Le risque est composé de deux parties :la probabilité que quelque chose se passe mal et les conséquences ultérieures si cela se produit. Bien que les risques ne puissent jamais être prédits avec certitude, ils peuvent être identifiés et analysés pour réduire les conséquences éventuellement catastrophiques – et parfois mortelles – de la non-prise en compte d'un risque. Le processus d'identification et d'analyse des risques, appelée analyse des risques ou évaluation des risques, peut être appliqué à tous les aspects de la vie, des start-ups et des problèmes de sécurité aux tempêtes violentes et à la santé publique.

L'évaluation des risques est particulièrement importante en médecine et en santé publique, où la caractérisation des effets nocifs potentiels sur la santé de l'exposition humaine aux dangers environnementaux et à d'autres produits chimiques est primordiale pour la sécurité du grand public. L'évaluation des risques pour la santé est l'un des nombreux outils que les scientifiques, organismes gouvernementaux, et le public peut utiliser pour prendre des décisions sur la façon de prévenir et de réduire les expositions à des substances nocives ou toxiques.

La relation entre la quantité de produit chimique à laquelle une personne est exposée et la réponse qu'une population humaine a au produit chimique est caractérisée par une relation dose-réponse, également appelée relation exposition-réponse. « Étudier la dose-réponse, et développer des modèles dose-réponse, est essentiel pour déterminer « sûr », niveaux et dosages « dangereux » et, le cas échéant, « bénéfiques » pour les médicaments, polluants, nourriture, et d'autres substances auxquelles les humains ou d'autres organismes sont exposés, " explique James Englehardt, professeur à l'Université de Miami College of Engineering Department of Civil, Génie de l'architecture et de l'environnement. « Ces conclusions sont souvent à la base des politiques publiques.

Traditionnellement, les modèles dose-réponse sont développés en utilisant des doses élevées d'un produit chimique sur des animaux pendant de courtes périodes de temps et en mesurant la réponse de l'animal. Ces données sont ensuite utilisées pour prédire comment un humain réagirait s'il était exposé au produit chimique à faible dose pendant une période plus longue, ce qui est plus pratique et applicable aux conditions auxquelles les humains sont confrontés. « Les études à long terme qui exposent les sujets à une petite quantité de produits chimiques pendant de longues périodes sont difficiles et coûteuses à réaliser, faire des études à court terme avec des doses élevées l'alternative faisable, " dit Englehardt.

Cependant, identifier les produits chimiques qui présentent un risque pour la santé pendant des décennies d'exposition à des doses extrêmement faibles est un défi, souvent encore compliquées par des interactions avec d'autres produits chimiques et des problèmes de santé qui sont parfois difficiles, voire impossibles à identifier. Pour résoudre ces problèmes, le National Research Council des États-Unis recommande d'évaluer les risques du criblage à haut débit (HTS) des produits chimiques, une méthode d'expérimentation scientifique utilisant la robotique, logiciel de traitement de données, dispositifs de manipulation de liquide, et des détecteurs sensibles pour conduire rapidement des millions de produits chimiques, tests génétiques ou pharmacologiques.

Le problème avec la méthode actuelle de collecte de données HTS est qu'elle ne peut pas mesurer les réponses au niveau extracellulaire, organe, et les niveaux d'organismes; cela ne fonctionne qu'au niveau cellulaire. Par conséquent, HTS a été à peine utilisé pour la régulation chimique. "Afin d'intégrer correctement les données HTS dans l'évaluation des risques et la réglementation chimique, il doit y avoir un cadre unificateur où tous les niveaux de réponse sont pris en compte, " dit Englehardt.

les travaux récents d'Englehardt, en collaboration avec Weihsueh Chiu, professeur au Collège de médecine vétérinaire et de sciences biomédicales de la Texas A&M University, a reçu le soutien de la National Science Foundation (NSF) et des National Institutes of Health (NIH) pour publier une fonction dose-réponse pour les facteurs de stress et mélanges chimiques chroniques et autres pour la santé, initialement dérivé et soumis par Englehardt en 2007, qui peut fournir le cadre unificateur nécessaire pour l'analyse HTS.

La base de la fonction dose-réponse récemment publiée par Englehardt est que la relation entre les réponses intracellulaires et multi-organes, les processus de gouvernance multicellulaires se reflètent dans la fonction dose-réponse globale. Cette fonction prédit la fraction de la population qui tombera malade à un niveau d'exposition particulier ou, de manière équivalente, la probabilité qu'un individu choisi au hasard tombe malade à une dose donnée.

« Cette approche de l'évaluation des risques est unique en ce qu'elle peut tirer parti à la fois des approches de modélisation biologique « bottom-up », ainsi que des analyses statistiques "top-down" ou basées sur l'intelligence artificielle, " dit Englehardt. " Cette nouvelle relation dose-réponse augmentera l'efficacité de l'évaluation des risques en aidant les scientifiques, les agences gouvernementales et le public prennent des décisions meilleures et plus précises sur la façon de prévenir et de réduire les expositions aux substances nocives ou toxiques. »

Le projet de recherche, titré, « Une relation dose-réponse générale pour les facteurs de stress chimiques chroniques et d'autres facteurs de santé et les mélanges basés sur un modèle de gravité de la maladie émergente, " a été publié dans le prestigieux PLOS Un Journal scientifique.