In Silico Modeling Method for Computational Aquatic Toxicology of Endocrine Disruptors: A Software-Based Approach Using QSAR Toolbox

Il nostro protocollo utilizza un programma software altamente accessibile e aperto per consentire un rapido calcolo degli effetti avversi a breve termine delle sostanze chimiche che alterano il sistema endocrino. Questa cassetta degli attrezzi QSAR dell'OCSE è utile per prevedere la tossicità delle sostanze chimiche e fornisce un metodo efficace per valutare l'ecotossicità acuta degli interferenti endocrini in modo user-friendly. All'avvio della Casella degli strumenti QSAR, l'utente inizia dalla fase della Casella degli strumenti di input per impostazione predefinita e la Casella degli strumenti crea automaticamente un file di lavoro denominato Documento 1.

Dopo aver fatto clic su Numero di servizio astratto chimico, immettere il numero di servizio astratto chimico della sostanza di destinazione nel campo di testo disponibile e fare clic su Cerca. Tramite il pulsante Struttura, la sostanza può anche essere cercata dal codice del sistema semplificato di immissione della linea di ingresso molecolare. Per eseguire il saggio in silico per più sostanze bersaglio, scrivere un semplice elenco di sostanze in un editor di testo in cui ogni numero di servizio chimico astratto è elencato in una singola riga e salvare il file di testo con un nome appropriato.

Fare quindi clic su Dati e verificare che i database elencati in Informazioni ecotossicologiche siano selezionati. Fare clic su Input, selezionare Query e fare clic su Sì nella finestra di dialogo per accettare le impostazioni selezionate. Nella scheda Servizio astratto chimico selezionare Carica elenco per caricare l'elenco di sostanze salvato come file di testo.

Fare clic su Aggiungi nella parte inferiore del menu a comparsa e quindi su Esegui. La Casella degli strumenti QSAR mostrerà un messaggio che indica il numero di sostanze recuperate per la ricerca. Per la profilatura, fate clic sul pulsante della fase Casella degli strumenti profilatura e passate ai metodi di profilatura nel pannello delle opzioni del palco.

Fate clic su Deseleziona tutto (Unselect All) nella finestra Metodi profilatura (Profiling Methods) e confermate che tutti i profilai elencati in Predefiniti e i profiloi correlati alla tossicità acquatica in Specifica endpoint sono selezionati, quindi fate clic su Applica (Apply), fate clic con il pulsante destro del mouse su Parametri (Parameters) per eseguire i modelli QSAR 2D e 3D integrati come desiderato. Per la raccolta dei dati, fare clic sul pulsante della fase Casella degli strumenti dati e fare clic su Raccogli sulla barra degli strumenti azioni. Selezionare Tutti gli endpoint per raccogliere tutti i dati sperimentali oppure Scegliere di raccogliere i dati sperimentali specifici dell'endpoint.

Fare clic con il pulsante destro del mouse sull'endpoint di interesse e organizzare l'albero degli endpoint nel modo preferito utilizzando i termini e le frecce disponibili prima di fare clic su Ok. Quindi fare clic con il pulsante destro del mouse sull'endpoint di interesse e scegliere Esporta matrice di dati per esportare i dati raccolti in un foglio di calcolo. Verrà visualizzata un'esportazione guidata matrice che abilita l'aggiunta di altri endpoint all'elenco di esportazione.

Completare la selezione e fare clic su Esporta per salvare il file. Per il riempimento del gap di dati, fare clic sul pulsante della fase Casella degli strumenti di riempimento del gap di dati e fare clic su Automatizzato. Selezionare Informazioni ecotossicologiche e pesce, concentrazione letale al 50% a 96 ore e fare clic su Ok.

Verrà visualizzata la finestra del controller del flusso di lavoro. Se si esegue la modalità Batch, specificare l'intervallo di sostanze su cui eseguire il flusso di lavoro. Se la stima è stata eseguita correttamente, fare clic sul pulsante della fase casella degli strumenti report, fare clic con il pulsante sinistro del mouse sul valore di stima risultante, scegliere Previsione e personalizzare il contenuto e l'aspetto del report nella procedura guidata popup.

Dopo aver fatto clic su Avanti, fare clic su Crea report e salvare i report di previsione e categoria come file PDF e la matrice di dati come file di foglio di calcolo. In questa analisi quantitativa delle tossicità acute previste di alcuni interferenti endocrini, quando sono stati tracciati i punti dati previsti rispetto ai punti dati sperimentali come scala log log è stata trovata una correlazione positiva tra entrambi i parametri per tutti i pesci analizzati e per le nostre specie rappresentative. Per consentire una valutazione della sicurezza della massima affidabilità, è stata eseguita un'ulteriore analisi computazionale tracciando il limite inferiore previsto dell'intervallo di confidenza del 95% della concentrazione letale al 50% rispetto ai valori derivati sperimentalmente.

In questa valutazione con un'elevata soglia di sicurezza, il 92% del totale dei composti interferenti endocrini testati è risultato rientrare nell'intervallo protettivo rispetto ai valori derivati sperimentalmente. Qui i livelli medi della concentrazione letale prevista a valori del 50% per i leganti del recettore degli estrogeni erano superiori a quelli dei non leganti. Al contrario, per la concentrazione letale sperimentale a valori del 50%, tre livelli dei leganti non e deboli erano superiori a quelli dei leganti del recettore degli estrogeni più forti.

Questa procedura può essere applicata solo a sostanze chimiche con un identificatore univoco, che in questo caso è il codice SMILES. C'è un altro flusso di lavoro automatizzato integrato nella Casella degli strumenti QSAR dell'OCSE che può essere applicato in modo simile ed è per la sensibilizzazione della pelle.