Bardziej ekologiczne leki zmniejszają szkody dla środowiska
Przedostawanie się leków do naszych wspólnych dróg wodnych budzi obawy dotyczące środowiska i potencjalnie zdrowia ludzkiego. Farmaceutyki i ich aktywne metabolity stanowią nową formę toksyn środowiskowych i chociaż bezpośrednie zagrożenia dla zdrowia ludzkiego są uważane za niskie, istnieją szersze obawy związane z długotrwałym narażeniem i szkodami dla środowiska. „Pozostałości leków są coraz częściej wykrywane w wodach powierzchniowych, głównie w wyniku ich stosowania i usuwania, w tym uwalniania przez systemy kanalizacyjne i inne źródła rozproszone”, wyjaśnia Stephanos Camarinopoulos, dyrektor w firmie RISA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Berlinie. Naukowcy uczestniczący w finansowanym ze środków UE projekcie ENVIROMED(odnośnik otworzy się w nowym oknie) starali się lepiej zrozumieć wpływ związków farmaceutycznych na środowisko w naszych drogach wodnych, od etapu projektowania do utylizacji, poprzez połączenie badań terenowych z zaawansowanymi technologiami monitorowania i przewidywania. „Łącząc monitoring terenowy, zaawansowane narzędzia analityczne, modelowanie predykcyjne i badania ekotoksyczności, projekt ENVIROMED wygenerował bardziej kompleksowy obraz występowania pozostałości farmaceutycznych w środowisku, ich zachowania i potencjalnych skutków w systemach kanalizacyjnych i odbiorników wodnych” — dodaje Camarinopoulos.
Kampanie monitorowania w terenie i prognozy cyfrowe
Camarinopoulos ze współpracownikami przeprowadzili serię kampanii monitorowania w terenie w różnych punktach systemu ściekowego, w tym w źródłach emisji, takich jak ośrodek kliniczny i oczyszczalnia ścieków, oraz w punktach końcowych. Laboratoryjne analizy chemiczne były wspierane przez nowe narzędzie analityczne, spektroskopowy analizator ścieków (ang. Wastewater Spectroscopic Analyser), system terenowy zaprojektowany w celu zapewnienia szybszych i częstszych pomiarów bezpośrednio w układach kanalizacji. W badaniach ekotoksykologicznych in vivo i in vitro, zespół zbadał również potencjalne skutki biologiczne związane z narażeniem na pozostałości farmaceutyczne. Równolegle w ramach projektu ENVIROMED opracowano również G.AI.A(odnośnik otworzy się w nowym oknie), platformę cyfrową, która dostarcza informacji predykcyjnych na temat ekotoksyczności i potencjału bioakumulacji związków farmaceutycznych. Platforma ta wspiera bardziej ekologiczny rozwój leków na etapie projektowania, zapewniając wczesny wgląd we właściwości środowiskowe cząsteczek leków. W ramach projektu opracowano również szereg innych technologii analitycznych, które wspierają czystsze i bardziej zasobooszczędne procesy produkcji leków, w tym narzędzia do monitorowania procesów czyszczenia i powierzchni sprzętu, a także wykorzystano „cyfrowe bliźniaki” do symulacji i optymalizacji systemów produkcji leków.
Określanie trajektorii zanieczyszczeń
Kampanie monitorujące potwierdziły, że trajektorie skażenia mogą rozciągać się od źródeł górnych, takich jak placówki kliniczne, poprzez oczyszczalnie ścieków, aż do środowisk morskich. Niektóre pozostałości farmaceutyczne mogą również przetrwać konwencjonalne procesy oczyszczania ścieków i nadal być wykrywane w oczyszczonych ściekach i wodach przyjmujących. Badania ekotoksykologiczne wykazały, że pozostałości farmaceutyczne mogą wywoływać istotne biologicznie skutki nawet przy niskich stężeniach w scenariuszach narażenia przewlekłego i mieszanego. „Odkrycia te podkreślają znaczenie łączenia monitorowania chemicznego z narzędziami oceny biologicznej dla lepszego zrozumienia ekologicznego znaczenia zanieczyszczeń farmaceutycznych” — mówi Camarinopoulos.
Ku bardziej ekologicznemu projektowaniu farmaceutyków
Odkrycia(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i narzędzia projektu ENVIROMED pomagają zmniejszyć potencjalny ślad środowiskowy leków, nim trafią one do środowiska. Oczekuje się, że kilka działań badawczych i innowacyjnych zainicjowanych w ramach projektu będzie kontynuowane, w tym dalszy rozwój technologii analitycznych. „W szerszym ujęciu, projekt umożliwił nawiązanie współpracy między naukowcami, partnerami przemysłowymi i interesariuszami środowiskowymi, która ma być kontynuowana po zakończeniu prac” — zauważa Camarinopoulos. „Współpraca ta może pomóc w rozwoju badań nad zrównoważoną produkcją farmaceutyczną, ulepszonymi strategiami monitorowania środowiska i opracowywaniem leków o mniejszym wpływie na środowisko”.