Recuperar productos farmacéuticos podría reducir el daño a la vida silvestre

Durante las últimas dos décadas, ha habido una creciente preocupación por la cantidad de medicamentos que ingresan a los sistemas de alcantarillado en los desechos que se descargan por los desagües. La mayoría provienen de la orina y las heces de pacientes que han tomado medicamentos. Incluso después de que haya pasado por sus cuerpos y obras de tratamiento de agua, estos compuestos se pueden encontrar en ríos y lagos, y potencialmente incluso en nuestros suelos. Se han encontrado productos farmacéuticos, incluidos medicamentos para el colesterol, betabloqueantes, antiepilépticos, antiinflamatorios y antibióticos, junto con sustancias ilegales, en las alcantarillas y vías fluviales cercanas.

Mucha gente piensa que las plantas de tratamiento de aguas residuales limpian el agua, pero estas plantas fueron construidas para eliminar nitrógeno y fosfatos, no productos farmacéuticos”, dijo el profesor Ad Ragas, científico ambiental de la Universidad de Radboud en los Países Bajos y coordinador del proyecto PREMIER. "Estos productos farmacéuticos terminan en el medio ambiente, junto con otros microcontaminantes".

Se han identificado más de 600 sustancias farmacéuticas en entornos acuáticos de todo el mundo. Otros encuentran su camino hacia los ecosistemas terrestres. Se sabe que al menos algunos de estos compuestos provocan efectos indeseables en los organismos vivos.

Un ejemplo infame ocurrió con los buitres en la India, a fines del siglo pasado. Hasta finales de la década de 1980, decenas de millones de aves volaban en círculos por los cielos, buscando cadáveres muertos, pero en la década de 1990, el número de buitres se desplomó misteriosamente, y algunas poblaciones disminuyeron en más del 99%. Al principio, los científicos estaban desconcertados, pero luego se descubrió en 2004 que el diclofenaco, un producto farmacéutico que se alimentaba habitualmente al ganado indio, mataba a las aves. Un antiinflamatorio barato en vacas, provocó insuficiencia renal y muerte en buitres.

"Este evento provocó mucha discusión sobre el impacto de las drogas en la vida silvestre y el medio ambiente", dijo el profesor Ragas. El uso veterinario del diclofenaco fue prohibido en la India en 2006. Pero 15 años después, la preocupación por los medicamentos y sus subproductos que escapan al medio ambiente está ganando impulso en todo el mundo, y por una buena razón.

Cada año, el uso de medicamentos aumenta tanto en la población humana como en la animal, sin embargo, todavía hay muchas preguntas sobre el impacto que la difusión documentada de productos farmacéuticos está teniendo tanto en la salud humana como en la ecología de nuestro planeta.

En 2013, el Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea incluyeron una serie de productos farmacéuticos, incluidos algunos antibióticos, en una lista de vigilancia de sustancias que deben controlarse cuidadosamente en los cuerpos de agua de la UE. Este fue el primer documento que incluyó sustancias de indiscutible valor medicinal que representan una amenaza potencial para ecosistemas frágiles.

Exploraciones de diagnóstico

Los hospitales son una fuente importante de ingredientes farmacéuticos activos, y los estudios han encontrado que muchas de las sustancias químicas que se originan en los hospitales no se eliminan por completo en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Son especialmente preocupantes los medios de contraste yodados (ICM): los tintes radiográficos que se inyectan con frecuencia en el torrente sanguíneo del paciente antes de una exploración de diagnóstico, como una tomografía computarizada o una resonancia magnética, para permitir que los tejidos blandos se destaquen de su fondo.

Los ICM no se degradan en el cuerpo (permanecen en más del 95% sin metabolizar) y, en cambio, se eliminan por el sistema de alcantarillado. Los investigadores creen que son uno de los principales contribuyentes a la carga de sustancias químicas persistentes en las aguas residuales. Se han encontrado subproductos de ICM, a menudo en concentraciones elevadas, en ríos, lagos, aguas subterráneas e incluso agua potable. También se encuentran en el suelo, lo que representa un riesgo potencial tanto para los humanos, donde la tierra agrícola está contaminada, como para la vida silvestre. Los halógenos orgánicos son uno de los subproductos de los medios de contraste. Estos productos químicos pueden tener efectos tóxicos en el suelo y el agua si se les permite acumularse en altas concentraciones.

El profesor Alberto Guadagnini del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del Politecnico di Milano en Italia dijo: "Todavía no sabemos qué tan grande es el riesgo de que estas sustancias se acumulen en altas concentraciones en el sistema de aguas subterráneas".

Los datos sobre la prevalencia de ICM, y sobre lo que se puede hacer para eliminarlos de manera segura, son irregulares. A medida que la población envejece, se espera que aumente el número de comorbilidades crónicas y complejas, por lo que es probable que aumente el número de pruebas de diagnóstico por imágenes realizadas en todo el mundo. Las estimaciones actuales sitúan el número de escáneres CT clínicos que funcionan en todo el mundo en más de 45.000. Solo en un hospital italiano, el San Raffaele de Milán, se llevan a cabo 30.000 pruebas de diagnóstico de este tipo cada año.

Reciclar

El profesor Guadagnini espera llenar algunas de las lagunas de conocimiento a través del proyecto REMEDI de cuatro años recientemente lanzado, que se propone estudiar nuevas técnicas para atrapar y eliminar agentes de medio de contraste de rayos X del agua y el suelo.

"Eliminarlos es solo una parte del desafío; también queremos reciclarlos", dijo el profesor Guadagnini. «El yodo y el bario (que se utilizan en los medios de contraste) son compuestos valiosos. Sería mucho mejor para ellos volver a ser utilizados por la industria que acumularse en el medio ambiente ".

El equipo del profesor Guadagnini se centra en los óxidos de hierro, que tienen una capacidad probada para unirse a los agentes de contraste. Sin embargo, los óxidos de hierro no se pueden agregar directamente a los lagos y ríos para que actúen como trampas de ICM, ya que aumentan la acidez del agua. En cambio, los investigadores intentarán utilizar estos compuestos para interceptar los ICM antes de que lleguen a los cuerpos de agua naturales.

"Una idea clave es atrapar agentes de medios contrastantes mediante la ingeniería de algún material poroso que imite el sedimento en el fondo del río, que es parte del sistema que filtra el agua del río para hacerla potable", dijo. “Se diseñará una matriz tan sólida para atrapar a los agentes de medios contrastantes. Una vez que están atrapados, podemos recuperarlos y explorar el potencial de reutilización de estos agentes de medios contrastantes ".

Incluso con estas medidas, un porcentaje de ICM todavía se escapará a los cursos de agua y, por lo tanto, a las aguas subterráneas. La gravedad del problema que planteará esta inevitable lixiviación a los cuerpos de agua naturales es algo que los investigadores de REMEDI están ansiosos por cuantificar. Una corriente paralela del proyecto está intentando evaluar y cuantificar los riesgos asociados.

Aunque el proyecto aún se encuentra en sus inicios, el profesor Guadagnini se siente alentado por la creciente conversación pública sobre los contaminantes farmacéuticos. "La gente está empezando a ver esto como un problema que debe abordarse", dijo. "Están preocupados porque el conocimiento sobre los riesgos ambientales aún es incompleto, y el tema está cobrando impulso en la industria también, porque hay implicaciones económicas para recuperar algunos de estos compuestos y volver a usarlos".

Riesgo

Desde 2006, un nuevo medicamento solo recibe aprobación en la UE si viene con una evaluación de riesgo ambiental, un expediente que cuantifica el posible riesgo ambiental de un compuesto. Estos pueden constituir un impulso importante para que los hospitales determinen la mejor manera de mitigar los riesgos de los medicamentos y otros compuestos que administran a los pacientes. Podría decidirse, por ejemplo, recolectar la orina de un paciente en lugar de tirarla por el inodoro.

Pero estas evaluaciones de riesgo son costosas de crear (cuestan alrededor de € 500,000 por una), y aunque esto es solo una pequeña fracción del costo total de llevar un nuevo medicamento al mercado, se suma a los costos generales de producir nuevos tratamientos. La legislación también es aplicable únicamente a los nuevos medicamentos.

"Estimamos que entre 1.000 y 1.800 medicamentos ya estaban en el mercado antes de 2006", dijo el profesor Ragas. "Los medicamentos como el paracetamol (del que los europeos consumieron 48.400 toneladas en 2016) nunca han evaluado sistemáticamente su impacto medioambiental".

La creación de expedientes de evaluación de riesgos retrospectivos es el objetivo principal de PREMIER. Los investigadores del proyecto están utilizando modelos informáticos para realizar predicciones inteligentes y asequibles sobre la toxicidad de un fármaco y la probabilidad de que la exposición provoque efectos adversos en los ecosistemas acuáticos.

"Al desarrollar procedimientos inteligentes, queremos evitar tener que probar todos los medicamentos", dijo el profesor Ragas. “Si conocemos una molécula y sus características, por ejemplo, qué tan bien se degrada y se disuelve en el agua, podemos crear modelos para predecir qué tan rápido desaparecerá (del medio ambiente).

"A partir de nuestros modelos, esperamos poder decir que" estos 50 productos químicos son probablemente los más riesgosos ". Luego, podemos realizar pruebas más costosas con estos productos químicos y sacar conclusiones ".

El profesor Ragas y su equipo esperan determinar cómo un medicamento determinado afecta a las especies de manera diferente. "Coge pescado", dijo el profesor Ragas. “Si se sabe que un producto farmacéutico se dirige a moléculas neuronales en el cuerpo humano, analizaremos si este objetivo también está presente en los peces, utilizando un banco de datos genéticos. Si el gen que codifica la molécula diana en humanos también está presente en los peces, sabremos que los peces probablemente sean sensibles a la misma sustancia química ".

El profesor Ragas espera que esta información pueda facilitar la evaluación de los riesgos que plantean tanto los medicamentos nuevos como los antiguos para el medio ambiente, de modo que se puedan tomar medidas para controlar los más dañinos.

"Necesitamos encontrar un equilibrio entre los beneficios para la salud de los productos farmacéuticos para los seres humanos y las consecuencias para el medio ambiente", dijo. "Mi mayor esperanza es que podamos impulsar toda el área del uso de drogas y el desarrollo de drogas en una dirección en la que las personas puedan beneficiarse de los efectos positivos de las drogas en la salud sin causar ningún daño ambiental".