Badanie zagrożeń azoli przeciwgrzybiczych dla ekosystemów wodnych
Azole są szeroko stosowane jako rolnicze środki grzybobójcze oraz w leczeniu grzybic, zakażeń pasożytniczych i nowotworów u ludzi. Początkowo zaprojektowane w celu hamowania enzymów CYP51, odpowiedzialnych za biosyntezę ergosterolu w grzybach, zaburzają one także wiele innych cytochromów (CYP) biorących udział w steroidogenezie, na przykład CYP19, oraz detoksykacji ksenobiotyków, na przykład CYP1A u ssaków i ryb. Te związki przeciwgrzybicze mogą zatem działać jako czynniki zaburzające równowagę hormonalną, wpływając negatywnie na przeżycie, rozwój, wzrost, rozmnażanie i zachowania organizmów, których nie mają zwalczać. Pomimo tego, że niektóre z tych związków są rutynowo badane i wykrywane, wciąż brakuje dokładnej oceny stopnia narażenia w celu oszacowania zagrożenia dla środowiska wynikającego ze stosowania większości azoli. Celem uczestników projektu EXPOZOL było poszerzenie wiedzy naukowców na temat stopnia narażenia ekosystemów wodnych na azole przeciwgrzybicze, ich występowania i biotransformacji w organizmach wodnych oraz związanych z tym skutków w celu poprawy oceny ryzyka środowiskowego. Badania w ramach projektu przeprowadzono dzięki wsparciu programu Maria Skłodowska-Curie.
Potwierdzenie narażenia organizmów wodnych na azole
W celu przeprowadzenia retrospektywnego badania przesiewowego azoli w zarchiwizowanych próbkach cyfrowych i zbadania ich biotransformacji, naukowcy zastosowali najnowocześniejszą technologię spektrometrii mas o wysokiej rozdzielczości o nazwie Q-Exactive, opracowaną przez firmę Thermo Fisher. „Taka technologia jest coraz częściej stosowana w chemii środowiskowej i służy do uzyskiwania pełnego obrazu chemicznej złożoności zanieczyszczeń poprzez badanie zarówno znanych, jak i nieznanych zanieczyszczeń, na przykład produktów biotransformacji”, mówi pracownik naukowy Nicolas Creusot. Wyniki pokazały, że azole przeciwgrzybicze są szeroko rozpowszechnione w ekosystemach lądowych i wodnych zgodnie z ich szerokim zakresem właściwości fizyko-chemicznych. „Wykazaliśmy, że na działanie tych chemikaliów narażona jest fauna i flora z różnych poziomów troficznych”, wyjaśnia Nicolas Creusot. „Jedną z kluczowych kwestii jest to, że projekt EXPOZOL potwierdza, że powiązanie stopnia narażenia i skutków jest bardzo ważne dla poprawy oceny zagrożenia chemicznego”. W rzeczywistości obliczenia współczynnika ryzyka pokazały również zagrożenie związane z narażeniem na azole przeciwgrzybicze, zwłaszcza jeśli niektóre z badanych rzek i strumieni wykorzystywane są do produkcji wody pitnej. Ponadto w badaniach toksykokinetycznych i toksykodynamicznych naukowcy potwierdzili, że organizmy wodne mogą gromadzić i przekształcać azole, co może wywoływać działania niepożądane, takie jak ograniczenie wzrostu, a nawet śmierć.
Znaczenie dalszych badań
Oprócz konkretnego przypadku azoli przeciwgrzybiczych badania wyraźnie wykazały, że retrospektywna analiza danych uzyskanych za pomocą spektrometrii mas o wysokiej rozdzielczości może poszerzyć dotychczasową wiedzę na temat stopnia narażenia i związanych z nim zagrożeń przypisywanych chemikaliom budzącym niepokój, a także zostać skutecznie wykorzystana do takich celów w przyszłości. „Obecnie mamy szansę na poszerzenie naszej wiedzy w zakresie dynamiki przestrzenno-czasowej tysięcy chemikaliów, które pierwotnie nie były przedmiotem badań”, podkreśla Creusot. Projekt EXPOZOL wykazał, że ekosystemy wodne i ludzie (poprzez spożycie wody pitnej) mogą być narażeni na zanieczyszczenia wywołane przez azole przeciwgrzybicze. „Powinno to być dla nas znakiem ostrzegawczym, stanowiącym dowód, że chemikalia te powinny zostać dokładniej zbadane pod względem występowania i skutków, aby ograniczyć ich wpływ na ekosystemy wodne i nie tylko”, podsumowuje Nicolas Creusot.
Słowa kluczowe
EXPOZOL, azole przeciwgrzybicze, ekosystemy wodne, biotransformacja, substancje zaburzające równowagę hormonalną, spektrometria mas wysokiej rozdzielczości
