Essai de toxicité par inhalation aiguë

OCDE TG 403, OCDE TG 433 et OCDE TG 436

Toxicité aiguë par inhalation : évaluation scientifique et réglementaire des dangers respiratoires

L'inhalation est une voie d'exposition chimique importante car les gaz, les vapeurs, les aérosols, les poussières et les brouillards peuvent interagir directement avec les voies respiratoires. Selon les propriétés physicochimiques de l'article d'essai, le profil des dépôts, la solubilité, la réactivité et la clairance, l'exposition par inhalation peut causer des effets respiratoires locaux, une toxicité systémique ou les deux. Des études de toxicité aiguë par inhalation sont donc utilisées lorsque l'inhalation est une voie d'exposition pertinente et que l'exigence de données réglementaires applicables ne peut être adéquatement traitée par les renseignements existants, les méthodes de rechange, la lecture croisée ou une dérogation acceptée.

Le choix de la méthode appropriée d'essai par inhalation aiguë devrait être scientifiquement justifié et refléter l'objectif réglementaire, les informations disponibles sur la toxicité, l'exposition humaine attendue, la forme physique de l'article d'essai, la faisabilité technique de produire une atmosphère appropriée et les principes de remplacement, de réduction et de raffinement (3R). L'actuel TG 403 de l'OCDE met particulièrement l'accent sur l'examen de l'information existante et des méthodes d'inhalation aiguë plus raffinées avant de mener une étude traditionnelle TG 403. Lorsque la classification et l'étiquetage sont le principal objectif réglementaire, le TG 436 de l'OCDE est généralement recommandé par le TG 403, sous réserve des besoins de l'autorité réceptrice.

Base scientifique des essais de toxicité par inhalation aiguë

Les essais de toxicité aiguë par inhalation évaluent les effets indésirables qui surviennent après une exposition par inhalation de courte durée. Le paramètre pertinent dépend de la ligne directrice d'essai de l'OCDE choisie. Une CL50 précise ou une autre estimation quantitative concentration-réponse est principalement associée au TG 403 de l'OCDE. Le TG 433 de l'OCDE utilise plutôt la toxicité évidente comme point de décision clé, tandis que le TG 436 de l'OCDE utilise une procédure de classe toxique aiguë par étapes dans laquelle la mortalité ou la moribondité détermine la progression entre les concentrations prédéfinies.

Les matières inhalées ne passent pas nécessairement directement et rapidement des alvéoles à la circulation systémique. Le dépôt et l'absorption des voies respiratoires dépendent de facteurs tels que la taille des particules aérodynamiques, la pression de vapeur, la solubilité de l'eau et des lipides, la réactivité, le dépôt régional, la clairance de la mucociliaire et la clairance alvéolaire. Par conséquent, une étude par inhalation aiguë doit être interprétée à la fois pour la toxicité respiratoire locale et la toxicité systémique plutôt que comme un test de toxicité purement systémique.

Lignes directrices de l'OCDE sur les essais d'inhalation aiguë : distinction réglementaire correcte

OCDE TG 403 – Toxicité aiguë par inhalation

Le TG 403 de l'OCDE contient deux modèles d'étude distincts : le protocole CL50 traditionnel et le protocole Concentration × Temps (C × t). Le protocole traditionnel utilise généralement une période d'exposition fixe, normalement de 4 heures, et au moins trois niveaux de concentration dans l'étude principale. Une étude principale est généralement menée avec cinq mâles et cinq femelles par concentration, ou cinq animaux du sexe le plus sensible lorsque cette susceptibilité est connue. La conception vise à générer une solide relation concentration-réponse quantitative et peut fournir des limites de confiance à la CL50 et à d'autres estimations de létalité.

Le protocole C × t fait également partie du TG 403 de l'OCDE. Il expose les animaux à plusieurs niveaux de concentration et à de multiples durées d'exposition, en utilisant normalement un système réservé au nez. Cette approche peut être choisie lorsqu'il existe un besoin réglementaire ou scientifique de caractériser la toxicité sur différentes durées d'exposition, par exemple en cas d'urgence ou d'aménagement du territoire. Il ne s'agit pas d'une procédure TG 436 de l'OCDE.

OCDE TG 433 – Toxicité aiguë par inhalation: procédure de concentration fixe

Le TG 433 de l'OCDE est la procédure de concentration fixe (FCP). Son affinement central est l'utilisation d'une toxicité évidente plutôt que de la mort ou de la moribondité comme critère d'évaluation, tout en évitant les concentrations susceptibles de causer la létalité ou une douleur et une détresse marquées. La procédure est progressive et utilise des concentrations fixes prédéfinies appropriées aux gaz, vapeurs ou aérosols. Une étude d'observation peut être utilisée pour identifier le sexe le plus sensible et une concentration initiale appropriée. L'étude principale utilise normalement cinq animaux d'un sexe à chaque niveau de concentration étudié, en plus des animaux utilisés dans l'étude d'observation.

Une exposition de 4 heures est recommandée, bien que d'autres durées puissent être nécessaires pour des exigences réglementaires spécifiques. La méthode vise principalement à appuyer l'évaluation et la classification des risques de toxicité aiguë plutôt que de générer une estimation ponctuelle précise de la CL50.

OCDE TG 436 – Toxicité aiguë par inhalation : méthode de classe de toxicité aiguë

Le TG 436 de l'OCDE est la méthode de la classe toxique aiguë (ATC). C'est une procédure de classification par étapes dans laquelle chaque étape utilise trois animaux de chaque sexe, le rat étant l'espèce préférée. Les animaux sont exposés pendant 4 heures à une concentration prédéfinie à partir de concentrations fixes correspondant aux catégories de toxicité aiguë par inhalation du SGH. L'étape suivante est déterminée par la présence ou l'absence de mortalité ou de moribondité liée à l'essai.

Le TG 436 n'est donc pas une méthode de concentration × temps et n'utilise pas la toxicité évidente comme critère principal de décision. Son objectif principal est la classification des risques en utilisant moins d'animaux qu'une CL50 quantitative classique.

Comparaison des approches de l'OCDE pour l'inhalation aiguë

Génération et caractérisation de l'atmosphère d'essai

La génération et la caractérisation de l'atmosphère d'inhalation sont essentielles pour étudier la validité. La forme physique testée doit refléter les propriétés physicochimiques de l'objet d'essai et, le cas échéant, la forme susceptible d'être rencontrée pendant la manipulation ou l'utilisation. Les gaz et vapeurs peuvent être générés par dilution ou vaporisation contrôlée, alors que les poussières et les aérosols liquides nécessitent des systèmes de production appropriés capables de produire une atmosphère stable et respirable.

La concentration réelle d'essai-article doit être déterminée dans la zone de respiration des animaux en utilisant une méthode d'analyse validée ou scientifiquement justifiée. Pour le TG 403 de l'OCDE, l'atmosphère d'exposition devrait être maintenue aussi constante que possible. Lorsque l'échantillonnage intermittent est utilisé dans une étude de 4 heures, on s'attend généralement à ce qu'au moins deux échantillons de chambre soient prélevés davantage si l'on observe une variabilité importante. Les échantillons individuels de concentration ne doivent généralement pas s'écarter de la concentration moyenne en chambre de plus de ±10 % pour les gaz et les vapeurs ou de ±20 % pour les aérosols liquides ou solides.

Pour le TG 433, la concentration réelle est également mesurée dans la zone respiratoire. Lorsque l'on utilise l'échantillonnage intermittent, la ligne directrice précise au moins cinq échantillons à des intervalles approximativement horaires lorsque cela est possible. Le même critère de ±10 % pour les gaz/vapeurs et de ±20 % pour les aérosols liquides/solides s'applique aux échantillons de concentration de chaque chambre par rapport à la moyenne.

Caractérisation de la taille des particules d'aérosol

La caractérisation de la taille des particules doit être exprimée à l'aide de paramètres aérodynamiques, et non pas simplement comme le pourcentage de particules dans une bande de taille nominale. Dans le cadre du TG 403 de l'OCDE, il est recommandé d'utiliser des aérosols d'un diamètre aérodynamique médian (MMAD) de 1 à 4 μm et un écart-type géométrique (GSD) de 1,5 à 3,0 pour permettre l'exposition des régions pertinentes des voies respiratoires. La distribution des particules doit être déterminée au moins deux fois au cours de chaque exposition de 4 heures.

Dans le cadre du TG 433 de l'OCDE, il est recommandé de déterminer un MMAD d'aérosol de ≤4 μm avec une DSE de 1,0 à 3,0, et la distribution de la taille des particules devrait également être déterminée au moins deux fois au cours de chaque exposition de 4 heures. Tout écart scientifiquement justifié par rapport à la taille recommandée des particules doit être expliqué dans la documentation de l'étude.

Systèmes d'exposition: Nez/tête seul et corps entier

Les systèmes d'exposition nez/tête et corps entier peuvent être appropriés selon l'article d'essai, la conception de l'étude et l'objectif réglementaire. Les systèmes nez/tête seulement peuvent réduire l'exposition à la non-inhalation et assurer généralement un contrôle plus strict de l'atmosphère inhalée, mais la retenue peut introduire du stress et nécessite une acclimatation et une surveillance attentives. Les systèmes à corps entiers évitent la retenue, mais peuvent augmenter la consommation d'articles d'essai et peuvent permettre une exposition cutanée supplémentaire ou orale par toilettage après le dépôt sur la fourrure.

Par conséquent, l'exposition au nez seulement ne doit pas être décrite comme prévenant complètement l'exposition cutanée ou oculaire. Un énoncé plus précis est qu'il minimise l'exposition par des voies de non-inhalation.

SGH et CLP de l'UE Classification de la toxicité aiguë par inhalation

La classification de la toxicité aiguë par inhalation dépend de la forme physique du matériau d'essai et de l'estimation de la toxicité aiguë (ETA) pendant 4 heures ou de l'information équivalente sur la CL50. Pour les CLP de l'UE, les catégories 1 à 4 sont utilisées. Le SGH de l'ONU comprend également une catégorie 5 facultative, mais la catégorie 5 n'est pas une catégorie de toxicité aiguë dans le cadre du CLP de l'UE.

Note : Les critères numériques présentés sont les catégories de toxicité aiguë par inhalation du CLP de l'UE pour une exposition de 4 heures. Pour d ' autres pays, il faudrait vérifier l ' édition du SGH et sa mise en œuvre aux niveaux national et régional.

Réalisation d'une étude réglementaire sur l'inhalation aiguë

Un programme scientifiquement défendable d'inhalation aiguë commence normalement par l'examen de toutes les informations disponibles, y compris l'identité et la composition des éléments d'essai, la pureté, les propriétés physicochimiques, la volatilité, les caractéristiques de taille des particules, le cas échéant, l'inflammabilité et l'explosibilité, les données toxicologiques existantes, l'utilisation et l'exposition prévues et la méthode analytique de mesure de l'atmosphère.

La faisabilité technique doit être démontrée avant l'exposition des animaux. Cela comprend la production de l'atmosphère prévue, la confirmation de la stabilité et de l'homogénéité, l'échantillonnage approprié dans la zone de respiration des animaux et la vérification que les conditions environnementales telles que le débit d'air, la température, l'humidité relative, l'oxygène et le dioxyde de carbone demeurent dans des fourchettes acceptables.

Pendant et après l'exposition, les animaux sont évalués en fonction de la mortalité/moribondité et des signes cliniques de toxicité selon la ligne directrice choisie. Les poids sont enregistrés à des intervalles spécifiés. L'observation post-exposition se poursuit généralement pendant environ 14 jours, la durée exacte étant ajustée lorsque l'apparition, la persistance ou la récupération des effets toxiques le justifie. Tous les animaux sont soumis à une nécrose grave, comme l'exige la directive applicable; un examen histopathologique peut être approprié lorsqu'il est indiqué par des lésions, des objectifs d'étude ou des exigences réglementaires.

Dans le cas des présentations réglementaires, l'étude devrait être effectuée en vertu du cadre de bonnes pratiques de laboratoire (BPL) applicable lorsque l'autorité réceptrice l'exige. Le rapport final devrait clairement distinguer les concentrations cibles, nominales et réelles, fournir les méthodes de production et d'analyse de l'atmosphère, documenter les données sur la taille des particules pour les aérosols, faire état des observations individuelles des animaux et du poids corporel, décrire les résultats de la nécrose et fournir l'analyse statistique appropriée au plan d'étude choisi.

Foire Aux Questions

Tous les gaz, vapeurs, aérosols, poussières ou liquides volatils nécessitent-ils automatiquement une étude par inhalation aiguë?

C'est pas vrai. La nécessité d'effectuer des essais dépend du cadre réglementaire applicable, de la voie prévue d'exposition humaine, des informations disponibles sur la toxicité aiguë, des propriétés physicochimiques et de la question de savoir si les adaptations acceptées, la lecture croisée, d'autres méthodes ou dérogations peuvent tenir compte du critère. Les essais ne doivent pas être présentés comme universellement obligatoires pour chaque matière inhalable.

Quelle ligne directrice de l'OCDE devrait être choisie lorsque seule la classification et l'étiquetage du SGH sont requis?

L'actuel TG 403 de l'OCDE fait remarquer que le TG 436 est généralement recommandé lorsque l'information pour la classification et l'étiquetage est le principal besoin. Le TG 433 peut également être approprié lorsque la procédure de concentration fixe et son paramètre de toxicité manifeste atteignent l'objectif réglementaire. Le choix final devrait être justifié par rapport aux exigences de l'autorité de réception.

Quand le GT 403 de l'OCDE est-il approprié?

TG 403 est approprié lorsqu'une relation concentration-réponse quantitative, une estimation ponctuelle telle que CL50/LCx, ou des informations sur le temps de concentration sur plusieurs durées d'exposition est nécessaire scientifiquement ou de façon réglementaire. TG 403 ne devrait pas être utilisé automatiquement lorsqu'une approche plus raffinée peut satisfaire aux exigences en matière de données.

Une CL50 précise peut-elle être calculée à partir du TG 433 ou du TG 436?

Ces méthodes sont principalement des procédures de classification et ne sont pas conçues pour produire la même estimation ponctuelle précise de la CL50 qu'une conception quantitative conventionnelle TG 403. Ils fournissent des informations suffisantes pour attribuer ou entrecroiser les catégories de danger aiguë par inhalation conformément à leurs systèmes de décision.

Combien de temps dure une étude par inhalation aiguë?

La phase animale comprend normalement l'exposition suivie d'une période d'observation d'environ 14 jours. La durée totale du projet dépend de la caractérisation des éléments d'essai, de l'état de préparation des méthodes d'analyse, de la faisabilité de la génération de l'atmosphère, du calendrier des études, des exigences en matière de pathologie, de l'examen des données, de l'examen de l'AQ et du rapport final. Un délai d'exécution universel fixe ne devrait donc pas être indiqué sans confirmation spécifique à l'étude.

Conclusion réglementaire

L'évaluation de la toxicité aiguë par inhalation devrait être conçue autour de la question réglementaire réelle plutôt que d'une seule méthode par défaut. Le TG 403 de l'OCDE fournit des options quantitatives traditionnelles de CL50 et de C × t; le TG 433 de l'OCDE fournit une procédure de concentration fixe axée sur la toxicité évidente; et le TG 436 de l'OCDE fournit une procédure de classe toxique aiguë fondée sur des concentrations prédéfinies et sur la mortalité/moribondité. Une sélection correcte des méthodes, une production atmosphérique techniquement contrôlée, une caractérisation des aérosols conforme aux directives et une interprétation précise des critères SGH/PCL sont essentielles pour une étude scientifiquement valable et acceptable par règlement.

Références autorisées

1. OCDE (2024). Essai no 403 : Toxicité aiguë par inhalation. Directives de l'OCDE pour les essais de produits chimiques, section 4. Lien
2. OCDE (2018). Essai no 433: Toxicité aiguë par inhalation: procédure de concentration fixe. DOI: 10.1787/9789264284166-fr. Lien
3. OCDE (2009). Essai no 436 : Toxicité aiguë par inhalation – Méthode de classe toxique aiguë. Lignes directrices de l'OCDE pour les essais de produits chimiques, section 4. DOI: 10.1787/9789264076037-fr. Lien
4. OCDE (2018). Document d'orientation sur les études de toxicité par inhalation – Deuxième édition. Série de l'OCDE sur les essais et l'évaluation no 39. Lien
5. Règlement (CE) no 1272/2008 relatif à la classification, à l'étiquetage et à l'emballage des substances et mélanges (CLP), annexe I, section 3.1 – Toxicité aiguë. Lien
6. Commission économique pour l ' Europe (CEE). Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGH), onzième édition révisée. Lien