Kombiniertes QSAR-Modell sagt Toxizität in Wachteln voraus
Ziel des DEMETRA-Projekts war die Entwicklung von Software für die Vorhersage der Toxizität von Pestiziden und verwandten Stoffen. Diese Arbeit zog Ökotoxikologen und Endbenutzer aus Regierung und Industrie mit ein. Geeignete Datenreihen hinsichtlich Pestizide und ihrer Toxizitätswerte wurden in fünf Organismen definiert. Um die orale Toxizität für die Bobwhite-Wachtel genau vorherzusagen, wurde ein kombiniertes Modell der quantitativen Struktur-Wirkungs-Beziehung (QSAR - Quantitative Structure Activity Relationship) angewandt. Das Modell wurde mithilfe des regelbasierten Ansatzes erreicht, bei dem es sich um eine diskontinuierliche Funktion handelt, die verschiedene individuelle Modelle kombiniert. Die grundlegende Idee bestand darin, dass verschiedene Modelle in dem einen oder anderen Aspekt weniger leisten. Dies wurde verbessert, indem die positiven Leistungen einzelner Modelle kombiniert wurden. Als Quelle für toxikologische Daten wurden die Datenbanken EPA-OPP, SEEM und BBA benutzt, wobei EPA-OPP die Primärquelle war. Nur Daten bester Qualität wurden benutzt und für eine zusätzliche Überprüfung zwischen den Datenbanken verglichen. Ein Verfahren für die Bestimmung einzelner Toxizität wurde erarbeitet, das wiederholt werden kann, wenn multiple Daten verfügbar sind. Es wurde ein sicherer Ansatz gewählt, indem die niedrigsten Werte eingesetzt wurden. Dies entspricht dem Ansatz der EU. Zu den möglichen Nutzern dieser Ergebnisse gehören Anbieter von Datenbanken, die für das Projekt genutzt wurden. Sie könnten sie beispielsweise für die externe Prüfung der Ergebnisse einsetzen. Dies würde ihnen ermöglichen, genauere Informationen bereitzustellen. Die Daten, die systematisch gesammelt und gespeichert wurden, sind auch für die Industrie und für Behörden nützlich. Sie können eine schnell und einfach zugängliche Informationsquelle bieten. Der Einsatz dieses freien Modells ist kostensparender als die Durchführung von Tierversuchen und führt zu einer Verkürzung der Zeit, die für die Bewertung des Umweltrisikos neuer Pestizide/Chemikalien benötigt wird. Eine dritte Gruppe möglicher Nutzer sind akademische Forscher, die an Modellen arbeiten, bei denen zuverlässige Daten entscheidend sind. Das Modell hat Forschungen zu neuen Pestiziden unterstützt, indem es die Bewertung von Umweltrisiken mithilfe einer Prognose erstellt und so Synthesen des Stoffes vermeidet. Dadurch konnte die Industrie ermöglicht mit einer größeren Zahl chemischer Kandidaten für marktfähige Pestizide umgehen.
