Approches Toxicologiques pour l’Évaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé «Sécurité des Aliments» DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

ACTIVITE HUMAINE AIR SOL EAU DE SURFACE EAU SOUTERRAINE Homme Récolte Bétail Produits laitiers Homme SOL ACTIVITE HUMAINE EAU DE SURFACE Poisson EAU SOUTERRAINE Eau potable

LES ENJEUX DE LA SÉCURITÉ SANITAIRE DES ALIMENTS 1. Enjeu de santé publique 2. Enjeux économiques et commerciaux   - pour les entreprises et les filières - pour le commerce international (OMC) DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

DISTINGUER DANGERS ET RISQUES DANGER : soit agent biologique, chimique ou physique présent dans un aliment, soit état de cet aliment pouvant avoir un effet adverse pour la santé RISQUE : dépend de la probabilité d'un effet adverse pour la santé et de sa gravité, du fait de la présence d'un (des) danger(s) dans un aliment DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

EXEMPLES DE DANGERS Agents biologiques : bactéries pathogènes, virus, parasites… Agents chimiques : constituants "naturels" des aliments contaminants (agriculture, evironnement…), substances chimiques ajoutés, produits néoformés … Agents physiques : corps étrangers, radioactivité, stérilisation,… DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

DISTINGUER DANGERS ET RISQUES DANGER différent de RISQUE DANGER [Hazard] s'intéresse aux propriétés intrinsèques de la molécule, du produit, du matériel... Ex. : L'oxygène présente des propriétés mutagène et cytotoxique et son inhalation a l'état pur entraîne la mort de tout être vivant.    RISQUE [Risk Assessment] s'intéresse aux propriétés dans les conditions d'utilisation. Ex. de l'oxygène: En mélange en petites proportions à de l'azote et du gaz carbonique (Composition de l'air), ce gaz est indispensable a toute vie et dans ces conditions ses propriétés toxiques ne se manifestent plus. ►► L'examen du Rapport Bénéfice/Risque devrait normalement conduire les experts à la conclusion que ce gaz doit continuer à être autorisé. DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Quelle est la clé de l’évaluation du risque toxicologique ? DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Base de l’évaluation du risque toxicologique Gestion des risques Recherches fondamentale appliquée Evaluation du danger Littérature Forum Congrès, scientifique Symposium, Mécanismes d’action Études épidémiologiques Études toxicologiques Veille scientifique Accidents Structure chimique et activité Évaluation des risques Il est généralement admis que la réponse ne peut provenir que de l’étude des mécanismes d’action de la substance à évaluer. Afin de caractériser les mécanismes d’action / inhérent à la substance en question, les études peuvent provenir de / la recherche fondamentale, la recherche appliquée, / de la littérature scientifique, des congrès et symposium… L’ensemble de ces informations constitue la première étape de l’évaluation du risque, / à savoir l’évaluation du danger. La boucle sera bouclée / avec une étude de l’exposition. Cette évaluation sert / en général aux autorités de tutelles pour gérer le risque./ Cependant l’Afssa doit rester en veille / pour alimenter la base de données et réactualiser son évaluation à chaque fois que cela est nécessaire. Il est aussi du devoir de l’Afssa de participer à l’enrichissement de la base de données par des études ainsi qu’en améliorant les outils d’évaluation du risque sanitaire. Dans les transparents suivants je décline une expérience que j’ai vécue en tant que toxicologue à l’ANMV et dont l’intérêt est de participer à la consolidation du lien qui devrait exister entre l’expertise scientifique et la recherche. Nous sommes en 1996, j’ai la charge à l’ANMV de réévaluer dans le cadre du règlement Européenne (CEE 2377/90) pour le compte du CMV à l’EMEA, la Griséofulvine… Étude de l’exposition DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES - Identification des dangers   - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

APPROCHE DE L'ANALYSE DES RISQUES Trois étapes   - Évaluation des risques - Gestion des risques - Communication sur les risques DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES - Identification des dangers   - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

CARACTÉRISATION DES DANGERS NATURE DES EFFETS NÉFASTES - Effets toxiques altérant une ou des fonctions vitales - Effets mutagènes et cancérogènes - Effets sur la reproduction - Effets métaboliques (perturbations endocriniennes, allergie, etc.) DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES - Identification des dangers   - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

ÉVALUATION DE L'EXPOSITION  Évaluation qualitative et/ou quantitative de l'ingestion probable d'agents biologiques, chimiques ou physiques par le biais des aliments, ainsi que par suite de l'exposition à d'autres sources Codex Alimentarius Les difficultés   - connaître les consommations d'aliments - connaître les teneurs en substances dangereuses DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES - Identification des dangers   - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

CARACTÉRISATION DES RISQUES - Quand il existe un seuil, on peut établir une dose journalière acceptable / admissible / tolérable (DJA / DJT) - Quand il n'existe pas de seuil, le risque est le produit de l'exposition par l'activité : notion du risque acceptable DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Interaction entre l’évaluation du danger, l’exposition et le risque Caractérisation du danger Évaluation de l’exposition Caractérisation du risque DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Objectifs de l’évaluation du danger INDUSTRIE PHARMACEUTIQUE   INDUSTRIE PHYTOSANITAIRE INDUSTRIE CHIMIQUE INDUSTRIE AGRO-ALIMENTAIRE INDUSTRIE COSMETIQUE DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Objectifs des essais toxicologiques Médicaments Évaluation du Rapport Bénéfice / Risque pour l'homme.   Objectif des études toxicologiques = caractérisation du danger afin de pouvoir réaliser une évaluation du risque pour l'homme dans les conditions d'utilisation clinique du médicament.    Phytosanitaires Pas de bénéfice direct pour la santé de l'homme. Évaluation des risques directs et/ou indirects pour l'homme, l'environnement et les animaux. Objectif des études toxicologiques = caractérisation du danger afin de pouvoir faire une évaluation de risque. DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Objectifs des essais (suite) Cosmétiques Évaluation de la tolérance et/ou du risque d'intolérances éventuelles. Pas de bénéfice pour la santé de l'homme  Objectif des études toxicologiques - Matières premières = Évaluation du Danger - Spécialités = Tolérance (Évaluation du risque) Produits Chimiques Évaluation et classification en fonction du danger  Objectif des études = Évaluation d'un danger DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Objectifs des essais (suite) Industrie Agro-alimentaire Pas de bénéfice direct pour la santé de l'homme Pas d’effet secondaire aux doses préconisées Toute substance génotoxique-cancérogène est systématiquement refusée, Aucun risque connu n'est accepté, sauf si le bénéfice est plus important que le risque (Nitrite dans la charcuterie/botulisme). Objectif des études toxicologiques = caractérisation du danger afin de pouvoir réaliser une évaluation du risque pour l'homme dans les conditions d‘emploi de l’additif alimentaire, auxiliaire technologique, matériaux aux contact alimentaire…)

Liste des textes réglementaires (non exhaustive) DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques - directive 65/65/CEE (spécialités pharmaceutiques); - règlement (CEE) n° 2309/93 (Agence européenne pour l'évaluation des médicaments) ; - directive 81/851/CEE (médicaments vétérinaires) ; - directive 90/677/CEE (médicaments vétérinaires immunologiques) ; - directive 2003/63/CE (en ce qui concerne les médicaments homéopathiques) ; - directive 2001/82/CE (médicaments homéopathiques vétérinaires) ; - directive 90/385/CEE (dispositifs médicaux implantables actifs) ; - directive 93/42/CEE (dispositifs médicaux) ; - directive 89/107/CEE (additifs dans les denrées alimentaires); - directive 88/388/CEE (arômes dans les denrées alimentaires); - directive 95/2/CE (additifs alimentaires autres que les colorants et les édulcorants) ; - directive 89/109/CEE (matériaux et objets en contact avec les denrées alimentaires) ; Liste des textes réglementaires (non exhaustive) DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES - directive 92/46/CEE (règles sanitaires pour la mise sur le marché de lait) ; - directive 89/437/CEE (mise sur le marché des ovo-produits) ; - directive 91/493/CEE (produits de la pêche) ; - directive 90/167/CEE (aliments médicamenteux pour animaux) ; - directives 70/524/CEE, 82/471/CEE et 77/101/CEE (alimentation animale) ; - directive 76/768/CEE (produits cosmétiques) ; - directive 91/414/CEE (produits phytopharmaceutiques). !!!! - directive 76/769/CEE (substances et préparations dangereuses) ; - directive 79/117/CEE (produits phytopharmaceutiques contenant des substances actives) ; - directive 98/8/CE (concernant la mise sur le marché des produits biocides) - directive 98/24/CE (protection des travailleurs contre les risques liés à une exposition à des agents chimiques, physiques et biologiques) ; - directive 84/450/CEE (publicité trompeuse) ; directive 89/391/CEE (sécurité et santé des travailleurs au travail)

Dossier d’innocuité (Sécurité) TROIS Différences 1. Objectifs des essais   2. Contenu du dossier 3. Qualité / « Puissance» des études contenues dans le dossier DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Définitions Toxique - Poison - Intoxication - Empoisonnement : On dit qu’une substance est toxique lorsque, après pénétration dans l’organisme, par quelque voie que ce soit, à une dose relativement élevée en une ou plusieurs fois très rapprochées ou par petites doses longtemps répétées, elle provoque, immédiatement ou à terme, de façon passagère ou durable, des troubles d’une ou plusieurs fonctions de l’organisme pouvant aller jusqu’à leur suppression complète et amener la mort Fabre et Truhaut Cette définition permet déjà de distinguer des phénomènes de toxicité aiguë et des effets de toxicité à long terme, dite chronique… Poison est synonyme de toxique, de même qu’intoxication est synonyme d’empoisonnement. L’usage semble cependant attribuer un sens plus général aux termes toxique et intoxication et réserver les termes poison et empoisonnement à l’attentat criminel (voire suicidaire) en médecine légale. DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

QUELS SONT LES OBJECTIFS DES ETUDES TOXICOLOGIQUES ? (i) Déterminer les propriétés toxiques d'une molécule (propriétés intrinsèques, inhérentes, spécifiques à cette molécule/produit/agent) ces propriétés caractérisent le DANGER inhérent à la molécule/produit/agent. (ii) Déterminer les effets potentiels entraînés par cette molécule/produit/agent en cas de contact avec un organisme vivant. Ces effets ne peuvent se produire qu'en cas de contact/exposition et ce contact/exposition ne se fait que dans des conditions données qui sont extrêmement variables. Ce sont ces conditions d'exposition qui font les différences observées dans l'expression des effets d'une même molécule sur un même organisme La combinaison du DANGER et de l'EXPOSITION constitue le RISQUE DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

QUELS SONT LES OBJECTIFS DES ETUDES TOXICOLOGIQUES ? LA TOXICOLOGIE S'INTERESSE AUX EFFETS NEFASTES, NOCIFS, INDESIRABLES. MAIS LE TOXICOLOGUE DOIT POSSEDER UNE CONNAISSANCE APPROFONDIE DE L'ETAT NORMAL ET DES EFFETS NORMAUX AFIN DE POUVOIR IDENTIFIER CORRECTEMENT CE QUI EST ANORMAL DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Études de Toxicologie Réglementaires Toxicologie Générale, recherche les impacts sur l'ensemble des organes ou systèmes   Toxicologie de la reproduction, étudie les effets sur la fertilité, le développement embryonnaire et le développement périnatal Mutagenèse, recherche les impacts sur le génome : mutations géniques et aberrations chromosomiques Cancérogenèse, pouvoir ou non d'une substance d'induire des tumeurs (cancérogènes génotoxiques) ou d'augmenter l’incidence de tumeurs spontanées (promoteurs). Microbiologie, hypersensibilité, phototoxicité, tests spécifiques effectués selon les besoins Tolérance chez l’homme, étudie les effets secondaires et les signes d'intolérance générale aux doses préconisées et la marge de sécurité DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

INTRODUCTION Toxicologie : Discipline scientifique qui s’occupe des toxiques ou «poisons», de leurs propriétés, de leur devenir dans l’organisme, de leur mode d’action, de leur recherche dans différents milieux et des moyens (préventifs et curatifs) permettant de réduire et/ou de combattre leur nocivité. Xénobiotique : substance étrangère à l’organisme qui peut causer des troubles plus ou moins importants. Ce sont des additifs alimentaires, des contaminants et des résidus de pesticides et des produits vétérinaires…   DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

TOXICOLOGIE LA TOXICOLOGIE EST L'ETUDE QUALITATIVE ET PLUS PARTICULIEREMENT QUANTITATIVE DES EFFETS NOCIFS A LA SANTE DES AGENTS CHIMIQUES ET PHYSIQUES TELS QU'ILS SE MANIFESTENT PAR LES ALTERATIONS FONCTIONNELLES ET STRUCTURELLES DANS LES ORGANISMES VIVANTS   W.J. HAYES k Introduction to the Handbook of Pesticide Toxicology, General Principles (Academic Press, 1991) DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Relation dose-effet LA RELATION DOSE-EFFET EST D'UNE TELLE IMPORTANCE QU'ELLE DOIT FAIRE PARTIE INTEGRANTE DE LA DEFINITION DE LA TOXICOLOGIE   EN FAIT C'EST CE PRINCIPE MEME QUE LE TERME DE "QANTITATIVE” FIGURANT DANS LA DEFINITION SIGNIFIE. Dosis sola facit venenum "SEULE LA DOSE FAIT LE POISON" DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Les objectifs des études de Toxicologie Elles doivent apporter des réponses aux questions suivantes : quels organes, tissus ou cellules sont la cible d'un impact toxique et quelles fonctions physiologiques sont affectées par les effets toxiques du produit ?   quelle est la plus forte dose administrée sans effet toxique et par conséquent la marge de sécurité ? quel est le risque de causer des dommages génétiques, des malformations congénitales ou des tumeurs ? DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Relation entre Xénobiotique (X), cible (T) et la mesure du point d’impact (E) X T T E E 1 1 1 1 Interaction simple, Interaction simple, cible cible unique unique X 1.1 1.1 X T T E E Interactions multiples, Interactions multiples, cible cible unique unique 1.2 1.2 1 1 1 1 X 1.n 1.n T T 1.1 1.1 X T T E E Interaction simple, Interaction simple, cibles cibles multiples multiples 1 1 1.2 1.2 1 1 T T 1.n 1.n X 1.1 1.1 X T T 1.2 1.2 1.1 1.1 X T T E E Interactions multiples, Interactions multiples, cibles cibles multiples multiples 1.n 1.n 1.2 1.2 1 1 T T 1.n 1.n DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Définitions Trois formes essentielles de toxicité Toxicité aiguë Toxicité à court terme (subaiguë ou subchronique) Toxicité à long terme (ou chronique) DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Essais de toxicité aiguë Pour une substance administrée par voie orale on considère que: DL50 < 5 mg/kg pc. : produit est extrêmement toxique; DL50 est comprise entre 5 et 50 mg/kg pc. : très toxique; DL50 est comprise entre 50 et 500 mg/kg pc. : toxique; DL50 est comprise entre 0,5 et 5 g/kg pc. : peu toxique; DL50 > 5 g/kg pc. : pas ou peu toxique; DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Toxicité aiguë

Dossier d’innocuité  Études de toxicologie générale (court et moyen terme) Études sur la reproduction  Études chroniques et de cancérogenèse  Toxicologie génétique  Études de toxicité spécifique (propriétés allergisantes, tolérance et effets possibles sur les fonctions immunitaires, microbiologie,…)  «Effets» sur l'homme DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

PRINCIPES GÉNÉRAUX DES ÉTUDES DE TOXICOLOGIE GÉNÉRALE DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

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Si la toxicité est une propriété inhérente à la substance, d’autres facteurs peuvent intervenir pour en moduler la nature et l’étendue DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Modulation des effets toxiques Facteurs concernant la substance elle-même A. Voie d’administration B. Concentration / Dose C. Volatilité D. Rapidité d’administration / biodisponibilité E. Solubilités et ionisation dans les fluides F. Nature du véhicule associé G. Biotransformations subies par la substance DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Modulation des effets toxiques Facteurs concernant les substances elles-mêmes A. Interactions, B. Synergie, Additive, C. Antagonisme, D. Induction enzymatique, E. Inhibition enzymatique, F. Toxiques cumulatifs,… DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Modulation des effets toxiques Facteurs concernant l’organisme où la substance est introduite A. Espèce, B. Différence Ethnique, C. Variations individuelles, D. État de digestion ou de jeûne, E. Fatigue, Maladies, F. Gestation, G. Ages, H. Sexe, K. Facteurs physiologiques,… DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Modulation des effets toxiques Facteurs environnementaux A. Changement de température, l’altitude peuvent modifier les réponses de l’organisme à l’action des xénobiotiques. B. Le cycle lumineux (jour/nuit) : Rythme circadien Autres facteurs Intolérance, tolérance, dépendance à l’égard des drogues… DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Modulation des effets toxiques Facteurs concernant l’organisme où la substance est introduite - Cinétique Pharmacocinétique : Étude de devenir et du comportement d’un médicament dans l’organisme Toxicocinétique : Étude du devenir d’un toxique (substance chimique) dans l’organisme DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Voies d’administration parentérale IV IP IM SC Concentrations sanguines Temps DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Influence de la forme chimique sur la résorption parentérale de la pénicilline G Concentrations efficaces Sel sodique Seuil toxique Sel de procaïne Seuil thérapeutique Sel de benzathine DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques Temps (en heures)

Aire sous la courbe (AUC) Concentration plasmatique Absorption + Distribution Élimination Distribution + Élimination Ces différentes phases ne se succèdent pas dans le temps. Les étapes pharmaco-cinétiques interviennent le plus souvent simultanément. Ainsi, l’élimination du ou des principes actifs et leur action biologique commencent généralement très rapidement, avant même que leur résorption ne soit totalement achevée. Élimination Temps Évolution des concentrations plasmatiques en fonction du temps (autre voie que IV) Détermination graphique ou mathématique (intégration relation Conc = f(t))

Pharmacologie Pharmacologie : Science du médicament Pharmacodynamie : Action des substances chimiques sur l’organisme Pharmacocinétique : Action de l’organisme sur les substances chimiques Comprend : (ADME ou L(libération)ADME) - Absorption - Distribution - Métabolisme - Excrétion DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Définitions Toxicocinétique Mouvement Toxicocinétique Étude du devenir dans l’organisme Comment un xénobiotique est introduit dans l’organisme et son comportement dans ce dernier ? Fréquence d’administration, Distribution dans l’organisme, Concentration dans l’organe/tissu/cellule cible Stockage dans les tissus, relargage, Biotransformations : nature des métabolites actifs/inactifs Sites et taux d’excrétion DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Relation entre toxicocinétique et l’effet toxique Dose Concentration Sanguine dans la biophase Fixation aux récepteurs Réponse Pharmacologique Réponse Toxicologique PHARMACODYNAMIE TOXICOCINETIQUE EFFET TOXIQUE DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques Relation entre toxicocinétique et l’effet toxique

CINETIQUE Méd. Humain Méd. Vétérinaire Substances Chimiques Effets Pharmacocinétique Classique Toxicocinétique PK/PD* Études in vitro Dissolution Cultures cellulaires Organes Perfusés * PK/PD : Pharmacocinétique/Pharmacodynamie DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques Études in vivo

Définitions Toxicocinétique : Étude descriptive et quantitative du devenir du toxique dans l’organisme Toxicocodynamie : Action du xénobiotique sur l’organisme DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Étapes de la Toxicocinétique Désintégration/Libération Dissolution Distribution Absorption Métabolisme Élimination Ces différentes phases ne se succèdent pas dans le temps. Les étapes pharmaco-cinétiques interviennent le plus souvent simultanément. Ainsi, l’élimination du ou des principes actifs et leur action biologique commencent généralement très rapidement, avant même que leur résorption ne soit totalement achevée. ADME DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Définitions Le modèle pharmacocinétique à base physiologique (PK/PD) (PBPK : Physiologically based pharmacokinetic model) Modèle mathématique qui permet de représenter les différentes phases du métabolisme des médicaments (pharmacocinétique) ou des xénobiotiques (toxicocinétique) et de quantifier les résultats DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Le modèle pharmacocinétique à base physiologique (PK/PD) Composé d'une série de compartiments : - organes ou un groupe de tissus, - débits sanguins Disposer d'information sur plusieurs facteurs physiologiques : - volume tissulaire, - débits sanguins tissulaires, - débit cardiaque, - taux de ventilation alvéolaires - et parfois de données concernant la perméabilité membranaire. II fait également appel à des données biochimiques telles que des coefficients de partage air/sang ainsi qu'à divers paramètres métaboliques. DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Absorption Processus par lequel le Xénobiotique passe de son lieu d’application dans la circulation générale Voie intestinale DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Autres voies d’absorption Voie pulmonaire Voie percutanée DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Mécanismes impliqués dans le passage transmembranaire Nécessité d’une structure périphérique Par transport actif Diamètre du pore < 10 Å Poids moléculaire < 100 Passage à travers les pores : filtration Molécules non ionisées Pinocytose Solubilité en lipides non ionisation Lipophilie Par diffusion à travers la membrane Hydrophilie Facteurs déterminants Membrane lipidique Mode de passage

Mécanismes impliqués dans le passage transmembranaire Transports passifs: Diffusion passive filtration Transports actifs: Diffusion facilitée Transfert actif pinocytose C1 selon le gradient de concentration selon le gradient Contre le gradient de concentration C2 DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Effets de premier passage * Voie Orale Le Xénobiotique subit une métabolisation et/ou une élimination lors de son passage au niveau du foie, de l’intestin et du poumon (voie pulmonaire). DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Facteurs modifiant l’absorption Alimentation, pH, motilité intestinale, vidange gastrique, nature du repas Age, Interactions avec d’autres substances chimiques exogènes et/ou endogènes, Pathologies digestives DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Distribution Correspond au processus de répartition du xénobiotique dans l’ensemble des tissus DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Distribution tissulaire Correspond au processus de répartition du xénobiotique dans l’ensemble des tissus Plasma Tissus Lié Libre Lié Libre Cible Stockage Dépend de : - des propriétés physico-chimiques du xénobiotique, - la liaison avec la/les protéine/s dans le sang et les tissus, - du débit sanguin et de la composition du tissu, - de l’état physiologique et pathologique de l’organisme

Facteurs de variation de la distribution Age modifications des volumes liquidiens diminution de la masse sanguine Maladies Interactions avec d’autres substances Déplacements/compétitivité sur les différents sites de liaison DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Métabolisme Les biotransformations des xénobiotiques se font généralement en deux phases : - phase I de fonctionnalisation, d’activation - phase II de conjugaison, d’élimination Ces deux phases ont pour but d'aboutir à l'élimination du xénobiotique. Les enzymes impliquées dans le métabolisme des xénobiotiques sont polymorphes et peuvent être associés avec des activités enzymatiques variables… DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Métabolisme Biotransformation, essentiellement au niveau du foie Xénobiotique Réactions de Phase I Molécule hydrosoluble Molécule conjuguée Réactions de Phase II Formation des métabolites plus facilement «excrétables» mais, aussi des métabolites ultimes + toxique que le produit parental DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Phase I : oxydation, réduction, hydrolyse Hydroxylations : R-CH2-CH3 R-CH-CH3 N et S oxydations: Désaminations oxydatives Désulfurations oxydatives Desalkylations oxydatives Oxydation des alcools et des aldéhydes Nitroréduction Azoréduction hydrolyses Époxydation des composés aromatiques [O] [O] OH OH [O] H2O OH O Oxyde d’arène OH Trans-diol

Phase II : réactions de conjugaison  adjonction de groupements polaires Glucuronoconjugaison Sulfoconjugaison Acétylation Glycocolloconjugaison Mercaptoconjugaison N-méthylation transsulfuration sulfonation (SO3H-)  Facilite l’élimination (formes hydrosolubles)

Variations du métabolisme Facteurs génétiques et Susceptibilité individuelle ex : acétyleurs lents/rapides Age nouveau-né : enzymes immatures Interactions médicamenteuses molécules inductrices des enzymes, phénomène lent molécules inhibitrices, par compétition, phénomène rapide Rythme circadien notion de chronopharmacologie DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Élimination Élimination directe sous forme inchangée par les fonctions d’excrétion intestin : fécès (fraction non absorbée et cycle entéro-hépatique) foie : bile rein : urine Poumons (air expiré), salive, sueur, lait… Élimination de métabolites DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Notions de Toxicodynamie Mode d’action de la substance sur l’organisme : Recherché = pharmacodynamie Non recherché = effets indésirables/ effets toxiques Concentration au site actif Relation dose-effet Compensation/Dommages /Réparation DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Approches d’évaluation des risques Les procédures d’évaluation du risque adoptent de manière classique deux approches : - l’évaluation du risque quantitative fondée sur l’étude de la relation dose-réponse afin de quantifier le risque associé avec un niveau particulier d’exposition, - "assurer la sécurité" fondée sur l’étude de la relation dose-réponse afin de définir le seuil au-dessous duquel un effet toxique ne serait pas détecté, et puis estimer le seuil d'exposition pour les sujets humains sensibles. DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Deux approches distinctes pour extrapoler le risque pour l’homme : Effet pour lequel on considère qu’il existe une dose-seuil et,  Effet pour lequel il n’existe pas de dose-seuil (induit par interaction de la substance ou ses métabolites avec le matériel génétique) DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Approches alternatives adoptées pour l’établissement des limites d’exposition acceptables pour l’homme Évaluation du risque quantitative "assurer la sécurité" Identification de l’étude pivot et de l’effet critique Caractérisation de la dose-réponse DSE Division par le facteur de sécurité Extrapolation du risque à partir de la faible dose Estimation du risque pour différentes exposition DJA, DJT, DHTP Établissement du risque acceptable (VSD) Limites acceptables ou concentrations admissibles Limites réglementaires d’exposition PTWI (DHTP) : Provisional tolerable weekly intake (Dose hebdomadaire tolérable provisoire) VSD : Virtually Safe Dose DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Substances génotoxiques directes ou indirectes interaction avec l’ADN pas de dose-seuil Substances aneugènes interaction avec un récepteur protéique notion de dose-seuil Dellarco et al. 1985, Elhajouji et al. 1997, Aardema et al. 1998, Kirsch-Volders et al. 2000, Parry et al. 2000 ; Kolachana et al., 1994 DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Notion du risque acceptable DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Différentes bases de données pouvant conduire à l’évaluation du risque quantitative Modèle basique Réponse à la toxicité Dose externe Physiologique basé sur les paramètres cinétiques Réponse à la toxicité Dose externe Dose interne Modèle physiologique basé sur des modèles cinétiques Dose dans l’organe cible Réponse à la toxicité Dose externe Dose interne Modèles physiologiques basés sur des modèles cinétiques plus métabolisme au niveau de l’organe cible Dose dans l’organe cible Métabolisme organe cible Réponse à la toxicité Dose externe Dose interne Dose dans l’organe cible Métabolisme organe cible Réponse de l’organe cible Réponse à la toxicité Dose externe Dose interne DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Existence d’une dose-seuil Notion de dose-seuil : on peut fixer une dose journalière acceptable / admissible / tolérable (DJA / DJT) DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

La dose sans effet comparée à la dose-seuil DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

La dose sans effet comparée à la dose-seuil L’idéal serait, pour l’établissement de la Dose journalière admissible, de commencer par identifier la dose-seuil dans le modèle expérimental le plus relevant. Cependant, en pratique, il est généralement admis qu’il n’est pas faisable d’identifier la dose-seuil, pour les raisons suivantes : - nombre d’animaux limité pour détecter une éventuelle augmentation d’effet chez une petite proportion, - un nombre plus important de doses testées est nécessaire pour s’assurer que la dose-seuil retenue est plus proche, - la valeur expérimentale affectée pour déterminer la dose-seuil doit être la plus « performante » technique disponible pour mesurer l’effet adverse le plus pertinent. DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Concept de la dose journalière admissible (DJA) Historique : - 1956-1962 : JECFA (FAO/WHO) - 1991 : Professeur R. Truhaut DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Rappel de quelques notions d’évaluation Dossier d’innocuité Dose Journalière Admissible (DJA) DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Dossier d’innocuité DSE = NOAEL  Études de toxicologie générale (court et moyen terme) DSE = NOAEL Études sur la reproduction  Études chroniques et de cancérogenèse  Toxicologie génétique  Études de toxicité spécifique (propriétés allergisantes, tolérance et effets possibles sur les fonctions immunitaires, microbiologie,…)  «Effets» sur l'homme DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Dose Journalière Admissible (DJA) DJA = DSE FS Facteur de sécurité = 10 x 10 10 x pour la variation entre espèce 10 x pour la variabilité interindividuelle DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Subdivision du facteur 100-fois Différences inter-espèces 10 Différences inter-individuelle 10 DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Subdivision du facteur 100-fois (suite) Toxicocinétique Toxicodynamie Dose Effet Définit le protocole de l’étude de toxicité Définit l’organe cible sensible à la circulation de la substance ou son métabolite actif Produit dans l’organe cible Relate l’exposition systémique à la substance ou à son métabolite actif Biodisponibilité, Clearance, 1/2 vie, Accumulation etc. Sensibilité in vitro, Concentration/effet, Modélisation, etc. Combinaison de la modélisation PB -PK-PD DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Subdivision du facteur 100-fois (suite) Toxicocinétique 3,16 Différences inter-espèces (10) Toxicodynamie (sensibilité) 3,16 Toxicocinétique 3,16 Différences inter-individuelle Toxicodynamie 3,16 (10) DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

2,5 4,0 2,5 4,0 Subdivision du 100-fois facteur (suite) Proposition de RENWICK, 1993 Toxicodynamie Toxicocinétique 2,5 4,0 Différences inter-espèces 2,5 4,0 Différences inter-individuelle DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

2,5 4,0 3,2 3,2 Subdivision du 100-fois facteur (suite) WHO, 1994 Toxicodynamie Toxicocinétique 2,5 4,0 Différences inter-espèces 3,2 3,2 Différences inter-individuelle DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Rôle des études du métabolisme et de la toxicocinétique Identification de la pertinence de l’espèce animale utilisée dans les études de toxicité Comparaison des voies métaboliques entre les animaux de laboratoire et l’homme Investigation de la toxicité chez les animaux dont la majorité des métabolites sont présents chez l’homme Extrapolation des études chez les animaux de laboratoire à l’homme Comparaison des profils métaboliques après administration de faible et forte doses Comparaison des profils métaboliques après administration à court et long terme Étude du métabolisme chez des sujets normalement constitués Études des mécanismes d’action DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Arbre de décision pour le choix du facteur de sécurité Choix de l’étude pivot et l’effet critique Adéquation de l’étude pivot Inter-espèces toxicodynamie 2,5 DSE Homme 1,0 Inter-espèces toxicocinétique 4,0 Variabilité chez l’homme de la sensibilité 2,5 Variabilité chez l’homme de la disposition 4,0 Autres considérations Nature de la toxicité, Qualité de la base des données Synthèse des données FACTEUR DE SCURITE DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Choix de l’étude pivot L’étude devrait être de qualité appropriée pour l’évaluation du risque et pour l’établissement de la DJA ou DJT. (si étude inappropriée il est judicieux de préciser DJA/DJT provisoire). L’effet devrait être considéré adverse et toxicologiquement significatif L’étude devrait simultanément être en mesure de démontrer les effets toxiques et aussi permettre de retenir la DSE Dans le cas où le facteur de sécurité de 100 est appliqué, car il manque des données sur l’étude des mécanismes ou des données de toxicocinétique, l’étude pivot est généralement celle qui permet de retenir la DSE la plus basse Il est nécessaire de s’assurer que l’effet critique retenu est observé chez différentes espèces pour lesquelles l’étude de mécanismes et la toxicocinétique sont disponibles Un facteur de sécurité supplémentaire est nécessaire en cas d’absence de la DSE, de présence de toxicité sévère, irréversible, accumulation sur une période courte,… L’étude devrait être de qualité appropriée pour l’évaluation du risque et pour l’établissement de la DJA ou DJT. Les données non conformes ou non crédibles ne devraient pas être retenues dans l’arbre de décision. (si une étude inappropriée est retenue pour l’établissement de la DSE, il est judicieux de préciser DJA/DJT provisoire avec un facteur de sécurité approprié et identifier les limites de l’étude qui a servi à la décision). L’effet devrait être considéré adverse et toxicologiquement significatif. Un simple effet physiologique sans importance toxicologique et non utilisé historiquement comme base pour l’évaluation du risque ne devrait pas être retenu dans cette démarche. L’étude devrait simultanément être en mesure de démontrer les effets toxiques et aussi permettre de retenir la dose qui ne produit pas d’effet toxique ie. DSE. Dans le cas où le facteur de sécurité de 100 est appliqué, car il manque des données sur l’étude des mécanismes ou des données de toxicocinétique, l’étude pivot est généralement celle qui permet de retenir la DSE la plus basse. En plus du choix de l’étude pivot, il est nécessaire de s’assurer que l’effet critique est observé chez différentes espèces pour lesquelles l’étude de mécanismes et la toxicocinétique sont disponibles. Un facteur de sécurité supplémentaire est nécessaire en cas d’absence de la DSE, de présence de toxicité sévère , irréversible, accumulation sur une période courte,… DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

DJA non spécifiée : cas des additifs alimentaires L’évaluation toxicologique peut indiquer qu’il n’est pas nécessaire de spécifier une DJA numérique dans les cas suivants : 1. Proposition d’un facteur de sécurité assez bas : produit complètement métabolisé avant son absorption en tant que substance biochimique naturelle sans potentiel toxique avéré, facteurs toxicocinétique non pertinents (pas de différence inter-espèce ni inter-individuelle), … 2. DSE assez élevée aboutissant à une DJA qui dépasse et de loin le maximum qui risque d’être ingéré par l’homme pour une bonne utilisation du produit, DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Notion de risque acceptable Démarche différente de celle fondée sur la notion de la dose « sans effet toxique » Définition de la dose virtuellement sans effet après analyse risque / bénéfice Définition du risque «socialement acceptable» exemple 10-6 : l’effet indésirable se manifeste chez 1 individu sur 1 million DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Notion de risque acceptable (suite) Extrapolation statistique risque pour la santé publique 1977 : risque acceptable à 10-6 si l’effet indésirable se manifeste chez 1 individu sur 1 M 1997 : risque acceptable à 10-4, 10-3 Définition de la dose virtuellement sans effet pour étudier la balance entre le risque et le bénéfice. DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Notion du risque acceptable DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Identification des dangers Évaluation de la relation dose effet Évaluation du risque lié aux HAPs dans l’alimentation pour la population française Identification des dangers choix des effets à considérer et des HAP à évaluer Évaluation de la relation dose effet choix d’une valeur toxicologique de référence (VTR) Évaluation de l’exposition contamination x consommation Calcul du risque comparaison entre la valeur d’exposition et une VTR  Nombre de cas de cancer supplémentaires parmi la population exposée durant la vie entière DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Évaluation de la relation dose effet Grande variabilité des valeurs en fonction des études toxicologiques chez l’animal DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Calcul du risque Le résultat du calcul du risque cancérogène se présente sous la forme : Excès de risque individuel (ERI) : nombre de cas de cancer supplémentaires par rapport au risque de base, dans une population exposée aux HAPs cancérogènes durant la vie entière ERI = Exposition x VTR Le niveau d’acceptabilité du nombre de cas supplémentaires de cancer est une décision des pouvoirs publics (gestion du risque) : 1 nouveau cas sur 104, 105, 106 individus DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Extrapolation aux faibles doses par le RIVM Calcul du risque Extrapolation aux faibles doses par le RIVM Dh = Ihumain x texp x texposure x dexp Iexp tlife tlife x durée de l’exposition chez l’homme en jour risque acceptable (10-4) durée de l’étude expérimentale en jours dose pour l’homme correspondant à un risque acceptable de cancer dose associée à la plus faible incidence tumorale observée dans l’expérimentation durée de vie des animaux en jours (1000 pour le rat ; 750 pour la souris) incidence tumorale la plus faible observée dans l’étude pertinente

les incertitudes du calcul du risque Limites des connaissances toxicologiques : Extrapolation de données provenant d’études toxicologiques chez l’animal à l’Homme Extrapolation des fortes doses au domaine des faibles doses Toxicité des HAPs méthylés et hétérocycliques Synergie/antagonisme des mélanges de HAPs Manque de données de contamination de certaines catégories d’aliments (produits cuits…) évaluation partielle de l’exposition Représentativité dépend de l’échantillonnage DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Cas du SUDAN I Méthode 1 – Méthode très conservatrice : afin d'extrapoler ces données expérimentales obtenues à doses élevées vers de faibles doses d'exposition, la méthode de Rulis (Rulis, 1986) peut être utilisée. Cet auteur relie par une droite l'origine à la TD50. La pente de cette droite (2TD50)-1 est utilisée pour estimer la pente de la courbe d'extrapolation dose réponse à très faible dose.   Dans le cas du Soudan I, en prenant la TD50 de l’étude deux ans rats (22,5 mg/kg p.c.) on obtient une pente de 0,0222 pour la droite d’équation : Incidence des tumeurs = pente x dose (mg/kg) La dose correspondant à 1 risque 10-6 = 0,000045 mg/kg p.c. soit 2.7 µg/j pour un homme de 60 kg  on doit considérer que si l’utilisation du composé comme additif alimentaire conduit à une consommation journalière  3 µg/j le risque est inacceptable. DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Cas du SUDAN I (suite) Méthode 2 – Autre méthode conservatrice : méthode très proche de la précédente qui est basée aussi sur une extrapolation linéaire à partir de la plus faible dose induisant des tumeurs (Dutch method determination of the VSD, virtually safe dose). Au risque R, VSD = (R x TDsign/Isign) Avec TDsign : la dose la plus faible associée à une augmentation significative de la fréquence des tumeurs et Isign est la différence d’incidence des tumeurs entre TDsign et Témoins.   En utilisant l’étude 2 ans rat, qui est cependant limitée puisque il n’y a que 2 doses et que la dose seuil n’a pas été déterminée, on trouve une VSD de 0.000125 mg/kg pc. soit 7.5 µg/j pour un homme de 60 kg au risque 10-6. DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Risque Dose (mg/kg) Dose (mg/j) * 10-6 10-7 10-8 0,041 0,0185 0,008 Cas du SUDAN I (suite) Méthode 3 – Méthode plus réaliste : la relation effet-dose est modélisée sur la base d’un modèle sigmoïde avec forçage à 0 dont l’équation est la suivante :   Incidence des tumeurs = Emax x Dn / TD50n + Dn Emax = effet maximal attendu, D = dose (mg/kg), TD50 = dose qui provoque 50% de tumeurs, n = indice de sigmoïdicité. Avec les données de l’étude 103 semaines, F344 rats du NTP : Emax = 52,21 TD50 = 21,72 n = 2,83 Les doses correspondant à différents niveaux de risque sont données dans le tableau suivant Risque Dose (mg/kg) Dose (mg/j) * 10-6 10-7 10-8 0,041 0,0185 0,008 2,46 1,11 0,48 * pour un homme de 60 kg   Cette méthode, qui est moins conservatrice que les précédentes et sans doute plus proche de la réalité, donne des valeurs seuil beaucoup plus importantes. Ainsi la dose journalière correspondant au risque 10-8 est d’environ 0,5 mg/jour pour un homme de 60 kg. DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Signification d’une DJA/DJT DJA/DJT ne peut être considérée comme une ligne rouge : - au dessous de laquelle il n’existe pas de risque !! cas de l’hypersensibilité, intolérance,… - au dessus de laquelle le risque est imminent !! Cas de dépassement de la consommation des additifs DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques

Conclusion Dans de nombreux cas, «la pauvreté» des données scientifiques n’empêche pas de proposer une réglementation pour une substance donnée sans utilisation d’une DJA/DJT temporaire, simplement en appliquant un facteur de sécurité plus adapté ! «Check-list» des études de toxicologie de routine doit produire une évaluation du risque classique, et tout changement de facteur habituel de sécurité de 100, nécessite des données scientifiques sur l’étude des mécanismes ou toute autre élément d’information pertinent pour justifier la modification proposée. L’information critique pour une évaluation quantitative doit être identifiée. L’utilisation par défaut d’un facteur de sécurité pour un point critique doit stimuler la recherche explicative pour aider à la décision réglementaire. Les données scientifiques valides et pertinents peuvent contribuer de manière significative et quantitative au choix du facteur de sécurité et conduire à l’établissement de la DJA/DJT. La veille scientifique permet à tout moment de revoir l’évaluation du risque en cas de besoin. Le fondement de la décision réglementaire devrait être clairement expliqué pour assister le gestionnaire du risque et les utilisateurs. DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES Unité d’évaluation des risques physico-chimiques