Le funzioni del sistema immunitario sono di proteggere il corpo dagli agenti infettivi invasori e di fornire una sorveglianza immunitaria contro le cellule tumorali insorgenti. Ha una prima linea di difesa aspecifica, che può avviare esso stesso reazioni effettrici, e un ramo specifico acquisito, in cui i linfociti e gli anticorpi portano la specificità del riconoscimento e la successiva reattività verso l'antigene.

L'immunotossicologia è stata definita come “la disciplina che si occupa dello studio degli eventi che possono determinare effetti indesiderati a seguito dell'interazione degli xenobiotici con il sistema immunitario. Questi eventi indesiderati possono derivare da (1) un effetto diretto e/o indiretto dello xenobiotico (e/o del suo prodotto di biotrasformazione) sul sistema immunitario, o (2) una risposta dell'ospite su base immunologica al composto e/o i suoi metaboliti o antigeni ospiti modificati dal composto o dai suoi metaboliti” (Berlin et al. 1987).

Quando il sistema immunitario agisce come un bersaglio passivo di insulti chimici, il risultato può essere una ridotta resistenza alle infezioni e alcune forme di neoplasia, o una disregolazione/stimolazione immunitaria che può esacerbare l'allergia o l'autoimmunità. Nel caso in cui il sistema immunitario risponda alla specificità antigenica dello xenobiotico o dell'antigene dell'ospite modificato dal composto, la tossicità può manifestarsi come allergie o malattie autoimmuni.

Sono stati sviluppati modelli animali per indagare sulla soppressione immunitaria indotta da sostanze chimiche e un certo numero di questi metodi è stato convalidato (Burleson, Munson e Dean 1995; IPCS 1996). A scopo di test, viene seguito un approccio a più livelli per effettuare una selezione adeguata dal numero schiacciante di test disponibili. In generale, l'obiettivo del primo livello è identificare potenziali immunotossici. Se viene identificata una potenziale immunotossicità, viene eseguito un secondo livello di test per confermare e caratterizzare ulteriormente i cambiamenti osservati. Le indagini di terzo livello includono studi speciali sul meccanismo d'azione del composto. Diversi xenobiotici sono stati identificati come immunotossici che causano immunosoppressione in tali studi con animali da laboratorio.

Il database sui disturbi della funzione immunitaria negli esseri umani da sostanze chimiche ambientali è limitato (Descotes 1986; NRC Subcommittee on Immunotoxicology 1992). L'uso di marcatori di immunotossicità ha ricevuto poca attenzione negli studi clinici ed epidemiologici per studiare l'effetto di queste sostanze chimiche sulla salute umana. Tali studi non sono stati eseguiti frequentemente e la loro interpretazione spesso non consente di trarre conclusioni univoche, ad esempio a causa della natura incontrollata dell'esposizione. Pertanto, allo stato attuale, la valutazione dell'immunotossicità nei roditori, con successiva estrapolazione all'uomo, costituisce la base delle decisioni in merito al pericolo e al rischio.

Le reazioni di ipersensibilità, in particolare l'asma allergico e la dermatite da contatto, sono importanti problemi di salute sul lavoro nei paesi industrializzati (Vos, Younes e Smith 1995). Il fenomeno della sensibilizzazione da contatto è stato studiato per primo nella cavia (Andersen e Maibach 1985). Fino a poco tempo fa questa era la specie scelta per i test predittivi. Sono disponibili molti metodi di test sui porcellini d'India, i più frequentemente impiegati sono il test di massimizzazione dei porcellini d'India e il patch test occluso di Buehler. I test sui porcellini d'India e gli approcci più recenti sviluppati nei topi, come i test di gonfiore dell'orecchio e il test dei linfonodi locali, forniscono al tossicologo gli strumenti per valutare il rischio di sensibilizzazione cutanea. La situazione rispetto alla sensibilizzazione delle vie respiratorie è molto diversa. Non sono ancora disponibili metodi ben convalidati o ampiamente accettati per l'identificazione di allergeni respiratori chimici, sebbene nella cavia e nel topo siano stati compiuti progressi nello sviluppo di modelli animali per lo studio dell'allergia respiratoria chimica.

I dati sull'uomo mostrano che gli agenti chimici, in particolare i farmaci, possono causare malattie autoimmuni (Kammüller, Bloksma e Seinen 1989). Esistono numerosi modelli animali sperimentali di malattie autoimmuni umane. Tali comprendono sia la patologia spontanea (ad esempio il lupus eritematoso sistemico nei topi neri della Nuova Zelanda) sia i fenomeni autoimmuni indotti dall'immunizzazione sperimentale con un autoantigene cross-reattivo (ad esempio l'artrite indotta dall'adiuvante H37Ra nei ratti del ceppo Lewis). Questi modelli sono applicati nella valutazione preclinica dei farmaci immunosoppressori. Pochissimi studi hanno affrontato il potenziale di questi modelli per valutare se uno xenobiotico aggrava l'autoimmunità indotta o congenita. Mancano praticamente modelli animali adatti a studiare la capacità delle sostanze chimiche di indurre malattie autoimmuni. Un modello utilizzato in misura limitata è il test del linfonodo popliteo nei topi. Come la situazione negli esseri umani, i fattori genetici svolgono un ruolo cruciale nello sviluppo della malattia autoimmune (AD) negli animali da laboratorio, il che limiterà il valore predittivo di tali test.

Il sistema immunitario

La principale funzione del sistema immunitario è la difesa contro batteri, virus, parassiti, funghi e cellule neoplastiche. Ciò è ottenuto dalle azioni di vari tipi di cellule e dei loro mediatori solubili in un concerto finemente sintonizzato. La difesa dell'ospite può essere approssimativamente suddivisa in resistenza non specifica o innata e immunità specifica o acquisita mediata dai linfociti (Roitt, Brostoff e Male 1989).

Componenti del sistema immunitario sono presenti in tutto il corpo (Jones et al. 1990). Il compartimento dei linfociti si trova all'interno degli organi linfoidi (figura 1). Il midollo osseo e il timo sono classificati come organi linfoidi primari o centrali; gli organi linfoidi secondari o periferici comprendono i linfonodi, la milza e il tessuto linfoide lungo le superfici secretorie come il tratto gastrointestinale e respiratorio, il cosiddetto tessuto linfoide associato alla mucosa (MALT). Circa la metà dei linfociti del corpo si trova in qualsiasi momento nel MALT. Inoltre la pelle è un organo importante per l'induzione di risposte immunitarie agli antigeni presenti sulla pelle. Importanti in questo processo sono le cellule di Langerhans epidermiche che hanno una funzione di presentazione dell'antigene.

Figura 1. Organi e tessuti linfoidi primari e secondari

Le cellule fagocitiche del lignaggio monocitico/macrofagico, chiamate sistema fagocitario mononucleare (MPS), si trovano negli organi linfoidi e anche nei siti extranodali; i fagociti extranodali includono le cellule di Kupffer nel fegato, i macrofagi alveolari nel polmone, i macrofagi mesangiali nel rene e le cellule gliali nel cervello. I leucociti polimorfonucleati (PMN) sono presenti principalmente nel sangue e nel midollo osseo, ma si accumulano nei siti di infiammazione.

Difesa non specifica

Una prima linea di difesa contro i microrganismi viene eseguita da una barriera fisica e chimica, come quella della pelle, delle vie respiratorie e del tubo digerente. Questa barriera è aiutata da meccanismi protettivi non specifici tra cui cellule fagocitiche, come macrofagi e leucociti polimorfonucleati, che sono in grado di uccidere i patogeni, e cellule natural killer, che possono lisare cellule tumorali e cellule infettate da virus. Anche il sistema del complemento e alcuni inibitori microbici (p. es., il lisozima) prendono parte alla risposta aspecifica.

Immunità specifica

Dopo il contatto iniziale dell'ospite con l'agente patogeno, vengono indotte risposte immunitarie specifiche. Il segno distintivo di questa seconda linea di difesa è il riconoscimento specifico dei determinanti, i cosiddetti antigeni o epitopi, dei patogeni da parte dei recettori sulla superficie cellulare dei linfociti B e T. In seguito all'interazione con l'antigene specifico, la cellula portatrice del recettore viene stimolata a subire proliferazione e differenziazione, producendo un clone di cellule progenie specifiche per l'antigene stimolante. Le risposte immunitarie specifiche aiutano la difesa aspecifica presentata ai patogeni stimolando l'efficacia delle risposte aspecifiche. Una caratteristica fondamentale dell'immunità specifica è lo sviluppo della memoria. Il contatto secondario con lo stesso antigene provoca una risposta più rapida e vigorosa ma ben regolata.

Il genoma non ha la capacità di trasportare i codici di una matrice di recettori per l'antigene sufficiente a riconoscere il numero di antigeni che possono essere incontrati. Il repertorio di specificità si sviluppa attraverso un processo di riarrangiamenti genici. Si tratta di un processo casuale, durante il quale si determinano varie specificità. Ciò include specificità per componenti self, che sono indesiderabili. Un processo di selezione che avviene nel timo (cellule T) o nel midollo osseo (cellule B) opera per eliminare queste specificità indesiderate.

La normale funzione immunitaria effettrice e la regolazione omeostatica della risposta immunitaria dipendono da una varietà di prodotti solubili, noti collettivamente come citochine, che sono sintetizzati e secreti dai linfociti e da altri tipi di cellule. Le citochine hanno effetti pleiotropici sulle risposte immunitarie e infiammatorie. La cooperazione tra diverse popolazioni cellulari è necessaria per la risposta immunitaria: la regolazione delle risposte anticorpali, l'accumulo di cellule e molecole immunitarie nei siti infiammatori, l'inizio delle risposte della fase acuta, il controllo della funzione citotossica dei macrofagi e molti altri processi centrali per la resistenza dell'ospite . Questi sono influenzati da, e in molti casi dipendono da, citochine che agiscono singolarmente o in concerto.

Vengono riconosciuti due bracci di immunità specifica: immunità umorale e immunità cellulo-mediata o cellulare:

Immunità umorale. Nel braccio umorale i linfociti B vengono stimolati in seguito al riconoscimento dell'antigene da parte dei recettori della superficie cellulare. I recettori dell'antigene sui linfociti B sono immunoglobuline (Ig). Le cellule B mature (plasmacellule) iniziano la produzione di immunoglobuline antigene-specifiche che agiscono come anticorpi nel siero o lungo le superfici della mucosa. Esistono cinque classi principali di immunoglobuline: (1) IgM, pentamerica Ig con capacità agglutinante ottimale, che viene prodotta per la prima volta dopo la stimolazione antigenica; (2) IgG, le principali Ig in circolazione, che possono attraversare la placenta; (3) IgA, Ig secretoria per la protezione delle superfici mucose; (4) IgE, Ig che si fissano ai mastociti o ai granulociti basofili coinvolti nelle reazioni di ipersensibilità immediata e (5) IgD, la cui funzione principale è quella di recettore sui linfociti B.

Immunità cellulo-mediata. Il braccio cellulare del sistema immunitario specifico è mediato dai linfociti T. Queste cellule hanno anche recettori per l'antigene sulle loro membrane. Riconoscono l'antigene se presentato da cellule presentanti l'antigene nel contesto degli antigeni di istocompatibilità. Quindi, queste cellule hanno una restrizione oltre alla specificità dell'antigene. Le cellule T funzionano come cellule helper per varie risposte immunitarie (incluse quelle umorali), mediano il reclutamento di cellule infiammatorie e possono, come cellule T citotossiche, uccidere le cellule bersaglio dopo il riconoscimento specifico dell'antigene.

Meccanismi di immunotossicità

Immunosoppressione

L'effettiva resistenza dell'ospite dipende dall'integrità funzionale del sistema immunitario, che a sua volta richiede che le cellule e le molecole componenti che orchestrano le risposte immunitarie siano disponibili in numero sufficiente e in una forma operativa. Le immunodeficienze congenite nell'uomo sono spesso caratterizzate da difetti in alcune linee di cellule staminali, con conseguente produzione ridotta o assente di cellule immunitarie. Per analogia con le malattie da immunodeficienza umana congenita e acquisita, l'immunosoppressione chimica indotta può derivare semplicemente da un numero ridotto di cellule funzionali (IPCS 1996). L'assenza o il numero ridotto di linfociti può avere effetti più o meno profondi sullo stato immunitario. Alcuni stati di immunodeficienza e grave immunosoppressione, come possono verificarsi nel trapianto o nella terapia citostatica, sono stati associati in particolare ad un aumento dell'incidenza di infezioni opportunistiche e di alcune malattie neoplastiche. Le infezioni possono essere batteriche, virali, fungine o protozoarie e il tipo predominante di infezione dipende dall'immunodeficienza associata. Ci si può aspettare che l'esposizione a sostanze chimiche ambientali immunosoppressive provochi forme più sottili di immunosoppressione, che possono essere difficili da rilevare. Questi possono portare, ad esempio, a un aumento dell'incidenza di infezioni come l'influenza o il comune raffreddore.

Data la complessità del sistema immunitario, con l'ampia varietà di cellule, mediatori e funzioni che formano una rete complicata e interattiva, i composti immunotossici hanno numerose possibilità di esercitare un effetto. Sebbene la natura delle lesioni iniziali indotte da molte sostanze chimiche immunotossiche non sia stata ancora chiarita, sono disponibili informazioni crescenti, per lo più derivate da studi su animali da laboratorio, riguardanti i cambiamenti immunobiologici che provocano la depressione della funzione immunitaria (Dean et al. 1994). . Gli effetti tossici potrebbero verificarsi nelle seguenti funzioni critiche (e vengono forniti alcuni esempi di composti immunotossici che influenzano queste funzioni):

•  sviluppo ed espansione di diverse popolazioni di cellule staminali (il benzene esercita effetti immunotossici a livello delle cellule staminali, causando linfocitopenia)
•  proliferazione di varie cellule linfoidi e mieloidi, nonché dei tessuti di supporto in cui queste cellule maturano e funzionano (i composti organostannici immunotossici sopprimono l'attività proliferativa dei linfociti nella corteccia timica attraverso la citotossicità diretta; l'azione timotossica del 2,3,7,8-tetracloro -dibenzo-p-diossina (TCDD) e composti correlati è probabilmente dovuto a una funzione compromessa delle cellule epiteliali del timo, piuttosto che alla tossicità diretta per i timociti)
•  captazione, elaborazione e presentazione dell'antigene da parte dei macrofagi e di altre cellule presentanti l'antigene (uno dei bersagli del 7,12-dimetilbenz(a)antracene (DMBA) e del piombo è la presentazione dell'antigene da parte dei macrofagi; un bersaglio della radiazione ultravioletta è l'antigene- presenta cellule di Langerhans)
•  funzione regolatrice delle cellule T-helper e T-soppressore (la funzione delle cellule T-helper è compromessa da organostans, aldicarb, policlorobifenili (PCB), TCDD e DMBA; la funzione delle cellule T-soppressore è ridotta dal trattamento con ciclofosfamide a basso dosaggio)
•  produzione di varie citochine o interleuchine (il benzo(a)pirene (BP) sopprime la produzione di interleuchina-1; la radiazione ultravioletta altera la produzione di citochine da parte dei cheratinociti)
•  sintesi di varie classi di immunoglobuline IgM e IgG viene soppressa dopo il trattamento con PCB e ossido di tributilstagno (TBT) e aumenta dopo l'esposizione all'esaclorobenzene (HCB).
•  regolazione e attivazione del complemento (influenzate da TCDD)
•  funzione delle cellule T citotossiche (3-metilcolantrene (3-MC), DMBA e TCDD sopprimono l'attività delle cellule T citotossiche)
•  funzione delle cellule natural killer (NK) (l'attività NK polmonare è soppressa dall'ozono; l'attività NK splenica è compromessa dal nichel)
•  chemiotassi dei macrofagi e dei leucociti polimorfonucleati e funzioni citotossiche (ozono e biossido di azoto compromettono l'attività fagocitaria dei macrofagi alveolari).

Allergia

Allergia possono essere definiti come gli effetti avversi sulla salute che derivano dall'induzione e dall'attivazione di specifiche risposte immunitarie. Quando le reazioni di ipersensibilità si verificano senza il coinvolgimento del sistema immunitario il termine pseudo-allergia viene usato. Nel contesto dell'immunotossicologia, l'allergia deriva da una specifica risposta immunitaria a sostanze chimiche e farmaci di interesse. La capacità di una sostanza chimica di sensibilizzare gli individui è generalmente correlata alla sua capacità di legarsi in modo covalente alle proteine ​​del corpo. Le reazioni allergiche possono assumere una varietà di forme e queste differiscono rispetto sia ai meccanismi immunologici sottostanti che alla velocità della reazione. Sono stati riconosciuti quattro tipi principali di reazioni allergiche: Reazioni di ipersensibilità di tipo I, che sono effettuate dall'anticorpo IgE e dove i sintomi si manifestano entro pochi minuti dall'esposizione dell'individuo sensibilizzato. Le reazioni di ipersensibilità di tipo II derivano dal danno o dalla distruzione delle cellule ospiti da parte dell'anticorpo. In questo caso i sintomi diventano evidenti entro poche ore. Anche le reazioni di ipersensibilità di tipo III, o di Arthus, sono mediate da anticorpi, ma contro antigeni solubili, e derivano dall'azione locale o sistemica di complessi immunitari. Le reazioni di tipo IV, o di ipersensibilità di tipo ritardato, sono effettuate dai linfociti T e normalmente i sintomi si sviluppano da 24 a 48 ore dopo l'esposizione dell'individuo sensibilizzato.

I due tipi di allergia chimica di maggiore rilevanza per la salute sul lavoro sono la sensibilità da contatto o allergia cutanea e l'allergia delle vie respiratorie.

Ipersensibilità da contatto. Un gran numero di sostanze chimiche è in grado di provocare sensibilizzazione cutanea. In seguito all'esposizione topica di un individuo suscettibile a un allergene chimico, viene indotta una risposta dei linfociti T nei linfonodi drenanti. Nella pelle l'allergene interagisce direttamente o indirettamente con le cellule di Langerhans epidermiche, che trasportano la sostanza chimica ai linfonodi e la presentano in forma immunogenica ai linfociti T reattivi. I linfociti T attivati ​​dagli allergeni proliferano, con conseguente espansione clonale. L'individuo è ora sensibilizzato e risponderà a una seconda esposizione cutanea alla stessa sostanza chimica con una risposta immunitaria più aggressiva, con conseguente dermatite allergica da contatto. La reazione infiammatoria cutanea che caratterizza la dermatite allergica da contatto è secondaria al riconoscimento dell'allergene nella cute da parte di specifici linfociti T. Questi linfociti si attivano, rilasciano citochine e causano l'accumulo locale di altri leucociti mononucleati. I sintomi si sviluppano da 24 a 48 ore dopo l'esposizione dell'individuo sensibilizzato e la dermatite allergica da contatto rappresenta quindi una forma di ipersensibilità di tipo ritardato. Le cause comuni di dermatite allergica da contatto includono sostanze chimiche organiche (come il 2,4-dinitroclorobenzene), metalli (come nichel e cromo) e prodotti vegetali (come l'urushiolo dell'edera velenosa).

Ipersensibilità respiratoria. L'ipersensibilità respiratoria è generalmente considerata una reazione di ipersensibilità di tipo I. Tuttavia, le reazioni di fase tardiva ei sintomi più cronici associati all'asma possono coinvolgere processi immunitari cellulo-mediati (Tipo IV). I sintomi acuti associati all'allergia respiratoria sono influenzati dall'anticorpo IgE, la cui produzione è provocata a seguito dell'esposizione dell'individuo suscettibile all'allergene chimico inducente. L'anticorpo IgE si distribuisce a livello sistemico e si lega, tramite i recettori di membrana, ai mastociti che si trovano nei tessuti vascolarizzati, compreso il tratto respiratorio. In seguito all'inalazione della stessa sostanza chimica, verrà provocata una reazione di ipersensibilità respiratoria. L'allergene si associa alle proteine ​​e si lega e crea legami incrociati con l'anticorpo IgE legato ai mastociti. Questo a sua volta provoca la degranulazione dei mastociti e il rilascio di mediatori dell'infiammazione come istamina e leucotrieni. Tali mediatori causano broncocostrizione e vasodilatazione, con conseguenti sintomi di allergia respiratoria; asma e/o rinite. Le sostanze chimiche note per causare ipersensibilità respiratoria nell'uomo includono le anidridi acide (come l'anidride trimellitica), alcuni diisocianati (come il toluene diisocianato), i sali di platino e alcuni coloranti reattivi. Inoltre, l'esposizione cronica al berillio è nota per causare malattie polmonari da ipersensibilità.

autoimmunità

autoimmunità può essere definita come la stimolazione di specifiche risposte immunitarie dirette contro antigeni “self” endogeni. L'autoimmunità indotta può derivare sia da alterazioni dell'equilibrio dei linfociti T regolatori sia dall'associazione di uno xenobiotico con componenti tissutali normali tale da renderli immunogenici (“sé alterato”). I farmaci e le sostanze chimiche note per indurre o esacerbare accidentalmente effetti come quelli della malattia autoimmune (AD) in individui suscettibili sono composti a basso peso molecolare (peso molecolare da 100 a 500) che sono generalmente considerati di per sé non immunogenici. Il meccanismo dell'AD per esposizione chimica è per lo più sconosciuto. La malattia può essere prodotta direttamente per mezzo di anticorpi circolanti, indirettamente attraverso la formazione di immunocomplessi o come conseguenza dell'immunità cellulo-mediata, ma probabilmente si verifica attraverso una combinazione di meccanismi. La patogenesi è meglio conosciuta nei disturbi emolitici immunitari indotti da farmaci:

•  Il farmaco può attaccarsi alla membrana dei globuli rossi e interagire con un anticorpo specifico del farmaco.
•  Il farmaco può alterare la membrana dei globuli rossi in modo che il sistema immunitario consideri la cellula estranea.
•  Il farmaco e il suo anticorpo specifico formano immunocomplessi che aderiscono alla membrana dei globuli rossi producendo lesioni.
•  La sensibilizzazione dei globuli rossi si verifica a causa della produzione di autoanticorpi contro i globuli rossi.

È stato scoperto che una varietà di sostanze chimiche e farmaci, in particolare questi ultimi, inducono risposte di tipo autoimmune (Kamüller, Bloksma e Seinen 1989). L'esposizione professionale a sostanze chimiche può incidentalmente portare a sindromi simili all'AD. L'esposizione a cloruro di vinile monomerico, tricloroetilene, percloroetilene, resine epossidiche e polvere di silice può indurre sindromi simili alla sclerodermia. Una sindrome simile al lupus eritematoso sistemico (LES) è stata descritta dopo l'esposizione all'idrazina. L'esposizione al toluene diisocianato è stata associata all'induzione della porpora trombocitopenica. Metalli pesanti come il mercurio sono stati implicati in alcuni casi di glomerulonefrite da immunocomplessi.

Valutazione del rischio umano

La valutazione dello stato immunitario umano viene eseguita principalmente utilizzando il sangue periferico per l'analisi di sostanze umorali come immunoglobuline e complemento e dei leucociti del sangue per la composizione di sottoinsiemi e la funzionalità delle sottopopolazioni. Questi metodi sono generalmente gli stessi utilizzati per studiare l'immunità umorale e cellulo-mediata, nonché la resistenza aspecifica dei pazienti con sospetta malattia da immunodeficienza congenita. Per gli studi epidemiologici (ad es. su popolazioni professionalmente esposte) i parametri dovrebbero essere selezionati sulla base del loro valore predittivo nelle popolazioni umane, modelli animali convalidati e la sottostante biologia dei marcatori (vedi tabella 1). La strategia di screening per gli effetti immunotossici dopo l'esposizione (accidentale) a inquinanti ambientali o altre sostanze tossiche dipende molto dalle circostanze, come il tipo di immunodeficienza prevedibile, il tempo che intercorre tra l'esposizione e la valutazione dello stato immunitario, il grado di esposizione e il numero di individui esposti. Il processo di valutazione del rischio immunotossico di un particolare xenobiotico nell'uomo è estremamente difficile e spesso impossibile, in gran parte a causa della presenza di vari fattori confondenti di origine endogena o esogena che influenzano la risposta degli individui al danno tossico. Ciò è particolarmente vero per gli studi che indagano il ruolo dell'esposizione chimica nelle malattie autoimmuni, in cui i fattori genetici giocano un ruolo cruciale.

Tabella 1. Classificazione dei test per i marcatori immunitari

Poiché raramente sono disponibili dati sull'uomo adeguati, la valutazione del rischio di immunosoppressione indotta da sostanze chimiche nell'uomo si basa nella maggior parte dei casi su studi sugli animali. L'identificazione di potenziali xenobiotici immunotossici viene effettuata principalmente in studi controllati sui roditori. Gli studi di esposizione in vivo presentano, a questo proposito, l'approccio ottimale per stimare il potenziale immunotossico di un composto. Ciò è dovuto alla natura multifattoriale e complessa del sistema immunitario e delle risposte immunitarie. Gli studi in vitro hanno un valore crescente nella delucidazione dei meccanismi di immunotossicità. Inoltre, studiando gli effetti del composto utilizzando cellule di origine animale e umana, è possibile generare dati per il confronto delle specie, che possono essere utilizzati nell'approccio del "parallelogramma" per migliorare il processo di valutazione del rischio. Se i dati sono disponibili per tre pietre angolari del parallelogramma (animale in vivo e animale e uomo in vitro) potrebbe essere più facile prevedere l'esito della pietra angolare rimanente, ovvero il rischio nell'uomo.

Quando la valutazione del rischio di immunosoppressione indotta da sostanze chimiche deve basarsi esclusivamente su dati provenienti da studi su animali, nell'estrapolazione all'uomo può essere seguito un approccio mediante l'applicazione di fattori di incertezza al livello senza effetti avversi osservati (NOAEL). Questo livello può essere basato su parametri determinati in modelli pertinenti, come i test di resistenza dell'ospite e la valutazione in vivo delle reazioni di ipersensibilità e della produzione di anticorpi. Idealmente, la rilevanza di questo approccio alla valutazione del rischio richiede una conferma da parte di studi sull'uomo. Tali studi dovrebbero combinare l'identificazione e la misurazione della sostanza tossica, i dati epidemiologici e le valutazioni dello stato immunitario.

Per prevedere l'ipersensibilità da contatto, sono disponibili modelli di cavia che sono stati utilizzati nella valutazione del rischio sin dagli anni '1970. Sebbene sensibili e riproducibili, questi test hanno dei limiti in quanto dipendono dalla valutazione soggettiva; questo può essere superato con metodi più nuovi e più quantitativi sviluppati nel topo. Per quanto riguarda l'ipersensibilità chimica indotta dall'inalazione o dall'ingestione di allergeni, i test dovrebbero essere sviluppati e valutati in termini di valore predittivo nell'uomo. Quando si tratta di stabilire livelli di esposizione professionale sicuri di potenziali allergeni, è necessario considerare la natura bifasica dell'allergia: la fase di sensibilizzazione e la fase di elicitazione. La concentrazione richiesta per provocare una reazione allergica in un individuo precedentemente sensibilizzato è considerevolmente inferiore alla concentrazione necessaria per indurre la sensibilizzazione nell'individuo immunologicamente naïve ma suscettibile.

Poiché i modelli animali per prevedere l'autoimmunità indotta da sostanze chimiche sono praticamente assenti, si dovrebbe dare enfasi allo sviluppo di tali modelli. Per lo sviluppo di tali modelli, la nostra conoscenza dell'autoimmunità indotta da sostanze chimiche negli esseri umani dovrebbe essere avanzata, compreso lo studio dei marcatori genetici e del sistema immunitario per identificare gli individui suscettibili. Gli esseri umani che sono esposti a farmaci che inducono l'autoimmunità offrono tale opportunità.

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