uitgescheiden? Blijft het in vetcellen zitten? Met deze kennis kunnen de gezondheidsrisico's van een stof nauwkeuriger worden ingeschat. Ook zijn er minder proefdieren nodig, onder andere omdat bepaalde testen dan niet meer nodig zijn. Daarnaast kan worden voorkomen dat proeven opnieuw uitgevoerd moeten worden, wat in het huidige systeem aan de orde is als bijvoorbeeld achteraf de dosering van de te onderzoeken stof te hoog blijkt te zijn geweest of de gebruikte diersoort niet representatief blijkt voor de geteste stof. Dit blijkt uit een evaluatie van het RIVM naar de voordelen van informatie over kinetiek voor de beoordeling van schadelijke eigenschappen van stoffen. Hierin is ook beschreven hoe de kinetiek meer geïntegreerd kan worden in beoordelingssystemen en op welke manier zo min mogelijk of zelfs geen proefdieren nodig zijn. Dit is van belang omdat er al enkele jaren wordt gewerkt aan een nieuwe strategie voor risicobeoordelingen van chemische stoffen waarvoor zo min mogelijk of geen proefdieren nodig zijn. Het idee daarvan is dat stoffen worden getest in cellen (in vitro) in plaats van in hele dieren (in vivo). Kennis van kinetiek is dan essentieel om de vertaalslag te kunnen maken van het gedrag van stoffen in cellen naar het hele lichaam. Momenteel worden kinetische gegevens wel gebruikt bij risicobeoordelingen, maar nog niet (optimaal) voor alle beoordelingskaders (wel voor geneesmiddelen, niet voor industriële stoffen). Deze evaluatie beschrijft de beschikbare (in vitro) methoden om informatie over de kinetiek te verkrijgen en op welke wijze deze methoden zouden kunnen worden ingezet in een risicobeoordelingsstrategie. In vervolgonderzoek zullen deze methoden worden beoordeeld op hun toegevoegde waarde, beperkingen en kosten. Daarnaast zal worden uitgezocht welke kinetiek-informatie minimaal nodig is om de vertaalslag te kunnen maken van de werking van een stof in cellen naar een heel lichaam.In this report the importance is shown of data on the behaviour of chemical substances in the body (the kinetics) for determining their health risks. Not only do these help in a better estimation of the health risks, they can also aid in reducing the number of necessary test animals for determining the harmful effects of a substances. With knowledge on the kinetics, certain tests can turn out to be unnecessary, because, for example, the substance turns out not be taken up in the body. Furthermore, such knowledge can prevent that tests have to be repeated, because, for example, the applied amount of substance proves to be too high or the animal species proves not to be representative for humans in this special case. These benefits could be of more use in the current system of risk assessment when the collection of kinetic data would be more integrated into this system and would occur earlier than the studies on toxic properties. The methods with which this integration can be realized with as few test animals as possible are described in this report. To further reduce or completely replace animal testing, research is currently performed on a new way to assess risks. The new approach is based on tests with cells instead of whole animals. Such tests do no incorporate the kinetics of a substance in a whole body, therefore these tests will always have to be accompanied with computer models describing the behaviour of the substance in a body. Kinetic data will be crucial for these models. The current progress of the research on what such a new risk assessment approach should look like is described in this report, as well as the progress on the available methods for this approach. In continued research, the available methods should be critically evaluated for their added value, limitations and costs. Additionally, it would be useful to select a base set of necessary kinetic data.Ministerie van E

Programmeringsstudie Alternatieven voor Dierproeven - Deel 1 : Samen vervangen, verminderen en verfijnen

ZonM

In vitro-in vivo extrapolatie voor toxicologische risicobeoordeling. Valide of niet?

Dierproeven zijn niet altijd eenvoudig te vervangen door in vitro testen (uitgevoerd in reageerbuizen of petrischaaltjes). Dat illustreert onderzoek van het RIVM. Bestaande onderzoeksgegevens uit een in vitro test gericht op ontwikkelingsstoornissen zijn getoetst op hun bruikbaarheid. Het gaat hierbij om stoornissen in de ontwikkeling van rattenembryo's als gevolg van blootstelling aan chemische stoffen. Dit soort alternatieven wordt ontwikkeld onder invloed van maatschappelijke bezwaren tegen dierproeven (in vivo) ten behoeve van kwantitatieve risicobeoordeling. In de onderzochte 'Whole Embryo Culture'-test worden rattenembryo's in vitro blootgesteld aan verschillende concentraties van een bepaalde stof. Vervolgens wordt bekeken bij welke concentratie (in vitro) de effecten overeenkomen met effecten in het intacte dier (in vivo). Dit werd voor 19 verschillende stoffen onderzocht. Er blijkt een duidelijke relatie te zijn tussen de gemeten potentie in in vitro- en in vivo testen, maar de ruis (onzekerheid) in deze relatie is erg groot (circa factor honderd). Dit wordt voor een deel veroorzaakt doordat de beschikbare in vivo studies op verschillende manieren zijn uitgevoerd (bijvoorbeeld doordat zwangere ratten op verschillende dagen van de dracht aan stoffen zijn blootgesteld). Ook zouden verschillen waarmee een lichaam stoffen opneemt of uitscheidt een rol kunnen spelen. Deze studie beschrijft een eerste aanzet om deze verschillen te verdisconteren. Zelfs als deze aspecten worden meegewogen blijft de onzekerheid in de uitkomst groot. Gegeven deze onzekerheid is het volledig vervangen van de in vivo dierstudie door de 'Whole Embryo Culture' test voor kwantitatieve risicobeoordeling vooralsnog niet haalbaar.Animal tests can not always simply be replaced by in vitro tests (carried out in test tubes or petri dishes). This is underlined by research at the National Institute for Public Health and the Environment (RIVM). Existing research data from an in vitro test on developmental effects have been evaluated for their usefulness. This concerns disturbances in the development of rat embryos due to exposure to chemicals. This kind of alternative tests are being developed due to the public objection to animal tests (in vivo) for the purpose of quantitative risk assessment. In the investigated 'Whole Embryo Culture' assay rat embryos are exposed to various concentrations of a particular chemical. Next, it is determined at which concentration (in vitro) effects occur that are similar to those in the whole animal (in vivo). This was investigated for 19 different substances. There appears to be a clear relationship between the determined potencies in the in vitro and in vivo tests, but the scatter (uncertainty) in this relationship is very large (about a factor of hundred). This can partially be explained by the different ways in which the in vivo tests have been performed (the pregnant rats are for example exposed at different days in the gestation). In addition, differences in the uptake or excretion of a substance by the body could play a role. This study describes a first initiative to account for these differences. Even if these aspects are taken into account, the uncertainty in the outcome remains large. Given this uncertainty, the full replacement of the in vivo animal test by the 'Whole Embryo Culture' assay for quantitative risk assessment is hitherto not feasible.VWSVRO

De rol van blootstelling in REACH-teststrategieen

De mate waarin mensen blootstaan aan chemicalien kan het aantal testen met proefdieren beinvloeden dat nodig is om de veiligheid van een stof te beoordelen. Dit betekent dat bepaalde onderzoeken niet nodig zijn als mensen of organismen in het milieu niet of nauwelijks aan een stof staan blootgesteld (Exposure Based Waiving, EBW). Hierdoor zijn minder proefdieren nodig. Bij relatief hoge blootstellingen kunnen juist extra testen met proefdieren nodig zijn (Exposure Based Triggering, EBT). Goede kennis van deze blootstelling via modellering of meting is hiervoor onontbeerlijk, zowel voor EBW als EBT. Dit geldt voor alle relevante stadia in de levenscyclus van een stof, van productie tot de afvalfase. Alleen dan kan gezegd worden of een blootstelling niet of juist wel relevant is. Het gaat om blootstelling van de mens, direct via consumentenproducten of op de werkplek of indirect via het milieu, en om blootstelling van organismen in het milieu. Het RIVM en TNO hebben onderzocht hoe dit onderdeel van teststrategieen kan worden aangewend om proefdiergebruik te verminderen. Het rapport is een deelproduct van het Europese Zesde Kaderproject OSIRIS (Optimized Strategies for Risk Assessment of Industrial Chemicals through Integration of Non-Test and Test Information). Doel van dit project is om teststrategieen te ontwikkelen voor toepassing onder REACH die het proefdiergebruik kunnen verminderen. De nieuwe Europese Verordening voor registratie, beoordeling, autorisatie en beperkingen voor chemische stoffen (REACH) verplicht de industrie om een registratiedossier voor haar stoffen in te dienen. De verplichte testen zijn in REACH vastgelegd en afhankelijk van de hoeveelheid stof die op de markt komt. Onder bepaalde voorwaarden, zoals de mate van blootstelling, kan hiervan worden afgeweken.The level of exposure of humans and organisms in the environment to chemical substances can directly influence the number of tests with experimental animals that are necessary to ensure the adequate safety assessment of those substances. The consequence of this approach is that some tests may be waived if it can be shown that humans or organisms in the environment are either not or only minimally exposed to these substances (Exposure-Based Waiving, EBW). In such cases, fewer experimental animals are needed. In contrast, extra testing can be necessary - and therefore extra experimental animals - when the exposure to such substances is high (Exposure-Based Triggering, EBT). Extensive knowledge of the level and type of exposure through modelling or monitoring is essential for both EBW and EBT. Such modelling/monitoring applies to all relevant life-cycle stages of a substance, from the production to the waste stage. Only if such knowledge is available can the exposure be assessed to be relevant or not. In this context, the term exposure encompasses the direct exposure of humans to substances at the workplace or via consumer products, the indirect exposure of humans to substances via the environment as well as the exposure of organisms in the environment. RIVM and the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO) have investigated how EBW and EBT can be used as a determinant in applying testing strategies and how EBW can be used to reduce the number of experimental animals required for the tests. This report is a product of the European Union's Sixth Framework Project OSIRIS (Optimized Strategies for Risk Assessment of Industrial Chemicals through Integration of Non-Test and Test Information). The aim of OSIRIS is to develop testing strategies for application under REACH that will lead to a reduction in the number of animal tests. The new European Regulation for the Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of CHemicals (REACH) requires industry to submit a registration dossier. REACH has established tonnage-dependent testing requirements for industry. Under specific conditions, such as where exposure can be shown to be absent or minimal, REACH allows waiving of the tests.EU Commission within the Sixth Framework Programme (2002-2006)General of RIVM within the framework of Project S/601001 (Integrated Testing Strategies

Quantitative in vitro - in vivo extrapolation. Analysis of 19 compounds of varying embryotoxic potency

Dierproeven zijn niet altijd eenvoudig te vervangen door in vitro testen (uitgevoerd in reageerbuizen of petrischaaltjes). Dat illustreert onderzoek van het RIVM. Bestaande onderzoeksgegevens uit een in vitro test gericht op ontwikkelingsstoornissen zijn getoetst op hun bruikbaarheid. Het gaat hierbij om stoornissen in de ontwikkeling van rattenembryo's als gevolg van blootstelling aan chemische stoffen. Dit soort alternatieven wordt ontwikkeld onder invloed van maatschappelijke bezwaren tegen dierproeven (in vivo) ten behoeve van kwantitatieve risicobeoordeling. In de onderzochte 'Whole Embryo Culture'-test worden rattenembryo's in vitro blootgesteld aan verschillende concentraties van een bepaalde stof. Vervolgens wordt bekeken bij welke concentratie (in vitro) de effecten overeenkomen met effecten in het intacte dier (in vivo). Dit werd voor 19 verschillende stoffen onderzocht. Er blijkt een duidelijke relatie te zijn tussen de gemeten potentie in in vitro- en in vivo testen, maar de ruis (onzekerheid) in deze relatie is erg groot (circa factor honderd). Dit wordt voor een deel veroorzaakt doordat de beschikbare in vivo studies op verschillende manieren zijn uitgevoerd (bijvoorbeeld doordat zwangere ratten op verschillende dagen van de dracht aan stoffen zijn blootgesteld). Ook zouden verschillen waarmee een lichaam stoffen opneemt of uitscheidt een rol kunnen spelen. Deze studie beschrijft een eerste aanzet om deze verschillen te verdisconteren. Zelfs als deze aspecten worden meegewogen blijft de onzekerheid in de uitkomst groot. Gegeven deze onzekerheid is het volledig vervangen van de in vivo dierstudie door de 'Whole Embryo Culture' test voor kwantitatieve risicobeoordeling vooralsnog niet haalbaar

Systems biology ter verbreding van de toepasbaarheid van in vitro testen in de toxicologie

VW