나노물질 동물평가에서 비동물평가로
기사 발행일 : 2020-10-05
나노기술의 발전은 무한적으로 응용할 수 있는 나노물질의 개발로 이어졌다. 덴마크 NanoDatabase에는 4000개 이상의 나노물질이 포함된 소비자 제품이 포함되어 있다.
다양한 종류의 나노물질이 글로벌 시장에 출현함에 따라, 각각의 물질들이 인간 또는 동물들에게 어떠한 영향을 미칠지가 중요해 졌고, 결국 동물실험으로 이어지게 됬다. 하지만, 동물실험은 윤리적으로 문제가 있으며, 비용과 시간이 많이 든다는 단점이 있는데다가 인간과 완벽하게 똑같지는 않다는 치명적인 약점 때문에 많은 기관들이 동물 이외의 방법을 사용하려 하고 있다.
지속가능하고, 윤리적이며 과학적으로 타당한 동물실험 대안
유럽법에 따르면, 동물 테스트는 최후의 보루로 쓰는 것을 목표로 한다. 미국환경보건국은(EPA)는 2035년까지 모든 포유류 연구에 대한 요청과 투자를 없앨 계획이다.
나노물질과 기타 화학물질에 정보를 충족시키지 위해, 비동물적 접근은 지속가능하고 과학적으로 타당한 해결책이 될수 있다. 나노물질은 기존 화학물질에 적용되는 규제 체계에서 다루기 때문에 나노특성 매개변수를 고려하는 한 기존 접근법과 방법이 일반적으로 적용 가능하다.
그룹화 및 read-across: 기존 데이터 사용의 극대화
동물실험의 의존도를 줄이고, 많아지는 나노물질를 효율적으로 테스트하는 방법은 물질들의 물리화학적인 특징을 기반으로 분류하는 것이다. 그룹화 및 read-across를 사용한 기존의 데이터를 기반으로 새로운 물질을 예측하고 추가 평가할 나노물질 우선 순위 지정과 가능하다면 동물실험을 없앨지의 식별을 용의하게 한다. 또한, 화학적 특성에서만 끝나지 않고 노출, 독성동태학 및 생활주기를 추가하여 식별할 그룹화 프레임워크도 제안되었다.
매년 약 100만 마리의 동물이 흡입 독성 테스트에 사용
흡입은 나노 물질이 노출될수 있는 경로중 하나이며 호흡기는 포탈 역할을 한다.
아급성(TG 412) 및 아만성(TG 413) 연구에 대한 경제협력개발기구(OECD) 시험지침(TGs)은 나노물질 시험에 자주 사용된다. 이 시험지침에 따라 연구되는 동물들은 약 수백마리 종류가 되며 주로 설치류이다. 이는 매년 전세계 약 1백만 마리의 동물을 흡입독성 테스트를 한다.
그러나 인간과 설치류는 생리학적 그리고 해부학적 차이가 있기 때문에 물질의 흡입 반응에 대해 정확하게 예측하지 못한다. 이 때문에 인간의 행동 메커니즘을 고려한 비동물 접근법의 추가 개발이 시급하다.
Adverse outcome pathways (AOP: 독성발현경로)는 인간의 반응 예측가능
나노물질을 포함한 화학물질의 작용 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해 AOP가 사용 될수 있다. AOP로 이어지는 key events (KEs)는 비동물 방법에 시험전략을 설계하는데 도움이 된다.
이에 관해OECD가 검토 중인 폐섬유화 AOP를 예를 들수 있다. 국제 과학 컨소시엄에 의해 개발 자금을 지원받은 공혈 장벽 EpiAlvolar™ (MatTek Life Science)의 3차원 인간 공동 배양 모델을 사용하여 나노 물질의 섬유를 예측하기 위한 연구 선택 사항을 알려준다.
모델은 인간 폐포 상피 세포, 폐의 내피 세포, 섬유질 그리고 일부 치경 대식세포로 구성되어 있다. 부작용 경로에 설명된 폐섬유화를 성공적으로 포착했으며, 현재 EU Horizon 2020 프로젝트에서 추가 평가를 받고 있다.
규제를 위한 비동물 접근법 현실화
이해관계자들 사이의 많은 대화를 통해 비동물적 접근법은 성공을 할수 있다.
나노테크놀로지스 및 OECD 제조나노물질 작업반(WPMN)는 전문가들과 협력하여 지침들을 개발중에 있다. 국가 또는 민간 컨소시험들도 특정 테이터를 다루는데 중요한 역할을 하고 있다.
