In vitro mammalian cell mutation assays based on transgenic reporters: A report of the International Workshop on Genotoxicity Testing (IWGT)

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dc.contributor.author

White, Paul A.

Luijten, Mirjam

Mishima, Masayuki

Cox, Julie A.

Hanna, Joleen N.

Maertens, Rebecca M.

Zwart, Edwin P.

dc.date.accessioned

2024-03-13T20:10:10Z

dc.date.available

2024-03-13T20:10:10Z

dc.date.issued

2019-04-13

dc.description - en

Chemical safety evaluations, including those conducted by Health Canada, require assessment of genetic toxicity (i.e., ability to damage DNA). Transgenic rodent (TGR) assays permit enumeration of chemically-induced mutations in DNA targets integrated into the genomes of experimental animals (i.e., rat and mouse). In order to reduce the use of animals, researchers have developed mutagenicity assays based on cultured cells that contain reporters inserted into their genome (i.e., in vitro assays). These transgenic reporters contain genes used as mutation targets. As part of the 7th International Workshop on Genotoxicity Testing (IWGT), an In Vitro Mammalian Cell Gene Mutation Assay working group reviewed all published information pertaining to in vitro transgene mutagenicity assays; the utility, advantages and disadvantages of the assays were evaluated and discussed. The review revealed that over 20 TGR-based assays have been used to assess the mutagenic activity of over 150 agents. Overall, the Working Group considered in vitro transgene mutagenicity assays pragmatic tools for the safety evaluation of new and existing substances. A formal SWOT (strengths, weaknesses, opportunities, threats) analysis revealed advantages including the use of established scoring protocols, ability to use metabolically-competent cells, ability to detect different types of genetic damage, large dynamic range, and complementarity to in vivo TGR endpoints. Disadvantages include lack of validation and little consistency in protocols, the use of specialised reagents, the time and effort required for scoring induced mutations, the use of some cells that lack metabolic capacity, and the need for multiple assays to cover all mutational mechanisms. Several assays have been partially validated; indicating promising reliability and reproducibility. Once in vitro transgene mutagenicity assays have been more thoroughly validated, they are well placed to augment or replace existing mammalian cell mutagenicity assays, particularly in cases where the in vivo TGR mutation assay is intended for follow-up.

dc.description.abstract - en

Chemical safety evaluations require assessment of genetic toxicity. Transgenic rodent (TGR) assays permit enumeration of mutations in chromosomally-integrated targets contained in shuttle vectors. In order to improve in vitro mutagenicity assessment, and to substantially reduce animal use, in vitro assays using transgenic reporters have been developed. These assays are based on cells derived from TGRs, or cells transfected with transgenic shuttle vectors containing a mutation target. As part of the 7th International Workshop on Genotoxicity Testing, an In Vitro Mammalian Cell Gene Mutation Assay working group reviewed all published information pertaining to in vitro transgene mutagenicity assays; the utility, advantages and disadvantages of the assays were evaluated and discussed. The review revealed that over 20 TGR-based in vitro assays have been used to assess the mutagenic activity of over 150 agents. Overall, the Working Group considered in vitro transgene mutagenicity assays pragmatic tools for the safety evaluation of new and existing substances. A formal SWOT (strengths, weaknesses, opportunities, threats) analysis revealed advantages including the use of established scoring protocols, avoidance of laborious clone isolation and enumeration, ability to use metabolically competent primary cells, ability to detect different types of genetic damage, large dynamic range, and complementarity to in vivo TGR endpoints. Disadvantages include lack of validation and little consistency in protocols, the use of specialised reagents, the time and effort required for mutant enumeration, the use of some cell lines that lack metabolic capacity, and the need for multiple assays to cover all mutational mechanisms. Several assays have been partially validated, indicating promising reliability, reproducibility and applicability domain. Once in vitro transgene mutagenicity assays have been more thoroughly validated, they are well placed to augment or replace existing in vitro mammalian cell mutagenicity assays, particularly in cases where the in vivo TGR mutation assay is intended for follow-up.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Les évaluations de la sécurité chimique nécessitent une évaluation de la toxicité génétique. Les tests sur les rongeurs transgéniques (TGR) permettent le dénombrement des mutations dans les cibles chromosomiquement intégrées contenues dans les vecteurs navettes. Afin d'améliorer l'évaluation de la mutagénicité in vitro et de réduire considérablement l'utilisation d'animaux, des tests in vitro utilisant des rapporteurs transgéniques ont été développés. Ces tests sont basés sur des cellules dérivées de TGR ou des cellules transfectées avec des vecteurs navettes transgéniques contenant une cible de mutation. Dans le cadre du 7e atelier international sur les tests de génotoxicité, un groupe de travail sur les tests de mutation génétique des cellules de mammifères in vitro a examiné toutes les informations publiées concernant les tests de mutagénicité transgénique in vitro ; l'utilité, les avantages et les inconvénients des tests ont été évalués et discutés. L'examen a révélé que plus de 20 tests in vitro basés sur TGR ont été utilisés pour évaluer l'activité mutagène de plus de 150 agents. Dans l’ensemble, le groupe de travail a considéré les tests de mutagénicité transgénique in vitro comme des outils pragmatiques pour l’évaluation de la sécurité des substances nouvelles et existantes. Une analyse SWOT formelle (forces, faiblesses, opportunités, menaces) a révélé des avantages, notamment l'utilisation de protocoles de notation établis, l'évitement d'un isolement et d'un dénombrement laborieux des clones, la capacité d'utiliser des cellules primaires métaboliquement compétentes, la capacité de détecter différents types de dommages génétiques, une grande dynamique. gamme et complémentarité avec les paramètres in vivo du TGR. Les inconvénients comprennent le manque de validation et le peu de cohérence des protocoles, l'utilisation de réactifs spécialisés, le temps et les efforts requis pour le dénombrement des mutants, l'utilisation de certaines lignées cellulaires dépourvues de capacité métabolique et la nécessité de plusieurs tests pour couvrir tous les mécanismes mutationnels. Plusieurs tests ont été partiellement validés, indiquant un domaine prometteur de fiabilité, de reproductibilité et d’applicabilité. Une fois que les tests de mutagénicité transgénique in vitro auront été validés de manière plus approfondie, ils sont bien placés pour augmenter ou remplacer les tests de mutagénicité in vitro sur cellules de mammifères existants, en particulier dans les cas où le test de mutation TGR in vivo est destiné à un suivi.

dc.description.fosrctranslation - fr

Les évaluations de la sécurité chimique, y compris celles menées par Santé Canada, nécessitent une évaluation de la toxicité génétique (c.-à-d. la capacité d'endommager l'ADN). Les tests sur les rongeurs transgéniques (TGR) permettent le dénombrement des mutations induites chimiquement dans les cibles d'ADN intégrées dans le génome des animaux de laboratoire (c'est-à-dire le rat et la souris). Afin de réduire le recours aux animaux, les chercheurs ont développé des tests de mutagénicité basés sur des cellules cultivées contenant des rapporteurs insérés dans leur génome (c'est-à-dire des tests in vitro). Ces rapporteurs transgéniques contiennent des gènes utilisés comme cibles de mutation. Dans le cadre du 7e atelier international sur les tests de génotoxicité (IWGT), un groupe de travail sur les tests de mutation génétique des cellules de mammifères in vitro a examiné toutes les informations publiées concernant les tests de mutagénicité transgénique in vitro ; l'utilité, les avantages et les inconvénients des tests ont été évalués et discutés. L'examen a révélé que plus de 20 tests basés sur TGR ont été utilisés pour évaluer l'activité mutagène de plus de 150 agents. Dans l’ensemble, le groupe de travail a considéré les tests de mutagénicité transgénique in vitro comme des outils pragmatiques pour l’évaluation de la sécurité des substances nouvelles et existantes. Une analyse SWOT formelle (forces, faiblesses, opportunités, menaces) a révélé des avantages, notamment l'utilisation de protocoles de notation établis, la capacité d'utiliser des cellules métaboliquement compétentes, la capacité de détecter différents types de dommages génétiques, une large plage dynamique et la complémentarité avec le TGR in vivo. points finaux. Les inconvénients comprennent le manque de validation et le peu de cohérence des protocoles, l'utilisation de réactifs spécialisés, le temps et les efforts requis pour évaluer les mutations induites, l'utilisation de certaines cellules dépourvues de capacité métabolique et la nécessité de plusieurs tests pour couvrir tous les mécanismes mutationnels. Plusieurs tests ont été partiellement validés ; indiquant une fiabilité et une reproductibilité prometteuses. Une fois que les tests de mutagénicité transgénique in vitro auront été validés de manière plus approfondie, ils sont bien placés pour augmenter ou remplacer les tests de mutagénicité sur cellules de mammifères existants, en particulier dans les cas où le test de mutation in vivo du TGR est destiné à un suivi.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2019.04.002

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2134

dc.language.iso

en

dc.publisher

Elsevier

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

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In vitro mammalian cell mutation assays based on transgenic reporters: A report of the International Workshop on Genotoxicity Testing (IWGT)

dc.type - en

Article

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