Science des risques pour la santé – Tests de toxicité

Les tests de toxicité sont des études en laboratoire menées pour évaluer la possibilité que des substances externes aient des effets nocifs pour la santé d'organismes vivants. Il y a toxicité lorsque les voies physiologiques ou biochimiques normales des organismes, les systèmes d'organes, les organes individuels, les tissus, les cellules ou les fragments cellulaires sont perturbés. Au niveau de l'organisme dans son ensemble, si la perturbation est suffisamment intense ou si une voie particulière est essentielle à la viabilité, les effets toxiques se manifesteront à différents points définitifs comme le cancer, la maladie, les déficiences congénitales, le décès, etc. Les substances toxiques peuvent être des agents chimiques (p. ex. le plomb, l'amiante, les polluants atmosphériques, les additifs alimentaires, les pesticides et la plupart des médicaments), des agents physiques (rayonnement ionisant ou non ionisant) ou des agents biologiques (comme les bactéries et les virus).

En général, les xénobiotiques présentent différents mécanismes de toxicité, dont les lésions et la mort cellulaires, les dommages génétiques et l'immunotoxicité. Pour évaluer le risque que les substances posent pour les humains (et établir ainsi les niveaux d'exposition et autres interventions réglementaires), il faut comprendre les mécanismes de toxicité chez les animaux expérimentaux et dans les cultures cellulaires in vitro et identifier les voies biochimiques et physiologiques humaines pertinentes. Il est également essentiel de comprendre comment les agents chimiques ou physiques causent une toxicité dans les organismes vivants afin d'élaborer des stratégies préventives et thérapeutiques. À l'heure actuelle, de nombreux tests de toxicité effectués à des fins réglementaires exposent des animaux de laboratoire à de fortes doses de substances chimiques avant l'évaluation des signes indicateurs d'effets toxiques. Cette approche, quoique valide, soulève de nombreuses incertitudes lorsqu'on utilise les données pour évaluer les effets sur des humains. Par exemple, on expose les animaux à des doses élevées et on les observe afin de détecter des signes manifestes de toxicité, ce qui fournit peu de renseignements sur les changements biologiques qui précèdent les effets. En outre, les tests sur des animaux coûtent cher et prennent du temps.

Les récentes avancées en génomique, en biologie des systèmes, en biologie computationnelle, en pharmacocinétique comparative et en biologie métabolique, cellulaire et moléculaire permettent d'effectuer des tests de dépistage in vitro sur des cellules, des composants cellulaires et des tissus plutôt que sur des animaux vivants afin d'identifier les voies et mécanismes par lesquels les substances chimiques provoquent des lésions critiques au niveau des cellules et des fragments cellulaires. Les systèmes de tests in vitro ont aussi l'avantage d'améliorer la prévisibilité des modèles animaux et, dans certains cas, de compléter les systèmes in vivo traditionnels. À cet égard, les lignées cellulaires humaines sont particulièrement intéressantes, car elles offrent la possibilité de travailler avec un système qui maintient plusieurs caractéristiques phénotypiques et génotypiques des cellules humaines in vivo. Les données basées sur la population et l'exposition humaine constituent un élément des tests de toxicité, car elles complètent souvent les tests in vitro et peuvent suggérer des biomarqueurs pertinents pouvant faire l'objet d'un suivi dans les populations humaines. Les biomarqueurs révèlent les changements génétiques et moléculaires au début, au milieu et à la fin de l'exposition à des agent toxiques.

Le National Research Council (NRC) a récemment publié un rapport présentant sa vision des tests de toxicité pour le XXIe siècle. Le rapport envisage des systèmes de tests de toxicité qui dépendent essentiellement d'une meilleure compréhension des voies toxiques et qui aident à expliquer les mécanismes et à identifier les voies cellulaires critiques des effets nocifs pour la santé provoqués par des substances chimiques. Cette nouvelle stratégie est censée générer des données plus robustes sur les risques que l'exposition aux agents environnementaux pourrait poser pour les humains et élargir la capacité de tester des substances chimiques de façon plus efficace et plus rentable. En outre, la mise en œuvre de la vision entraînera une réduction marquée de l'utilisation des animaux et mettra l'accent sur les doses qui se rapprochent davantage de celles auxquelles les populations humaines sont exposées. Le rapport conclut que, pour réaliser cette vision, les scientifiques du secteur public, de l'industrie, des universités et des laboratoires conseils ainsi que les groupes d'intérêt public devront faire des efforts concertés et mettre leurs ressources en commun au cours des décennies à venir.