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Impatto dei farmaci sull’ambiente: stato dell’arte e prospettive di una questione rilevante

L’impatto ambientale dei prodotti farmaceutici è da decenni oggetto delle attenzioni del mondo accademico e regolatorio. L’introduzione e il rilascio negli ecosistemi dei principi attivi farmaceutici potrebbe essere, secondo alcuni studi, una delle cause nascoste della crisi globale della fauna selvatica a livello globale. Inoltre si tratta di un campo di ricerca che presenta delle notevoli incognite, dal momento che non esistono ancora elementi sufficienti per giudicare quale sia l’effetto dei medicinali, progettati per essere biologicamente attivi a basse concentrazioni, sul mondo naturale.

La presenza di farmaci nell’ambiente è ubiquitaria, come testimoniato da una revisione globale commissionata dal Ministero dell’Ambiente tedesco nel 2014. Su 713 farmaci selezionati come campioni per lo studio, ben 631 (o loro metaboliti/prodotti di trasformazione) sono stati trovati in concentrazioni al di sopra dei limiti di rilevazione in 71 Paesi nel mondo e, dato molto sorprendente, anche in quelli meno sviluppati. I farmaci sono stati rilevati principalmente nelle acque di superficie ( laghi e fiumi) ma anche in quelle sotterranee e persino nell’acqua potabile e nel letame.

Gli scienziati stanno studiando l'effetto che questi medicinali posseggono sugli ecosistemi cercando al tempo stesso di trovare le migliori modalità di intervento per  prevenire questo fenomeno. Tra le soluzioni più congeniali, ad esempio, il corretto smaltimento dei farmaci, il miglioramento nel trattamento delle acque reflue e, in ultima analisi, la progettazione di farmaci con specifiche indicazioni relative agli standard da rispettare per tutelare l’ambiente.

Secondo Biology Letters, una pubblicazione della Royal Society Publishing, i due casi più evidenti di farmaci che hanno un impatto sulla fauna selvatica sono il 17β-estradiolo (E2) e l'estrogeno sintetico 17α-etinilestradiolo (EE2), e il farmaco diclofenac, appartenente alla categoria degli anti-infiammatori non steroidei (FANS).

Tre specie di avvoltoi asiatici sarebbero attualmente in pericolo di estinzione a causa della tossicità acuta derivata dal consumo di carcasse di bestiame che era stato trattato precedentemente con diclofenac. A seguito del riconoscimento di questo problema e del lavoro di sensibilizzazione svolto da alcuni studiosi è stato possibile giungere a misure importanti come il divieto di vendita del medicinale per uso veterinario e la promozione di alternative più sicure per gli avvoltoi. Le popolazioni di avvoltoi stanno iniziando a rinfoltirsi, anche se i loro numeri restano ancora molto bassi (meno dell'1% dei livelli precedenti) in tutta l'Asia meridionale.

I medicinali e i prodotti per la cura personale possono avere un impatto molto significativo anche sugli ecosistemi acquatici, ai quali giungono attraverso le acque reflue. Una conferma in questo senso è giunta dallo studio effettuato da Rebecca Klaper, dell’Università del Wisconsin-Milwaukee, che aveva per oggetto il lago Michigan.

Il team guidato da Klaper ha identificato ventisette prodotti chimici nelle acque del lago di cui quattro che ricorrevano più frequentemente: il farmaco antidiabetico metformina, la caffeina, l’antibiotico sulfametossazolo e il triclosano, un composto antibatterico e antimicotico trovato in alcuni saponi, dentifrici e altri prodotti di consumo, in particolare nei prodotti igienizzanti per le mani.

Uno degli aspetti più interessanti evidenziati  dal gruppo di ricerca è relativo agli effetti nocivi della metmorfina sui pesci del lago. È emerso infatti che, anche se il farmaco non ha influenzato il metabolismo dei pesci dal punto di vista organico, ha indotto un effetto di femminilizzazione sui pesci di sesso maschile. I ricercatori hanno infatti isolato in alcuni esemplari maschi un gene legato alla produzione di uova, il che li ha indotti a pensare che fossero in atto dei cambiamenti ormonali che di conseguenza diminuirebbero la  loro capacità di riprodursi.

È stato dimostrato in laboratorio che anche l’etinilestradiolo è in grado di influenzare lo sviluppo sessuale dei pesci maschi a concentrazioni estremamente basse, e alcuni esemplari intersessuali sono stati identificati nei fiumi di tutto il mondo a valle di impianti di depurazione. Un esperimento effettuato su un intero lago in Canada ha rilevato che l’esposizione cronica a livelli di bassa concentrazione del farmaco aveva influenzato i pesci (maschi e femmine) e aveva condotto alla quasi estinzione della popolazione in studio, anche se la concentrazione nell'esperimento era più alta di quella generalmente registrata nei fiumi.

Per la comunità scientifica i confini del problema e le conclusioni non sono così chiare come potrebbe apparire. In una revisione del 2013 Sumpter et al affermano che “si potrebbe sostenere (lo si è fatto, e alcuni continuano a farlo) che la presenza di estrogeni nell'ambiente non ha determinato e attualmente non determina un disastro ambientale. Tuttavia, molto grazie a 20 anni di ricerca si è appreso molto su questo tema. Forse il contributo più importante degli studi è stato di aggiungere nuovi elementi al tema oggi identificato come interferenza endocrina. Abbiamo imparato che molte sostanze chimiche presentano attività endocrine di vario genere e che tali attività potrebbero essere rilevanti nella tossicità di queste sostanze chimiche. Molte sostanze chimiche attive dal punto di vista endocrino sono presenti nell'ambiente, nel biota e in noi. Non conosciamo le conseguenze di tale situazione”.

Gli autori proseguono domandandosi “Come facciamo a valutare gli effetti di queste miscele molto complesse? È relativamente ovvio che la tossicità di una miscela di sostanze chimiche che agiscono in modo analogo (ad esempio, cinque sostanze estrogeniche) possa essere predetta sulla base dell’additività, ma per quanto riguarda la miscela di sostanze chimiche ad azione dissimile (per esempio, due estrogeni, un anti-estrogeno, e due anti-androgeni)? Non è affatto ovvio come prevedere o testare la tossicità di questa miscela, che è molto più rappresentativa del "mondo reale" di un prodotto chimico estrogenica, o una miscela di alcune sostanze chimiche estrogeniche, testati in laboratorio”.

Nonostante non esistano più dubbi rispetto all’esistenza di un problema legato alla presenza dei farmaci nell’ambiente, al momento non si ha un quadro completo della situazione. Non esistono, in particolare, metodi di rilevamento per tutte le migliaia di farmaci in uso e, inoltre, i metodi di analisi non sono standardizzati a livello internazionale.

Il Ministero dell’Ambiente tedesco fa notare come “per valutare i rischi ambientali, le concentrazioni (previste o misurate) dei prodotti farmaceutici nell'ambiente vengono confrontate con le concentrazioni prevedibili senza effetto (PNEC), che sono derivate da esperimenti di laboratorio standard con organismi modello come alghe, dafnie, pesci o piante. Nell'Unione europea, una valutazione del rischio ambientale (Environmental Risk Assessment – ERA) è obbligatoria per i farmaci di recente commercializzazione ma la maggior parte dei farmaci di uso comune è stata commercializzata prima dell’entrata in vigore del Regolamento”.

Esistono tre vie principali attraverso le quali i farmaci possono entrare in contatto con gli ecosistemi. Quella più comune riguarda il rilascio dei farmaci nell’ambiente attraverso le escrezioni di uomini e animali.

Un principio attivo assunto per via orale viene rilasciato nell’ambiente con una percentuale variabile tra il 30% e il 90% attraverso le escrezioni e i metaboliti di molti farmaci possono rimanere attivi nell'ambiente anche dopo essere stati espulsi.

Lo smaltimento improprio di farmaci è un’altra delle modalità attraverso cui i principi attivi possono introdursi, grazie a comportamenti non appropriati, nei sistemi di trattamento delle acque reflue che, generalmente, non sono progettati per rimuovere quel tipo di sostanze inquinanti. 

Un rapporto realizzato nel corso del 2014 dall’UK Water Industry Research ha rilevato che nella maggior parte dei 160 impianti di depurazione presi in considerazione, erano presenti negli effluenti finali  concentrazioni abbastanza elevate di diversi farmaci comuni, potenzialmente dannosi per gli ecosistemi .

I farmaci maggiormente presenti sono risultati essere antinfiammatori quali l'ibuprofene e il diclofenac e gli antibiotici eritromicina e ossitetraciclina.

Recentemente l’UE ha finanziato un importante progetto di ricerca, denominato PHARMAS, su questo problema emergente. Lo studio si è concentrato sui farmaci antibiotici e antitumorali, dal momento che le evidenze relative all’impatto di queste categorie sulla salute umana erano scarse.

Nelle loro conclusioni affermano che “non ci sono indicazioni scientifiche che l'esposizione ambientale ai prodotti farmaceutici umani, vale a dire antibiotici e farmaci oncologici, dia vita a effetti diretti sulla salute umana. Le previsioni del modello realizzato mostrano che alcuni prodotti farmaceutici umani (cioè ciprofloxacina e levofloxacina) in alcuni corpi idrici europei potrebbero raggiungere livelli di concentrazione tali da poter innescare effetti ecologici”.

La comunità scientifica, sembra concordare sulla necessità di ampliare gli studi in materia e in particolare di studiare l’effetto “cocktail”, ovvero il modo in cui diversi farmaci possono interagire per produrre effetti dannosi.

Ma quali sono le soluzioni possibili per una questione che sta attirando sempre più attenzioni a livello mondiale? L’iniziativa Strategic Approach to International Chemicals Management (SAICM), gestita dal Programma delle Nazioni Unite che mira a promuovere l'uso responsabile dei prodotti chimici, sta valutando se considerare gli inquinanti farmaceutici persistenti come una questione politica emergente nella prossima riunione del settembre 2015.

Una soluzione più strutturale, caldeggiata anche dal team che ha guidato il progetto PHARMAS, potrebbe risiedere nel concetto di formulazione 'benign by design', secondo cui i farmaci verrebbero progettati fin dall'inizio per essere meno dannosi per l'ambiente. Molti medicinali comprendono infatti molecole che non si trovano in biologia che li rendono più persistenti nel corpo e l'ambiente.

Un’opzione più immediata è il miglioramento della qualità del trattamento delle acque reflue al fine di ridurre la quantità di farmaci che vengono convogliati verso fiumi e laghi. Ma implica costi ingenti e la conseguente necessità di assicurare meccanismi di finanziamento a lungo termine in grado di sostenere le migliorie ambientali, senza gravare sulle casse pubbliche.

Consulta il sito del progetto europeo PHARMAS


Pubblicato il: 09 marzo 2015

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