Over the last few years, increasing evidence has become available that some brominated flame retardants (BFRs) may have endocrine-disrupting (ED) potencies. The goal of the current study was to perform a systematic in vitro screening of the ED potencies of BFRs (1) to elucidate possible modes of action of BFRs in man and wildlife and (2) to classify BFRs with similar profiles of ED potencies. A test set of 27 individual BFRs were selected, consisting of 19 polybrominated diphenyl ether congeners, tetrabromobisphenol-A, hexabromocyclododecane, 2,4,6-tribromophenol, ortho-hydroxylated brominated diphenyl ether 47, and tetrabromobisphenol-A–bis(2,3)dibromopropyl ether. All BFRs were tested for their potency to interact with the arylhydrocarbon receptor, androgen receptor (AR), progesterone receptor (PR), and estrogen receptor. In addition, all BFRs were tested for their potency to inhibit estradiol (sulfation by estradiol sulfotransferase (E2SULT), to interfere with thyroid hormone 3,3′,5-triiodothyronine (T3)–mediated cell proliferation, and to compete with T3-precursor thyroxine for binding to the plasma transport protein transthyretin (TTR). The results of the in vitro screening indicated that BFRs have ED potencies, some of which had not or only marginally been described before (AR antagonism, PR antagonism, E2SULT inhibition, and potentiation of T3-mediated effects). For some BFRs, the potency to induce AR antagonism, E2SULT inhibition, and TTR competition was higher than for natural ligands or clinical drugs used as positive controls. Based on their similarity in ED profiles, BFRs were classified into five different clusters. These findings support further investigation of the potential ED effects of these environmentally relevant BFRs in man and wildlife.

Abstract Behavioural analysis based on video recording is becoming increasingly popular within research fields such as; ecology, medicine, ecotoxicology and toxicology. However, the programs available to analyse the data, which are free of cost, user‐friendly, versatile, robust, fast and provide reliable statistics for different organisms (invertebrates, vertebrates and mammals) are significantly limited. We present an automated open‐source executable software ( ToxTrac ) for image‐based tracking that can simultaneously handle several organisms monitored in a laboratory environment. We compare the performance of ToxTrac with current accessible programs on the web. The main advantages of ToxTrac are as follows: (i) no specific knowledge of the geometry of the tracked bodies is needed; (ii) processing speed, ToxTrac can operate at a rate >25 frames per second in HD videos using modern computers; (iii) simultaneous tracking of multiple organisms in multiple arenas; (iv) integrated distortion correction and camera calibration; (v) robust against false positives; (vi) preservation of individual identification; (vii) useful statistics and heat maps in real scale are exported in image, text and excel formats. ToxTrac can be used for high speed tracking of insects, fish, rodents or other species, and provides useful locomotor information in animal behavior experiments. Download ToxTrac here: https://toxtrac.sourceforge.io (Current version v2.61).

Due to their unique surfactant properties, poly- and perfluorinated compounds (PFCs) have been extensively used and can be found all over the environment. Concern about their environmental fate and toxicological properties has initiated several research projects. In the present study, we investigated if PFCs can compete with thyroxine (T4, i.e., the transport form of thyroid hormone) for binding to the human thyroid hormone transport protein transthyretin (TTR). Such competitive capacity may lead to decreased thyroid hormone levels as previously reported for animals exposed to PFCs. Twenty-four PFCs, together with 6 structurally similar natural fatty acids, were tested for binding capacity in a radioligand-binding assay. The binding potency decreased in the order: perfluorohexane sulfonate > perfluorooctane sulfonate/perfluorooctanoic acid > perfluoroheptanoic acid > sodium perfluoro-1-octanesulfinate > perfluorononanoic acid, with TTR binding potencies 12.5–50 times lower than the natural ligand T4. Some lower molecular weight compounds with structural similarity to these PFCs were > 100 times less potent than T4. Simple descriptors based on the two-dimensional molecular structures of the compounds were used to visualize the chemical variation and to model the structure-activity relationship for the competitive potencies of the TTR-binding compounds. The models indicated the dependence on molecular size and functional groups but demanded a more detailed description of the chemical properties and data for validation and further quantitative structure-activity relationship (QSAR) development. Competitive binding of PFCs to TTR, as observed for human TTR in the present study, may explain altered thyroid hormone levels described for PFC-exposed rats and monkeys. Median human blood levels of the most potent TTR-binding PFCs are one to two orders of magnitude lower than concentration at 50% inhibition (IC50) values determined in the present study. In addition, this study contributes to the understanding of the bioaccumulation of PFCs in man and possibly in other wildlife species.

Background:Humans are exposed to thousands of man-made chemicals in the environment. Some chemicals mimic natural endocrine hormones and, thus, have the potential to be endocrine disruptors. Most of these chemicals have never been tested for their ability to interact with the estrogen receptor (ER). Risk assessors need tools to prioritize chemicals for evaluation in costly in vivo tests, for instance, within the U.S. EPA Endocrine Disruptor Screening Program.Objectives:We describe a large-scale modeling project called CERAPP (Collaborative Estrogen Receptor Activity Prediction Project) and demonstrate the efficacy of using predictive computational models trained on high-throughput screening data to evaluate thousands of chemicals for ER-related activity and prioritize them for further testing.Methods:CERAPP combined multiple models developed in collaboration with 17 groups in the United States and Europe to predict ER activity of a common set of 32,464 chemical structures. Quantitative structure–activity relationship models and docking approaches were employed, mostly using a common training set of 1,677 chemical structures provided by the U.S. EPA, to build a total of 40 categorical and 8 continuous models for binding, agonist, and antagonist ER activity. All predictions were evaluated on a set of 7,522 chemicals curated from the literature. To overcome the limitations of single models, a consensus was built by weighting models on scores based on their evaluated accuracies.Results:Individual model scores ranged from 0.69 to 0.85, showing high prediction reliabilities. Out of the 32,464 chemicals, the consensus model predicted 4,001 chemicals (12.3%) as high priority actives and 6,742 potential actives (20.8%) to be considered for further testing.Conclusion:This project demonstrated the possibility to screen large libraries of chemicals using a consensus of different in silico approaches. This concept will be applied in future projects related to other end points.Citation:Mansouri K, Abdelaziz A, Rybacka A, Roncaglioni A, Tropsha A, Varnek A, Zakharov A, Worth A, Richard AM, Grulke CM, Trisciuzzi D, Fourches D, Horvath D, Benfenati E, Muratov E, Wedebye EB, Grisoni F, Mangiatordi GF, Incisivo GM, Hong H, Ng HW, Tetko IV, Balabin I, Kancherla J, Shen J, Burton J, Nicklaus M, Cassotti M, Nikolov NG, Nicolotti O, Andersson PL, Zang Q, Politi R, Beger RD, Todeschini R, Huang R, Farag S, Rosenberg SA, Slavov S, Hu X, Judson RS. 2016. CERAPP: Collaborative Estrogen Receptor Activity Prediction Project. Environ Health Perspect 124:1023–1033; http://dx.doi.org/10.1289/ehp.1510267

Materials in car cabins contain performance-enhancing semi-volatile organic compounds (SVOCs). As these SVOCs are not chemically bound to the materials, they can emit from the materials at slow rates to the surrounding, causing human exposure. This study aimed at increasing the understanding on abundance of SVOCs in car cabins by studying 18 potential endocrine disrupting chemicals in car cabin air (gas phase and airborne particles) and dust. We also studied how levels of these chemicals varied by temperature inside the car cabin along with ventilation settings, relevant to human exposure. A positive correlation was observed between temperature and SVOC concentration in both the gas and the particle phase, where average gas phase levels at 80 °C were a factor of 18–16,000 higher than average levels at 25 °C, while average particle phase levels were a factor of 4.6–40,000 higher for the studied substances. This study also showed that levels were below the limit of detection for several SVOCs during realistic driving conditions, i.e., with the ventilation activated. To limit human exposure to SVOCs in car cabins, it is recommended to ventilate a warm car before entering and have the ventilation on during driving, as both temperature and ventilation have a significant impact on SVOC levels.