Wie verhalten sich chirale Arzneimittel in der Umwelt?
Chirale Moleküle können nicht an einer Molekülebene gespiegelt werden. Stereoisomere Paare dieser Art werden als Enantiomere bezeichnet. Bisher basiert ein Großteil der Forschung über chirale Verbindungen auf der falschen Annahme, dass Enantiomere ein identisches Umweltverhalten zeigen. Die Chance einer Unter- bzw. Überschätzung der Toxizität bei einer Bewertung von Umweltgefahren ist daher hoch, da sich die Enantiomere in ihren biologischen Eigenschaften unterscheiden. Auch die Umweltprobenmatrizen sind in der Natur höchst komplex und vielfältig. Zur Lösung dieser Probleme untersuchten die Wissenschaftler des CVME-Projekts (Chiral veterinary medicines in the environment) die enantioselektive Toxizität chiraler Pharmazeutika, die Umweltrelevanz aufweisen. Die Forscher entwickelten und validierten drei Analyseverfahren auf verschiedene Rückstände (Multirückstandsmethoden) auf Grundlage von Proben-Mikroextraktionsverfahren und Flüssigkeitschromatografie-Massenspektrometrie, um chirale Wirkstoffe und deren Metaboliten zu quantifizieren. Zu den Wirkstoffen zählten Analyten wie beispielsweise Amoxicillin, Ampicillin, Carprofen und Methylprednisolon, die im tierärztlichen und humanmedizinischen Bereich bei Behandlungen verwendet werden. Überdies entwickelten die Forscher drei weitere Analyseverfahren auf verschiedene Rückstände, die für Anwendungen in der ökologischen Chiralitätsanalyse vielversprechend sind. Die Forscher bezogen Umweltproben aus Zuflüssen, abfließenden Abwässern und Belebtschlamm in ihre umfassende Untersuchung der Umweltauswirkungen und der Persistenz ausgewählter chiraler Wirkstoffe ein. Zudem sammelten sie über einen Zeitraum von sechs Monaten hinweg Proben, um einen Überblick über den Verbleib chiraler Wirkstoffe in der Umwelt zu erhalten und die Gefahrenherde der Verschmutzung zu ermitteln. Die Studienergebnisse sind alarmierend, da sie offenbarten, dass verschiedene angezielte chirale Wirkstoff weit verbreitet in der Umwelt sind und unterschiedliche Werte der Ökotoxizität aufweisen. Diese Ergebnisse heben die Notwendigkeit weiterer Studien hervor, um die Umweltbelastung durch chirale Medikamente in vollem Umfang aufzuklären und bessere rechtliche Vorgaben für eine genaue Umweltrisikobewertung zu entwickeln.
Schlüsselbegriffe
chirale Medikamente, Giftigkeit, Toxizität, Enantiomer, CVME, Analyseverfahren auf verschiedene Rückstände, multi-residue analytical methods
