Применимость теста Эймса и микроядерного теста in vivo для оценки эквивалентности технических продуктов пестицидов оригинальным действующим веществам

Введение. Пестициды-аналоги могут отличаться по своим свойствам от оригинальных продуктов из-за повышенного уровня или изменённого состава примесей. Поэтому для обеспечения безопасного применения таких аналогов необходимо определить их эквивалентность по ряду критериев, включая мутагенность. В статье приведён сравнительный анализ результатов исследования генотоксичности технических продуктов действующих веществ пестицидов в условиях in vitro и in vivo с целью оценки применимости таких методов для определения эквивалентности пестицидов-аналогов запатентованным продуктам.

Материал и методы. Исследована генотоксичность 99 технических продуктов пестицидов (59 наименований) методами in vitro (тест Эймса) и in vivo (микроядерный тест).

Результаты. В тесте Эймса мутагенные зависимые от дозы эффекты выявлены при исследовании технических продуктов мезотриона, диметоата и пендиметалина как в присутствии, так и в отсутствие системы метаболической активации. В тесте in vivo обнаружено повышение частоты образования микроядер в полихроматофильных эритроцитах костного мозга мышей после введения шести технических продуктов: мезотриона, пиримифос-метила, диметоата, глифосата (2 продукта), изопротурона. Кроме того, регистрировали различные уровни генотоксических эффектов при действии технических продуктов одного и того же действующего вещества от разных производителей, что может быть обусловлено различиями в качественном и количественном составе примесей.

Заключение. Исследование показало, что тесты in vitro и in vivo не всегда дают совпадающие результаты при оценке генотоксичности. Поэтому использование только одного теста оценки обратных мутаций у бактерий может быть недостаточным для определения эквивалентности технических продуктов оригинальным действующим веществам. Для получения надёжных доказательств безопасного применения пестицидов-аналогов необходимо тестирование с использованием как минимум двух методов на разных тест-объектах.

1. Папцов А.Г., Попова А.Г. Мировой рынок средств химической защиты растений и тенденции его развития. Агропродовольственная политика России. 2013; 11 (23): 104-7

2. Manual on development and use of FAO and WHO specifications for pesticides. First edition - third revision March 2016. Available at: http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/246192/1/WHO-HTM-NTD-WHOPES-2016.4-eng.pdf

3. Guidance Document on the Assessment of the Equivalence of Technical Materials of Substances regulated under Rregulation (EC) No 1107/2009. Available at: https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/pesticides_guidance_equivalence-chem-substances_en.pdf

4. Committee on Mutagenicity of Chemicals in Food, Consumer Products, and the Environment. Interim guidance on a strategy for genotoxicity testing and mutagenic hazard assessment of impurities in chemical substances. 2012. COM/12/S2. 10 P. https://www.gov.uk/government/publications/genotoxicity-assessment-of-impurities-in-chemical-substances.

5. Абилев С.К. Выявление и прогнозирование мутагенной активности химических соединений окружающей среды. Автореферат диссертации д.б.н., Москва 2003. Доступно на: http://earthpapers.net/vyyavlenie-i-prognozirovanie-mutagennoy-aktivnosti-himicheskih-soedineniy-okruzhayuschey-sredy-1

6. D. Kirkland, L. Reeve, D. Gatehouse, P.Vanparys. A core in vitro genotoxicity battery comprising the Ames test plus the in vitro micronucleus test is sufficient to detect rodent carcinogens and in vivo genotoxins. Mutat Res. 2011 Mar 18; 721 (1): 27-73. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2010.12.015

7. Ракитский В.Н., Ревазова Ю.А., Илюшина Н.А. Стратегия и тактика оценки мутагенности пестицидов. Токсикологический вестник. 2015; 134 (5): 10-3.

8. Абилев С.К., Глазер В.М., Асланян М.М. Основы мутагенеза и генотоксикологии. Лекции: учебное пособие. М.; СПб: Нестор-История, 2012 г.- 148 С.

9. Gireesh H. Kamath and K.S. Rao. Genotoxicity guidelines recommended by International conference of harmonization (ICH). In: Dhawan A.and Bajpayee M. (eds) Genotoxicity Assessment: Methods and Protocols, Methods Mol Biol. 2013; 1044: 431-58. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-529-3_24

10. OECD, test 471:1997, IDT. Bacterial reverse mutation test.

11. Maron D.M., Bruce N. Ames. Revised methods for the Salmonella mutagenicity test. Mutation Research, 113 (1983) 173-215. https://doi.org/10.1016/0165-1161(83)90010-9

12. Mortelmans K., Zeiger E. The Ames Salmonella/microsome mutagenicity assay. Mutation Research. 2000; 455: 29-60. https://doi.org/10.1016/S0027-5107(00)00064-6

13. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ. Совместное издание Программы ООН по окружающей среде, Международной организации труда и Всемирной организации здравоохранения. М.: Медицина, 1989: 26-38

14. OECD Test No. 474: Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test, 2014

15. Методическими указания. Оценка мутагенной активности пестицидов (МУ-1.2.3364-16). М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора; 2016.

16. Методические рекомендации. Оценка мутагенной активности факторов окружающей среды в клетках разных органов млекопитающих микроядерным методом. Межведомственный научный совет по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации, Москва, 2001.

17. McCullagh P., Nelder J.A. Generalized linear models. CRC Monographs on Statistics & Applied Probability 37. Second Edition. Chapman and Hall: London, New York, 1983: 261 p. https://doi.org/10.1002/bimj.4710290217

18. McDonald J.H. Cochran-Mantel-Haenszel test for repeated tests of independence. Handbook of Biological Statistics (3rd ed.). Sparky House Publishing, Baltimore, Maryland. 2014: 94-100 p. http://www.biostathandbook.com/cmh.html

19. Guideline OECD № 489 «In vivo Mammalian Alkaline Comet Assay», 2014.

20. FAO Specifications and Evaluations for Agricultural Pesticides. Glyphosate. N-(phosphonomethyl)glycine. Available at: http://www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/documents/Pests_Pesticides/Specs/Glypho_2014.pdf

21. Kier L., Kirkland D. Review of genotoxicity studies of glyphosate and glyphosate-based formulations. Crit Rev Toxicol. 2013 Apr; 43 (4): 283-315.

22. IARC Monographs Volume 112: Evaluation of five organophosphate insecticides and herbicides. International Agency for Research on Cancer, World Health Organization (March 20, 2015).

23. FAO Plant Production and Protection Paper. 229. Pesticide residues in food 2016. The Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues report 2016. World Health Organization Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.

24. Rue J.C., Kim K.-R. Evaluation of genetic toxicity of synthetic chemicals (VII) - a synthetic selective herbicide pendimethalin. J. Environ. Toxicol. 2003;18 (2): 121-9.

25. EPA USA. Pendimethalin. Human Health Risk Assessment for the Proposed Food Uses of the Herbicide on Artichoke, Globe; Asparagus; Brassica Head and Stem Vegetables, Subgroup 5A; and Grape (PP#6E7129). 2007. 34 p.

26. Health Effects Division EPA USA. Pendimethalin registration eligibility decision document. Review. 53 p.

27. Behera BC1, Bhunya SP. Genotoxic effect of isoproturon (herbicide) as revealed by three mammalian in vivo mutagenic bioassays. Indian J Exp Biol. 1990 Sep; 28 (9): 862-7.

28. European Commission Health & Consumer Protection Directorate-General. Isoproturon. Sanco /849/2002. http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/public/?event=activesubstance.ViewReview&id=68

29. Watson M. Dimethoate. Pesticides Safety Directorate. Ministry of Agriculture, Fisheries and Food, United Kingdom. http://www.inchem.org/documents/jmpr/jmpmono/v96pr05.htm

30. Review report for the active substance mesotrione. SANCO/1416/2001 - Final, April 2003 http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/public/?event=activesubstance.ViewReview&id=350