Adverse outcome pathways – development and potential regulatory application

Introduction: Over the last two decades, chemical safety assessment and regulatory toxicology have progressed from empirical science based on direct observation of apical adverse outcomes in whole organisms to a predictive practice that infers outcomes and risks on the basis of accumulated understanding of toxicological mechanisms and modes of action. Objective: To provide general  concepts on how Adverse Outcome Pathways (AOPs) are developed and examples related to skin sensitization, endocrine, disruption, and mitochondrial dysfunction. Method: Narrative review based on data of the scientific literature relevant to the theme addressed and on the experience of the authors. Results: An AOP framework provides a systematic approach to organize knowledge about mechanisms of toxicity that may inform analytical domains in regulatory decision-making. AOPs are open structures that may indicate not only data gaps in the understanding of a toxicity process, but also testing procedures that will generate the necessary knowledge to fill those gaps. Every AOP should be continuously refined through the collaborative efforts of the scientific community. Depending on the amount and detail of information that is successively inserted, AOP may progress from the stage of a putative AOP to the stages of qualitative and quantitative AOPs, which are more fit-for-purpose to support regulatory decision-making. Conclusions: Continuous collaboration between AOP developers within the scientific community and the  regulatory corps toward the development of this mechanistic structure will support the advancement of toxicological sciences, regardless of its immediate application for regulatory purposes.TÍTULO PT: Vias de desfecho adverso – desenvolvimento e potencial aplicação regulatória Introdução: Durante as duas últimas décadas, a avaliação da segurança química e a toxicologia regulatória evoluíram de uma ciência empírica em grande parte baseada na observação de desfechos adversos em órgãos e ou organismos inteiros para uma prática preditiva que infere desfechos e riscos a partir do conhecimento acumulado sobre mecanismos e modos de ação toxicológicos. Objetivo: Discorrer sobre como as AOPs são desenvolvidas e fornecer exemplos relacionados à sensibilização cutânea, desregulação endócrina e disfunção mitocondrial. Método: Revisão narrativa baseada em dados da literatura científica relevantes para o tema abordado e na experiência dos autores. Resultados: A estrutura conceitual denominada AOP (do inglês, Adverse Outcome Pathway) permite uma abordagem sistemática do conhecimento disponível sobre mecanismos de toxicidade que pode subsidiar a tomada de decisões regulatórias. AOPs são estruturas abertas que podem indicar lacunas de dados para a compreensão de determinada via patogenética de toxicidade, de modo que podem ser continuamente aperfeiçoadas por esforços da comunidade científica. Dependendo das informações sucessivamente inseridas, as AOPs podem passar do estágio de uma AOP hipotética para os estágios de AOP qualitativa e AOP quantitativa, sendo este último o mais adequado para subsidiar decisões regulatórias. Conclusões: A colaboração contínua entre os desenvolvedores de AOPs dentro da comunidade científica e os corpos regulatórios para o desenvolvimento dessa estrutura mecanicista apoiará o avanço das ciências toxicológicas, independente de sua aplicação imediata para fins normativos.