La toxicologie a comme objectif d’expliquer et de comprendre les phénomènes toxiques. Cette meilleure appréciation des mécanismes doit être utilisée pour prédire les effets néfastes potentiels de nouveaux composés et des tests in vivo, in vitro ou in silico sont proposés à cette fin. Cependant, malgré les progrès accomplis, beaucoup reste à faire pour l’acquisition d’une capacité prédictive fiable et solide. Or, il s’agit d’une demande forte de la population et des pouvoirs publics qui est notamment au coeur du défi représenté par la directive Reach. Pour avancer dans cette direction, plusieurs approches facilitées par les développements technologiques sont envisageables :

• Il est nécessaire de parfaire nos connaissances mécanistiques et de bien définir les grandes voies de toxicité. La prédiction de la toxicité d’un nouveau composé chimique repose souvent sur une démarche par analogie et, pour cela, une bonne caractérisation des mécanismes toxiques  chez l’homme et dans les écosystèmes est indispensable.
• Les techniques haut débit (communément appelées « OMIQUES », génomique protéomique, métabolomique) permettent une d’analyser les effets d’un toxiques de manière très exhaustive et sans a priori. Ces approches devront être intégrées dans un cadre plus global de biologie de systèmes. Les approches OMIQUES sont aussi utiles dans d’autres axes de recherche. Elles pourront s’appuyer dans le cas de la génomique sur des plateformes existantes.
• Les approches mécanistiques et de haut débit, tout comme les approches analytiques innovantes permettront la mise au point de nouveaux biomarqueurs d’exposition et d’effet indispensables pour la mise en évidence et l’évaluation quantitative de l’exposition et de l’intoxication d’un organisme.
• De nouveaux modèles cellulaires et animaux (notamment humanisés) sont indispensables pour améliorer nos capacités prédictives. Dans le cas des modèles in vivo il faudra garder à l’esprit la nécessité de réduire et d’optimiser l’utilisation des animaux de laboratoire.
• La modélisation mathématique fondée sur les observations chimiques physiques et biologiques est sans aucun doute une approche interdisciplinaire très prometteuse qui devra être développée dans le cadre de ce DIM.
• Enfin, la toxicologie prédictive devra tenir compte des expositions réalistes, notamment en s’intéressant aux effets des mélanges de polluants (synergie, additivité, antagonisme) et aux effets liés à des expositions chroniques à de faibles doses.