INTEGRA: Investigating the Exposure Continuum from Global Scale Contamination to Tissue Dose

Sarigiannis, Dimosthenis; Karakitsios, S; Gotti, Alberto; Loizou, George; Cherrie, John W.; Smolders, R; Brouwere, Katleen De; Galea, Karen S.; Jones, Kate; Handakas, Evangelos; Papadaki, Krystalia; Sleeuwenhoek, Anne

doi:10.1289/isee.2014.p3-818

Cited by 8 publications

(9 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Finally, five generic PBTK models have been identified, either as stand-alone internal dosimetry models like the IndusChemFate and the stochastic PBTK model that was developed by Beaudouin et al (2010), or incorporated in integrated externalinternal exposure computational platforms such as INTEGRA (Sarigiannis et al, 2014), MENTOR 3P (Xue et al, 2010) and Merlin-Expo (Ciffroy et al, 2016).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…In our view, generic PBTK provide a high level of transparency and flexibility as they can predict the ADME properties of a wide range of chemical compounds during the different stages of human life. One of the developed generic PBTK models is the INTEGRA model, which covers a broad range of compounds from different chemical families (Andra et al, 2015;Sarigiannis et al, 2014;Sarigiannis et al, 2016). These include BPA, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, trichloromethane, phthalates, PAHs, Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxins (PCDDs), Brominated Diphenyl Ethers (BDEs), pesticides, parabens and perfluorinated compounds.…”

Section: Generic Pbtk Modelsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Physiology-based toxicokinetic modelling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative

Sarigiannis

Karakitsios

Dominguez-Romero

et al. 2019

Environmental Research

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Given the opportunities provided by internal dosimetry modelling in the interpretation of human biomonitoring (HBM) data, the assessment of the links between exposure to chemicals and observed HBM data can be effectively supported by PBTK modelling. This paper gives a comprehensive review of available human PBTK models for compounds selected as a priority by the European Human Biomonitoring Initiative (HBM4EU). We highlight their advantages and deficiencies and suggest steps for advanced internal dose modelling. The review of the available PBTK models highlighted the conceptual differences between older models compared to the ones developed recently, reflecting commensurate differences in research questions. Due to the lack of coordinated strategies for deriving useful biomonitoring data for toxicokinetic properties, significant problems in model parameterisation still remain; these are further increased by the lack of human toxicokinetic data due to ethics issues.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Generic Pbtk Modelsmentioning

confidence: 99%

Physiology-based toxicokinetic modelling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative

Sarigiannis

Karakitsios

Dominguez-Romero

et al. 2019

Environmental Research

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Recent advances of SHEDS have resulted in the Modeling Environment for Total Risk studies (MENTOR) (Georgopoulos et al 2005(Georgopoulos et al , 2008Georgopoulos and Lioy 2006;Lioy et al 2007), which incorporates internal dosimetry of multiple compounds via Multimedia, Multipathway, Multiroute exposures (4 M). Similarly, the INTEGRA (Sarigiannis et al 2014) model has been designed in Europe to address both far field exposure resulting from multimedia exchange, as well as within near field exposure through indoor microenvironments and consumer exposure, integrating all pathways and routes into an internal dosimetry model.…”

Section: Exposure Modelsmentioning

confidence: 99%

Critical assessment and integration of separate lines of evidence for risk assessment of chemical mixtures

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

Humans are exposed to multiple chemicals on a daily basis instead of to just a single chemical, yet the majority of existing toxicity data comes from single-chemical exposure. Multiple factors must be considered such as the route, concentration, duration, and the timing of exposure when determining toxicity to the organism. The need for adequate model systems (in vivo, in vitro, in silico and mathematical) is paramount for better understanding of chemical mixture toxicity. Currently, shortcomings plague each model system as investigators struggle to find the appropriate balance of rigor, reproducibility and appropriateness in mixture toxicity studies. Significant questions exist when comparing single-to mixture-chemical toxicity concerning additivity, synergism, potentiation, or antagonism. Dose/concentration relevance is a major consideration and should be subthreshold for better accuracy in toxicity assessment. Previous work was limited by the technology and methodology of the time, but recent advances have resulted in significant progress in the study of mixture toxicology. Novel technologies have added insight to data obtained from in vivo studies for predictive toxicity testing. These include new in vitro models: omics-related tools, organs-on-a-chip and 3D cell culture, and in silico methods. Taken together, all these modern methodologies improve the understanding of the multiple toxicity pathways associated with adverse outcomes (e.g., adverse outcome pathways), thus allowing investigators to better predict risks linked to exposure to chemical mixtures. As technology and knowledge advance, our ability to harness and integrate separate streams of evidence regarding outcomes associated with chemical mixture exposure improves. As many national and international organizations are currently stressing, studies on chemical mixture toxicity are of primary importance.

show abstract

“…Therefore, the individual actual intake and subsequent uptake of chemicals is not only related to environmental conditions but also to behavioral and biological factors. This association is evident by a number of integrated approaches and models that aim to calculate the overall exposure of an individual or of a population by adding stressors and pollutants (Georgopoulos, 2008, Price et al, 2003, Price and Chaisson, 2005, Sarigiannis et al, 2014b. Moreover, it is worth mentioning that exposure to chemicals substances or pollutants also occurs during fetal life via placenta and amniotic fluid.…”

Section: Integrated Exposure Assessmentmentioning

confidence: 99%

“…The present study aims to quantify external and internal exposure to BPA and to assimilate biomonitoring data in Europe using the integrated modelling framework of the INTEGRA computational platform (Sarigiannis et al, 2014b). The overall modelling framework is compiled in a software package (asclXtreme) which allows dynamic simulations through time (not only steady state estimates), as well as implementation of Monte Carlo (MC) sensitivity, uncertainty and variability analysis.…”

Section: A Problem Identificationmentioning

confidence: 99%

Development of computational tools for the estimation of impacts on human health from exposure to environmental contaminants

Handakas¹,

Χάνδακας²

View full text Add to dashboard Cite

Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η ανάπτυξη μιας ολοκληρωμένης μεθοδολογίας για την αξιολόγηση της έκθεσης του ανθρώπου μέσω πολλαπλών περιβαλλοντικών μέσων καθώς και η συσχέτιση της με επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Η ακολουθούμενη προσέγγιση λαμβάνει υπόψη την έκθεση του ανθρώπου σε περιβαλλοντικούς ρύπους από την προγεννητική κιόλας περίοδο μέσω της οποίας τονίζεται η σημασία και η ανάγκη ενός ολοκληρωμένου μεθοδολογικού πλαισίου εκτίμησης της έκθεσης. Επιπλέον, εφαρμόστηκαν προηγμένες στατιστικές προσεγγίσεις μέσω της ευρείας κλίμακας συσχετίσεων περιβάλλοντος-υγείας (environment-wide association studies - EWAS) με στόχο τη συστηματική και ολοκληρωμένη συσχέτιση των περιβαλλοντικών παραμέτρων και πιθανών επιπτώσεων στην ανθρώπινη υγεία. Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκε ένα μοντέλο απορρόφησης δέρματος που περιγράφει λεπτομερώς το ανθρώπινο δέρμα και ενσωματώθηκε σε ένα γενικευμένο βιοκιντικό μοντέλο βασισμένο στην ανθρώπινη φυσιολογία. Το γενικευμένο βιοκιντικό μοντέλο επιτρέπει την εκτίμηση της εσωτερικής δόσης, δηλαδή της συγκέντρωσης των χημικών ουσιών και των μεταβολιτών τους στους ανθρώπινους ιστούς και στα ανθρώπινα βιολογικά υγρά κάτω από διαφορετικά σενάρια έκθεσης, επιτρέποντας την αφομοίωση δεδομένων βιο-παρακολούθησης. Επιπλέον, αναπτύχθηκε ένα πλαίσιο μοντέλου αναδόμησης της έκθεσης χρησιμοποιώντας Μαρκοβιανές Αλυσίδες τεχνικής Μόντε Κάρλο αλλά και διαφορικής εξέλιξης. Το αναπτυχθέν γενικευμένο μοντέλο δοκιμάστηκε σε μία σειρά χημικών ουσιών όπως triclosan, bisfenol-A, BDE-47 κλπ. Ειδικότερα, μελετήθηκε η έκθεση σε δισφαινόλη-Α από πολλαπλές οδούς έκθεσης (μέσω στοματικής, αναπνευστικής και δερματικής οδούς) διερευνώντας τα επίπεδα βιο-διαθεσιμότητας στο Ευρωπαϊκό πληθυσμό. Επιπλέον, κατά την εφαρμογή των EWAS πραγματοποιήθηκε συσχέτιση περιβαλλοντικών, κοινωνικό-οικονομικών δεδομένων, δεδομένων έκθεσης και διατροφής αλλά και μεταβολικών οδών. Η προσέγγισης αυτή χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση των δεδομένων από τις μελέτες PEPRO_PL και WAMAN. Από τη μελέτη των δεδομένων WAMAN διαπιστώθηκε ότι η έκθεση των παιδιών σε βαρέα μέταλλα και η απόσταση διαμονής τους από χώρους διαχείρισης αποβλήτων μπορεί να σχετίζεται με την ανάπτυξη νευρολογικών διαταραχών στο υπό μελέτη πληθυσμό. Ωστόσο οι επιδράσεις αυτές μεταβάλλονται σημαντικά λαμβάνοντας υπόψη κοινωνικό-οικονομικούς παραμέτρους καθώς και διατροφικές πληροφορίες. Στην περίπτωση της μελέτης του δείγματος της Πολωνίας, παρατηρήθηκαν παράγοντες οι οποίοι κατά την περίοδο της κύησης μπορούν να έχουν θετική ή αρνητική επίδραση στη νευρική ανάπτυξη του παιδιού. Επιπλέον, η παρατήρηση των διαταραγμένων μεταβολικών μονοπατιών επέτρεψε την χρήση τους ως πρόσθετη πληροφορίας στην ανάλυση EWAS, επιτρέποντας εν συνεχεία την σύνδεση τους με την ανάπτυξη νευρολογικών διαταραχών. Συμπερασματικά, το ακολουθούμενο ολοκληρωμένο πλαίσιο υπολογισμού της έκθεσης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση των επίπεδων έκθεσης σε περιβαλλοντικούς ρύπους εφαρμόζοντας σενάρια σε πραγματικό χρόνο, όπως αυτά που εξετάστηκαν στην παρούσα διδακτορική διατριβή. Ως εκ τούτου, θα μπορούσε να αποτελέσει τις βάσεις ενός εργαλείου λήψης αποφάσεων, δεδομένου ότι παρέχει τη λειτουργική σύνδεση μεταξύ έκθεσης στο περιβάλλον, δεδομένων βιο-παρακολούθησης και αρνητικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Τέλος, μέσα από το ακολουθούμενο πλαίσιο μελέτης αναδεικνύεται ότι η προσέγγιση EWAS μπορεί να αποτελέσει τη βάση μιας ολοκληρωμένης μεθοδολογίας για την ανάδειξη περιβαλλοντικών μηχανισμών που σχετίζονται με φαινοτύπους ασθενειών.

show abstract

INTEGRA: Investigating the Exposure Continuum from Global Scale Contamination to Tissue Dose

Cited by 8 publications

References 0 publications

Physiology-based toxicokinetic modelling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative

Physiology-based toxicokinetic modelling in the frame of the European Human Biomonitoring Initiative

Critical assessment and integration of separate lines of evidence for risk assessment of chemical mixtures

Development of computational tools for the estimation of impacts on human health from exposure to environmental contaminants

Contact Info

Product

Resources

About