Rendere i farmaci più ecologici per ridurre i danni ambientali
Il flusso di farmaci che si riversa nei nostri corsi d’acqua comuni sta sollevando preoccupazioni per l’ambiente e, potenzialmente, per la salute umana. I farmaci e i loro metaboliti attivi si stanno progressivamente affermando come una nuova forma di sostanze tossiche per l’ambiente e, sebbene si ritenga che i rischi diretti per la salute umana siano bassi, esistono preoccupazioni più ampie legate all’esposizione a lungo termine e ai danni ambientali. «I residui di farmaci vengono rilevati sempre più spesso nelle acque superficiali, soprattutto a causa del loro utilizzo e smaltimento, ivi compresi i rilasci attraverso i sistemi di acque reflue e altre fonti diffuse», spiega Stephanos Camarinopoulos, direttore dell’impresa RISA(si apre in una nuova finestra), con sede a Berlino. I ricercatori attivi nel progetto ENVIROMED(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, hanno lavorato per far luce sull’impatto ambientale generato dai composti farmaceutici nei nostri corsi d’acqua, dalla progettazione allo smaltimento, attraverso una combinazione di lavoro sul campo e tecnologie avanzate di monitoraggio e previsione. «Combinando monitoraggio sul campo, strumenti analitici avanzati, approcci di modellizzazione predittiva e studi di ecotossicità, ENVIROMED ha generato un quadro più completo per quanto concerne la presenza, il comportamento e i potenziali effetti esercitati dai residui farmaceutici nell’ambiente nei sistemi di acque reflue e nelle acque riceventi», aggiunge Camarinopoulos.
Campagne di monitoraggio sul campo e previsioni digitali
Camarinopoulos e i suoi colleghi hanno condotto una serie di campagne di monitoraggio sul campo presso diversi punti del sistema di acque reflue, comprese le fonti di emissione a monte come una struttura clinica e un impianto di trattamento delle acque di rifiuto, nonché i punti finali a valle. Le analisi chimiche di laboratorio sono state supportate da un nuovo strumento analitico, il Wastewater Spectroscopic Analyser (dispositivo di analisi spettroscopica delle acque reflue), un sistema utilizzabile sul campo concepito al fine di fornire misurazioni più rapide e frequenti direttamente all’interno dei sistemi di acque reflue. Attraverso lo svolgimento di studi ecotossicologici in vivo e in vitro, il team ha inoltre analizzato i potenziali effetti biologici associati all’esposizione ai residui farmaceutici. Parallelamente, ENVIROMED ha sviluppato anche G.AI.A(si apre in una nuova finestra), una piattaforma digitale che fornisce informazioni predittive sull’ecotossicità e sul potenziale di bioaccumulo dei composti farmaceutici in grado di supportare lo sviluppo di farmaci più ecologici già nella fase di progettazione, offrendo informazioni precoci sulle proprietà ambientali delle molecole di farmaci. Il progetto ha inoltre sviluppato una serie di altre tecnologie analitiche al fine di sostenere processi di produzione dei farmaci più puliti ed efficienti dal punto di vista delle risorse, tra cui strumenti per il monitoraggio dei processi di pulizia e delle superfici delle apparecchiature, e ha impiegato il modello dei «gemelli digitali» per simulare e ottimizzare i sistemi di produzione dei farmaci.
Determinare i percorsi di contaminazione
Le campagne di monitoraggio hanno confermato che i percorsi di contaminazione possono estendersi dalle fonti a monte, come le strutture cliniche, attraverso gli impianti di trattamento delle acque reflue per giungere infine agli ambienti marini. Alcuni residui farmaceutici possono persistere anche attraverso i processi di trattamento delle acque reflue convenzionali e continuare a essere rilevati negli effluenti trattati e nelle acque riceventi. Gli studi ecotossicologici hanno indicato che, in scenari di esposizione cronica e mista, i residui farmaceutici possono indurre effetti biologicamente rilevanti anche a basse concentrazioni. «Questi risultati mettono in evidenza l’importanza di combinare il monitoraggio chimico con strumenti di valutazione biologica per comprendere in maniera migliore la rilevanza ecologica dell’inquinamento farmaceutico», afferma Camarinopoulos.
Verso una progettazione farmaceutica più verde
I risultati(si apre in una nuova finestra) e gli strumenti di ENVIROMED contribuiscono a ridurre la potenziale impronta ambientale esercitata dai farmaci prima che raggiungano l’ambiente. Si prevede che diverse attività di ricerca e innovazione avviate nell’ambito del progetto proseguiranno, compreso l’ulteriore sviluppo delle tecnologie analitiche. «Più in generale, il progetto ha stabilito collaborazioni tra ricercatori, partner industriali e stakeholder ambientali che, secondo quanto previsto, continueranno anche dopo la conclusione del progetto», osserva Camarinopoulos, che conclude: «Queste collaborazioni possono contribuire a far progredire la ricerca sulla produzione farmaceutica sostenibile, sul miglioramento delle strategie di monitoraggio ambientale e sullo sviluppo di farmaci associati a una minore impronta ambientale.»
