Pruebas de Toxicidad Oral Aguda: Comprensión TG 420, 423 y 425 de la OCDE
Elegir el enfoque adecuado de la OCDE para la evaluación aguda de la toxicidad oral
La prueba de toxicidad oral aguda es un componente importante de la evaluación de la seguridad no clínica de los productos químicos y otros artículos de prueba regulados. Proporciona información sobre los efectos adversos que pueden ocurrir después de una exposición oral única, o múltiples exposiciones que se producen en un corto período de tiempo, y puede contribuir a la identificación de riesgos, clasificación y evaluación de riesgos regulatorios.
Históricamente, la evaluación aguda de toxicidad oral se asoció fuertemente con la determinación de una dosis letal mediana numérica (LD50). Los enfoques modernos de la OCDE se han alejado del uso rutinario de grandes cantidades de animales únicamente para establecer un LD50 preciso. En cambio, los métodos actuales de la OCDE están diseñados para obtener la información necesaria para la evaluación de los peligros al tiempo que incorporan los principios Reducción y Refinamiento de uso animal.
Tres importantes Directrices de examen de la OCDE utilizadas para evaluar la toxicidad oral aguda in vivo son:
- OCDE TG 420 — Toxicidad Oral Aguda: Procedimiento de Dosis Fija
- OCDE TG 423 — Toxicidad oral aguda: Método de clase toxínica aguda
- OCDE TG 425 — Toxicidad Oral Aguda: Procedimiento Up-and-Down
Aunque los tres métodos evalúan la toxicidad aguda después de la administración oral, no son intercambiables. Sus diseños experimentales, criterios de decisión y productos previstos difieren, y la selección del método apropiado debe basarse en el propósito regulatorio del estudio y la información disponible sobre el tema de prueba.
¿Qué es la toxicidad oral aguda?
La toxicidad oral aguda se refiere a los efectos adversos que se producen después de la administración de una sola dosis oral de una sustancia o después de múltiples dosis orales dadas en un breve período.
La información de toxicidad oral aguda puede apoyar:
- identificación de los peligros tóxicos agudos;
- clasificación y etiquetado;
- estimación de un rango tóxico agudo;
- selección de las precauciones adecuadas para la manipulación;
- seguridad química más amplia y evaluación del riesgo;
- Envíos regulatorios cuando se requiere información de toxicidad oral aguda.
La información generada puede apoyar la clasificación Sistema Mundialmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos o sistemas de aplicación de los principios del SMA.
No obstante, el requisito reglamentario aplicable debe evaluarse para la sustancia específica, la categoría de productos y la jurisdicción.
¿Por qué hay tres métodos de toxicidad aguda de la OCDE?
Se elaboraron TG 420, TG 423 y TG 425 para generar información científicamente útil sobre toxicidad aguda y reducir la dependencia del enfoque histórico convencional LD50.
El método adecuado depende en gran medida del tipo de información necesaria.
OCDE Test Guideline | Método | Enfoque fundamental | Principal Output |
|---|---|---|---|
TG 420 | Procedimiento de la dosis fija | Dosis fija seleccionadas con énfasis en identificar la toxicidad evidente en lugar de la mortalidad | Clasificación de peligros basados en signos tóxicos y mortalidad |
TG 423 | Método de clase tóxica aguda | Grupos de tres animales probados secuencialmente a niveles de dosis predefinidos | Clase de toxicidad aguda / rango de corte LD50 para clasificación |
TG 425 | Procedimiento de arriba y abajo | Animales individuales dosificados secuencialmente; dosis aumenta o disminuye según la respuesta del animal anterior | Estimación LD50 con intervalo de confianza asociado |
El documento de orientación de la OCDE sobre pruebas agudas de toxicidad oral debe considerarse al determinar qué método es más apropiado para un objetivo reglamentario particular.
OCDE TG 420: Procedimiento de Dosis Fija
Principio
OCDE TG 420 es Procedimiento de Dosis Fija (FDP).
Su característica distintiva es que el método hace especial hincapié en la identificación signos evidentes de toxicidad en lugar de utilizar la mortalidad como punto final primario.
Los niveles de dosis fijos normalmente utilizados son:
- 5 mg/kg de peso corporal
- 50 mg/kg de peso corporal
- 300 mg/kg de peso corporal
- 2000 mg/kg de peso corporal
Una dosis excepcional de 5000 mg/kg sólo puede considerarse en las circunstancias descritas en la directriz.
El método está destinado principalmente para usar en ratas, y los animales de un solo sexo, normalmente mujeres, se utilizan generalmente.
Estudio de visión
Antes del estudio principal, se realiza un estudio de avistamiento para ayudar a seleccionar una dosis inicial adecuada.
El objetivo es identificar una dosis que se espera produzca evidencia de toxicidad sin causar innecesariamente toxicidad grave o muerte.
Por lo tanto, la selección de la dosis inicial debe incorporar toda la información disponible relativa al elemento de prueba, incluso cuando esté disponible:
- propiedades fisicoquímicas;
- relaciones estructurales;
- información in vitro o in vivo existente;
- información sobre sustancias conexas;
- exposición humana prevista;
- información toxicológica existente.
Estudio principal
Los animales son tratados posteriormente a una dosis fija adecuada según el resultado del estudio de avistamiento.
Es posible que se requieran pruebas adicionales a una dosis fija superior o inferior dependiendo de la toxicidad o mortalidad observadas.
Un total de cinco animales de un sexo se utilizarán normalmente para cada nivel de dosis investigado, según la directriz de la OCDE.
¿Cuándo es TG 420 particularmente útil?
TG 420 puede ser apropiado cuando el objetivo reglamentario es principalmente Clasificación aguda de toxicidad y al identificar una dosis que produzca una toxicidad evidente proporciona suficiente información.
A diferencia de los métodos centrados principalmente en la mortalidad, el procedimiento de dosis fija incorpora signos no letales de toxicidad directamente en su proceso de decisión.
OCDE TG 423: Método de clase tóxica aguda
Principio
OCDE TG 423 es Método de clase tóxica aguda.
Es un procedimiento gradual en el que tres animales de un solo sexo se utilizan a cada paso.
Los niveles de dosis predefinidos son generalmente:
- 5 mg/kg de peso corporal
- 50 mg/kg de peso corporal
- 300 mg/kg de peso corporal
- 2000 mg/kg de peso corporal
La progresión a una dosis superior o inferior depende de la mortalidad y/o estado moribundo observado en los animales tratados en el paso anterior.
La directriz de la OCDE indica que, según el resultado, un promedio de aproximadamente dos a cuatro pasos puede ser necesario.
Importantemente, TG 423 es por tanto un método secuencial del grupo. No debe confundirse con TG 425, en el que se dosifican los animales individuales secuencialmente.
¿Cómo funciona el método?
Tres animales se administran la dosis inicial seleccionada.
La decisión ulterior puede entrañar:
- probar un grupo adicional a la misma dosis;
- pruebas a una dosis superior;
- pruebas a una dosis inferior; o
- detener el estudio y asignar la clasificación adecuada.
La decisión se determina de acuerdo con las normas de decisión especificadas en la directriz de la OCDE.
¿Qué información proporciona TG 423?
TG 423 es principalmente un método orientado a la clasificación.
Permite asignar una sustancia a una categoría de toxicidad aguda y permite la determinación de una sustancia Valor o rango de corte LD50En lugar de intentar determinar un LD50 numérico exacto.
¿Cuándo puede ser apropiado TG 423?
TG 423 puede ser particularmente útil cuando el principal objetivo reglamentario es:
- clasificación de riesgos;
- cesión de una categoría de toxicidad aguda; o
- identificación de un rango de corte LD50.
OECD TG 425: Up-and-Down Procedure
Principio
La OCDE TG 425 utiliza un diseño experimental fundamentalmente diferente.
El Procedimientos de arriba y abajo (UDP) administra el elemento de prueba para un animal a la vez.
La respuesta del animal anterior determina la dosis dada al siguiente animal.
En términos simplificados:
- si un animal sobrevive, el siguiente animal generalmente recibe una dosis más alta;
- si un animal muere, el siguiente animal generalmente recibe una dosis menor.
La prueba principal continúa de acuerdo con reglas secuenciales predefinidas hasta que uno de los criterios de parada estadísticos especificados en la directriz haya sido satisfecho.
Los animales se dosifican normalmente a intervalos que permiten establecer el resultado del animal anterior antes de que se trate al siguiente animal. La OCDE describe un intervalo de aproximadamente 48 horas como siempre, aunque el intervalo apropiado depende de la aparición, duración y severidad de signos tóxicos.
¿Qué diferencia la TG 425?
A diferencia de TG 420 y TG 423, TG 425 es específicamente capaz de generar:
- un estimadas LD50, y
- un asociado intervalo de confianza.
El LD50 se calcula utilizando la metodología estadística especificada para el procedimiento de arriba y abajo.
La OCDE también proporciona software estadístico asociado con el TG 425; los laboratorios deben utilizar la metodología aplicable y comprender las hipótesis y limitaciones del procedimiento estadístico.
Prueba de límite
TG 425 también contiene un Límite de la prueba que puede ser apropiado cuando la información existente sugiere que el elemento de prueba probablemente tenga una toxicidad aguda relativamente baja.
La decisión de utilizar una prueba límite debe justificarse científicamente sobre la base de la información disponible.
¿Cuándo puede ser apropiado TG 425?
TG 425 puede ser particularmente útil cuando un programa reglamentario requiere un estimación numérica del LD50 en lugar de sólo asignación a una clase de toxicidad.
TG 420 vs TG 423 vs TG 425: Diferencias clave
Parámetro | OCDE TG 420 | OCDE TG 423 | OCDE TG 425 |
|---|---|---|---|
Nombre oficial | Procedimiento de la dosis fija | Método de clase tóxica aguda | Procedimiento de arriba y abajo |
Diseño de estudio | Paso a paso fijo | Grupo secuencial | Secuencial individual |
Animales por paso de dosificación | Grupos de dosis fija; normalmente se investigan cinco animales por nivel de dosis | 3 animales por paso | 1 animal secuencialmente |
Base de decisión principal | Evident toxicity and mortality | Mortalidad/Estado de mortificación | Secuencia de supervivencia/mortalidad |
Típicas dosis fijas | 5, 50, 300, 2000 mg/kg | 5, 50, 300, 2000 mg/kg | Progresión de la dosis secuencial |
Objetivo primario | Clasificación basada fuertemente en la toxicidad evidente | Asignación de clase toxicidad | Estimación numérica de LD50 |
LD50 numérico | No es el objetivo principal | No es el objetivo principal | Sí |
Intervalo de confianza para LD50 | No | No | Sí |
Dotación individual secuencial | No | No | Sí |
Ningún método debe considerarse automáticamente superior a los demás. El método apropiado depende del cuestión reglamentaria que se está abordando.
Selección de animales
Las directrices de toxicidad oral aguda de la OCDE identifican generalmente rata como especie preferida, con hembras normalmente usadas.
El uso de las mujeres se basa en pruebas examinadas durante el desarrollo de la directriz que indican que, cuando se producen diferencias sexuales, las mujeres son con frecuencia ligeramente más sensibles.
Donde los hombres se utilizan en su lugar, la racionalidad científica debe ser documentada.
Los animales deben ser sanos, adecuadamente aclimatados y dentro de las especificaciones de edad y peso corporal descritas en la directriz aplicable.
Administración del elemento de prueba
El elemento de prueba normalmente se administra oralmente como dosis única por gavage, utilizando un tubo estomacal o una cánula de intubación adecuada.
Los animales son generalmente ayunados antes de la dosificación de acuerdo con la directriz aplicable.
Cuando se requiera un vehículo, su selección debe considerar:
- solubilidad o dispersibilidad del elemento de prueba;
- estabilidad;
- homogeneidad;
- compatibilidad con el elemento de prueba;
- potenciales efectos biológicos del vehículo;
- concentración y volumen de dosificación alcanzable.
La estrategia de formulación debe justificarse científicamente y documentarse.
Observaciones clínicas
La observación clínica cuidadosa es esencial en estudios de toxicidad aguda.
Los animales deben ser observados individualmente después de la administración, incluyendo:
- al menos una vez durante los primeros 30 minutos;
- periódicamente durante las primeras 24 horas;
- con especial atención durante las primeras cuatro horas; y
- diariamente a lo largo del período de observación.
El período de observación es generalmente 14 días, aunque su duración puede adaptarse cuando se justifica científicamente sobre la base de la aparición y reversibilidad de efectos tóxicos.
Las observaciones clínicas deben documentar sistemáticamente los signos pertinentes, cuando proceda:
- piel y piel;
- ojos y mucosas;
- sistema respiratorio;
- - Sistema circulatorio;
- sistema nervioso autonómico;
- sistema nervioso central;
- actividad somatomotora;
- patrón de comportamiento.
También se debe prestar atención a temblores, convulsiones, salivación, diarrea, letargo, sueño, coma y otros hallazgos relevantes.
Los animales que muestren dolor o angustia severos y duraderos, o que cumplan los criterios establecidos de punto humano, deben ser euthanizados humanamente de acuerdo con los procedimientos aplicables de bienestar animal.
Peso corporal
Los pesos individuales del cuerpo animal deben ser registrados según la directriz aplicable de la OCDE.
Los cambios en el peso corporal pueden aportar pruebas útiles de toxicidad sistémica y deben considerarse conjuntamente con:
- observaciones clínicas;
- supervivencia;
- tiempo de aparición de toxicidad;
- recuperación o persistencia de las conclusiones;
- Observaciones patológicas burdas.
Necropsia y Patología Bruta
Todos los animales utilizados en el estudio deben ser sometidos a necropsia, incluyendo:
- animales que sobrevivan a la terminación programada;
- animales encontrados muertos; y
- animales euthanizados por razones humanas.
Deben documentarse anomalías patológicas brutas.
Cuando se indica por la directriz aplicable y la naturaleza de los hallazgos, también se puede considerar el examen microscópico de los tejidos que muestran anomalías brutas.
Toxicidad Oral Aguda y Clasificación GHS
La información de toxicidad oral aguda puede contribuir a la clasificación según el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos de las Naciones Unidas.
Las categorías actuales de toxicidad aguda del SGA se basan en estimaciones de toxicidad aguda expresadas en peso corporal de mg/kg.
Categoría de Toxicidad Oral Aguda | Estimación de la toxicidad aguda |
|---|---|
Categoría 1 | ≤5 mg/kg |
Categoría 2 | 5–50 mg/kg |
Categoría 3 | ±50–300 mg/kg |
Categoría 4 | √300–2000 mg/kg |
Categoría 5 | ±2000–5000 mg/kg |
La categoría 5 es una categoría adicional destinada a sustancias de toxicidad aguda relativamente baja cuando se cumplen criterios específicos para su inclusión.
The regulatory implementation of GHS differs among jurisdictions. Por consiguiente, la clasificación debe confirmarse siempre contra el marco nacional o regional aplicable legalmente en lugar de asumir que el propio texto del SGA constituye la legislación aplicable.
3R en test de toxicidad oral aguda
El desarrollo de TG 420, TG 423 y TG 425 representa una evolución importante de las pruebas tradicionales de letalidad aguda.
El 3Rs son:
Sustitución
Use enfoques no naturales en lugar de animales donde las alternativas científicamente válidas y regulatoriasmente aceptables puedan proporcionar la información necesaria.
Reducción
Utilice el número mínimo de animales necesarios para obtener información científica y regulatoriamente significativa.
Los diseños secuenciales y orientados a la clasificación utilizados en los métodos modernos de toxicidad oral aguda son ejemplos importantes de los Reducción principio.
Refinement
Diseño y realización de estudios para minimizar el dolor evitable, el sufrimiento y la angustia.
Por ejemplo:
- selección apropiada de la dosis inicial;
- evitar las dosis previstas para causar toxicidad grave innecesaria cuando sea posible;
- observación clínica frecuente;
- endpoints humanos predefinidos;
- intervención veterinaria oportuna y eutanasia humana cuando sea necesario.
Es importante no describir los números reducidos de animales como "Reemplazo". La reducción y el reemplazo son conceptos distintos dentro del marco 3Rs.
Importancia de la información existente antes de iniciar un estudio animal
Un estudio agudo de toxicidad oral no debe comenzar simplemente porque existe una directriz.
Antes de iniciar un estudio in vivo, debe revisarse toda la información razonablemente disponible.
Esto puede incluir:
- Características fisicoquímicas;
- datos de toxicidad existentes;
- información sobre la estructura y la actividad;
- datos de sustancias conexas;
- información in vitro disponible;
- datos anteriores sobre animales;
- información sobre la exposición humana, cuando proceda;
- - Clasificación reglamentaria ya disponible;
- información relevante para la corrosividad o irritación severa.
Este examen tiene dos propósitos importantes:
- determinar si es necesario realizar pruebas adicionales de animales científica y reglamentariamente; y
- seleccionando el método más adecuado de la OCDE y la dosis inicial cuando se requieren pruebas.
Una sustancia conocida por producir dolor o angustia grave debido a propiedades corrosivas o fuertemente irritantes no debe administrarse simplemente para generar datos adicionales de toxicidad oral aguda cuando tales pruebas son científicamente innecesarias.
Realización de estudios de toxicidad oral aguda bajo GLP
Cuando se trate de un estudio agudo de toxicidad oral para la presentación reglamentaria y el GLP es aplicable, el estudio debe realizarse según el Principios de la OCDE sobre buenas prácticas de laboratorio y la correspondiente Guía de Pruebas de la OCDE.
GLP proporciona un sistema de calidad que aborda cómo son los estudios de seguridad no clínicos:
- planificado;
- realizado;
- monitoreado;
- registrados;
- notificado; y
- archivado.
Entre los elementos importantes figuran los siguientes:
- un plan de estudio aprobado;
- responsabilidad claramente definida del Director de Estudios;
- personal cualificado y capacitado;
- artículos de prueba y referencia caracterizados;
- equipos controlados y sistemas informáticos;
- contemporaneous raw-data recording;
- actividades independientes de garantía de calidad;
- desviaciones documentadas;
- presentación de informes finales controlados;
- retención y archivo de registros y especímenes.
Donde se generan estudios dentro de la OCDE Aceptación Mutua de Datos (MAD) framework, applicability also depends on the GLP compliance-monitoring status and scope of the test facility and participating country.
Seleccionar la directriz apropiada de la OCDE
La elección entre TG 420, TG 423 y TG 425 debe hacerse antes del inicio del estudio basado en el objetivo regulatorio y la información científica disponible.
Un enfoque conceptual práctico es:
Considere TG 420 cuando:
el objetivo regulatorio puede ser satisfecho a través de un procedimiento de dosis fija que enfatiza la toxicidad y clasificación de peligros evidentes sin requerir un LD50 numérico preciso.
Considere TG 423 cuando:
la clasificación en una clase de toxicidad aguda o el establecimiento de un rango de corte LD50 es el requisito principal.
Considere TG 425 cuando:
una estimación numérica de LD50 y un intervalo de confianza asociado se requieren específicamente.
Estas son consideraciones generales en lugar de normas universales de selección.
El método final debe seleccionarse después de examinar el requisito de los datos reglamentarios aplicables, documento de orientación de la OCDE No 24, información existente sobre el elemento de prueba y consideraciones relacionadas con el bienestar animal.
Conclusión
OCDE TG 420, TG 423 y TG 425 proporcionan diferentes estrategias validadas científicamente para evaluar la toxicidad oral aguda.
La distinción principal no es simplemente el número de animales utilizados:
- TG 420 es un Procedimiento de la dosis fija enfatizando la toxicidad evidente.
- TG 423 es un Método de clase tóxica aguda usando tres animales por paso secuencial para apoyar la clasificación.
- TG 425 es un Procedimiento de arriba y abajo usando dosis secuenciales individuales para estimar un LD50 y su intervalo de confianza.
La correcta selección y ejecución del método requieren el examen del propósito regulatorio, la información toxicológica existente, el bienestar animal, la estrategia de selección de dosis y los requisitos aplicables del GLP.
Por consiguiente, la evaluación moderna de la toxicidad aguda no debe considerarse como la determinación rutinaria de una dosis letal, sino como una proceso regulatorio de toma de decisiones diseñado para generar la información de peligro necesaria utilizando un diseño de estudio científicamente justificado y éticamente responsable.
Referencias
- OCDE (2002). Prueba No 420: Toxicidad Oral Aguda – Procedimiento de Dosis Fija. Directrices de la OCDE para el examen de los productos químicos, Sección 4. OCDE Publishing, París. DOI: 10.1787/9789264070943-en.
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