Das Projekt ZET-O-MAP hatte zum Ziel, den Toxizitätstests an Zebrafischembryonen eine mechanistische Grundlage zu geben und verstreute öffentliche Daten in eine Wissensbasis für regulatorische Zwecke umzuwandeln. Es wurde von der Langzeit-Forschungsinitiative des Verbandes der Europäischen chemischen Industrie (Cefic-LRI) finanziert.

Angeborene Fehlbildungen betreffen etwa 3 % der Neugeborenen, doch es ist nach wie vor schwierig zu ermitteln, welche Chemikalien die Embryonalentwicklung stören. Der Zebrafischembryo-Teratogenitätstest (ZETA) ist eine vielversprechende Alternative zu Tests an Säugetieren. Er ist schnell, transparent und basiert auf Wirbeltieren. Allerdings verlangen Zulassungsbehörden oft mechanistische Nachweise, bevor sie solche Tests akzeptieren. Eine sichtbare Fehlbildung sagt wenig darüber aus, warum sie aufgetreten ist. ZET-O-MAP hatte sich zum Ziel gesetzt, diese Lücke zu schließen, indem molekulare Vorgänge mit morphologischen Ergebnissen verknüpft wurden.

Das Projekt wurde von Fraunhofer SCAI, Fraunhofer ITEM und dem Flämischen Institut für technologische Forschung (VITO) durchgeführt und wertete morphologische Befunde aus veröffentlichten Zebrafisch-Tests aus sowie Transkriptomik-Datensätze aus öffentlichen Repositorien zusammen. Diese heterogenen Datensätze wurden mithilfe des R-ODAF-Frameworks – das im Schwesterprojekt LRI-C4 als Standard für Reproduzierbarkeit auf behördlichem Niveau entwickelt wurde – über eine einzige, einheitliche Pipeline neu verarbeitet. Dieser Ansatz zielte darauf ab, Studien, die auf unterschiedlichen Plattformen erstellt wurden, wirklich vergleichbar zu machen.

Die Forscherinnen und Forscher von SCAI integrierten die harmonisierten Daten in einen maschinenlesbaren Wissensgraphen. Dieser wurde durch neu entwickelte Ontologien für morphologische Effekte unterstützt und mit zeitaufgelösten „räumlich-zeitlichen Karten“ der Genexpression angereichert. Drei Testsubstanzen wurden zusätzlich experimentell in Konzentrationsreihen mittels RNA-Sequenzierung in vier Entwicklungsstadien profiliert. Die daraus resultierende »Wissenslandkarte« verknüpft schädliche Auswirkungen mit Mechanismen, die der bekannten Toxikologie bei Säugetieren entsprechen.

Die Ergebnisse sind über den ZET-O-MAP Graph Visualizer öffentlich zugänglich, ein Online-Tool zur Untersuchung von Beziehungen zwischen Substanzen, Molekülen und Wirkungen. Durch die Verknüpfung molekularer Auslöser mit Fehlbildungen stärkt das Projekt die Argumente für die behördliche Anerkennung des ZETA-Tests und trägt so dazu bei, dass sicherere Substanzen schneller auf den Markt kommen, wobei weniger Tiere verwendet werden.

Laufzeit: März 2021 bis April 2023