Veel voorkomende medicijnen die door het lichaam van patiënten zijn gegaan, komen in het milieu terecht, maar de bedreiging die velen van hen vormen voor dieren in het wild en de menselijke gezondheid moet nog worden bepaald. Het is misschien zelfs mogelijk om sommige van deze levensreddende verbindingen terug te winnen, zodat ze opnieuw kunnen worden gebruikt.

In de laatste twee decennia, er is een groeiende bezorgdheid over het aantal drugs dat in de riolering terechtkomt in het afval dat door de riolering wordt weggespoeld. De meeste komen uit de urine en uitwerpselen van patiënten die medicijnen hebben ingenomen. Zelfs nadat het door hun lichamen en waterzuiveringsinstallaties is gegaan, deze verbindingen zijn te vinden in rivieren en meren, en mogelijk zelfs in onze bodem. Geneesmiddelen, waaronder cholesterolmedicatie, bètablokkers, anti-epileptica, ontstekingsremmers en antibiotica, samen met illegale stoffen, zijn allemaal aangetroffen in rioleringen en nabijgelegen waterwegen.

"Veel mensen denken dat rioolwaterzuiveringsinstallaties schoon water zijn, maar deze fabrieken zijn gebouwd om stikstof en fosfaten te verwijderen, geen medicijnen, " zei professor Ad Ragas, een milieuwetenschapper aan de Radboud Universiteit in Nederland en coördinator van het PREMIER-project. "Deze geneesmiddelen komen in het milieu terecht, samen met andere microverontreinigingen."

Meer dan 600 farmaceutische stoffen zijn geïdentificeerd in aquatische milieus over de hele wereld. Anderen vinden hun weg naar terrestrische ecosystemen. Van ten minste enkele van deze verbindingen is bekend dat ze ongewenste effecten veroorzaken bij levende organismen.

Een berucht voorbeeld deed zich voor met gieren in India, aan het einde van de vorige eeuw. Tot het einde van de jaren tachtig, tientallen miljoenen vogels cirkelden in de lucht, wachten op dode karkassen, maar in de jaren negentig gier nummers op mysterieuze wijze gekelderd, waarbij sommige populaties met meer dan 99% afnemen. Wetenschappers waren aanvankelijk verbijsterd, maar toen werd in 2004 ontdekt dat de vogels werden gedood door diclofenac, een geneesmiddel dat routinematig aan het Indiase vee wordt gevoerd. Een goedkope ontstekingsremmer bij koeien, het veroorzaakte nierfalen en de dood bij gieren.

"Dit evenement veroorzaakte veel discussie over de impact van drugs op dieren in het wild en het milieu, " zei prof. Ragas. Veterinair gebruik van diclofenac werd in 2006 in India verboden. Maar 15 jaar later, bezorgdheid over drugs en hun bijproducten die in het milieu terechtkomen, wint over de hele wereld aan kracht - en met goede reden.

Elk jaar, het gebruik van medicijnen neemt toe in zowel menselijke als dierlijke populaties, toch zijn er nog veel vragen over de impact die de gedocumenteerde verspreiding van geneesmiddelen heeft op zowel de menselijke gezondheid als de ecologie van onze planeet.

In 2013, het Europees Parlement en de Raad van de Europese Unie een aantal geneesmiddelen, inclusief enkele antibiotica, op een observatielijst van stoffen die zorgvuldig moeten worden gecontroleerd in waterlichamen van de EU. Dit was het eerste document met stoffen van onbetwiste medicinale waarde die een potentiële bedreiging vormen voor kwetsbare ecosystemen.

Diagnostische scans

Ziekenhuizen zijn een belangrijke bron van actieve farmaceutische ingrediënten, en studies hebben aangetoond dat veel van de chemicaliën die afkomstig zijn uit ziekenhuizen niet volledig worden verwijderd door afvalwaterzuiveringsinstallaties. Van bijzonder belang zijn jodiumhoudende contrastmiddelen (ICM's) - de radiografische kleurstoffen die vaak vóór een diagnostische scan in de bloedbaan van een patiënt worden geïnjecteerd, zoals een CT of MRI, om zacht weefsel te laten opvallen van de achtergrond.

ICM's worden niet afgebroken in het lichaam (ze blijven voor meer dan 95% niet-gemetaboliseerd), en in plaats daarvan worden weggespoeld en in het rioolstelsel terechtgekomen. Onderzoekers geloven dat ze een belangrijke bijdrage leveren aan de belasting van persistente chemicaliën in afvalwater. ICM-bijproducten zijn aangetroffen - vaak in verhoogde concentraties - in rivieren, meren, grondwater en zelfs drinkwater. Ze komen ook voor in de bodem, een potentieel risico vormen voor zowel de mens, waar landbouwgrond verontreinigd is, en wilde dieren. Organische halogenen zijn een van de bijproducten van contrastmiddelen. Deze chemicaliën kunnen toxische effecten hebben in de bodem en het water als ze zich in hoge concentraties ophopen.

Professor Alberto Guadagnini van de afdeling Civiele en Milieutechniek van de Politecnico di Milano in Italië zei:"We weten nog steeds niet hoe groot het risico is dat deze stoffen zich in hoge concentraties ophopen in het grondwatersysteem."

Gegevens over de prevalentie van ICM's - en over wat kan worden gedaan om ze veilig te verwijderen - zijn fragmentarisch. Naarmate de bevolking ouder wordt, het aantal chronische en complexe comorbiditeiten zal naar verwachting toenemen, dus het aantal diagnostische beeldvormingstests dat over de hele wereld wordt uitgevoerd, zal waarschijnlijk toenemen. Volgens de huidige schattingen bedraagt ​​het aantal klinische CT-scanners dat wereldwijd actief is meer dan 45, 000. Alleen al in één Italiaans ziekenhuis - de San Raffaele in Milaan - 30, 000 van dergelijke diagnostische tests worden elk jaar uitgevoerd.

recyclen

Prof. Guadagnini hoopt een deel van de kennislacunes op te vullen via het onlangs gelanceerde vierjarige REMEDI-project, die nieuwe technieken gaat bestuderen voor het opvangen en verwijderen van röntgencontrastmiddelmiddelen uit water en grond.

"Ze verwijderen is slechts een deel van de uitdaging - we willen ze ook recyclen, " zei Prof. Guadagnini. "Jodium en barium (die worden gebruikt in contrastmiddelen) zijn waardevolle verbindingen. Het zou veel beter zijn dat ze opnieuw door de industrie worden gebruikt dan dat ze zich ophopen in het milieu."

Het team van prof. Guadagnini richt zich op ijzeroxiden, die een bewezen vermogen hebben om aan contrastmiddelen te binden. Echter, ijzeroxiden kunnen niet rechtstreeks aan meren en rivieren worden toegevoegd om als ICM-vallen te fungeren, omdat ze de zuurgraad van het water verhogen. In plaats daarvan, de onderzoekers zullen proberen deze verbindingen te gebruiken om ICM's te onderscheppen voordat ze natuurlijke waterlichamen bereiken.

"Een belangrijk idee is om contrasterende media-agenten te vangen door een poreus materiaal te maken dat het sediment op de bodem van de rivier nabootst, dat deel uitmaakt van het systeem dat rivierwater filtert om het drinkbaar te maken, " zei hij. "Zo'n solide matrix zal worden ontworpen om de contrasterende media-agenten te vangen. Als ze eenmaal vast zitten, we kunnen ze herstellen en onderzoeken of deze contrasterende media-agenten opnieuw kunnen worden gebruikt."

Zelfs met deze maatregelen een percentage van de ICM's zal alsnog in waterlopen en dus grondwater terechtkomen. Hoe ernstig een probleem deze onvermijdelijke uitspoeling zal vormen voor natuurlijke waterlichamen, willen de REMEDI-onderzoekers graag kwantificeren. Een parallelle stroom van het project probeert de bijbehorende risico's te beoordelen en te kwantificeren.

Hoewel het project nog in de kinderschoenen staat, Prof. Guadagnini wordt aangemoedigd door de groeiende publieke discussie over farmaceutische verontreinigende stoffen. "Mensen beginnen dit te zien als een probleem dat moet worden aangepakt, " zei hij. "Ze zijn bezorgd omdat de kennis over milieurisico's nog steeds onvolledig is, en de kwestie wint ook aan kracht in de industrie, omdat er economische implicaties zijn om sommige van deze verbindingen terug te winnen en opnieuw te gebruiken."

Risico

Sinds 2006, een nieuw geneesmiddel wordt alleen in de EU goedgekeurd als het wordt geleverd met een milieurisicobeoordeling - een dossier dat het toekomstige milieurisico van een verbinding kwantificeert. Deze kunnen een belangrijke stimulans zijn voor ziekenhuizen om te bepalen hoe de risico's van de medicijnen en andere verbindingen die ze aan patiënten geven, het beste kunnen worden beperkt. Het kan worden besloten, bijvoorbeeld, om de urine van een patiënt op te vangen in plaats van deze door het toilet te spoelen.

Maar deze risicobeoordelingen zijn duur om te maken (kost ongeveer € 500,- 000 voor één), en hoewel dit slechts een kleine fractie is van de totale kosten om een ​​nieuw geneesmiddel op de markt te brengen, het draagt ​​bij aan de totale kosten van het produceren van nieuwe behandelingen. De wetgeving is ook alleen van toepassing op nieuwe geneesmiddelen.

“We schatten dat tussen de 1 000 en 1, Vóór 2006 waren er al 800 geneesmiddelen op de markt, " zei prof. Ragas. "Medicijnen zoals paracetamol (waarvan Europeanen 48 consumeerden, 400 ton in 2016) hebben hun milieu-impact nooit systematisch beoordeeld."

Het creëren van retrospectieve risicobeoordelingsdossiers is het primaire doel van PREMIER. De onderzoekers van het project gebruiken computermodellen om slimme en betaalbare voorspellingen te doen over zowel de toxiciteit van een medicijn als de kans dat blootstelling nadelige effecten veroorzaakt in aquatische ecosystemen.

"Door slimme procedures te ontwikkelen, we willen voorkomen dat we alle medicijnen moeten testen, " zei prof. Ragas. "Als we een molecuul en zijn kenmerken kennen, bijvoorbeeld, hoe goed het degradeert en oplost in water - we kunnen modellen maken om te voorspellen hoe snel het zal verdwijnen (uit de omgeving).

"Van onze modellen, we hopen te kunnen zeggen, "deze 50 chemicaliën zijn waarschijnlijk de meest risicovolle." We kunnen dan duurdere tests uitvoeren op deze chemicaliën en conclusies trekken."

Prof. Ragas en zijn team hopen vast te stellen hoe een bepaald geneesmiddel soorten anders beïnvloedt. "Neem vis, " zei prof. Ragas. "Als bekend is dat een farmaceutisch middel zich richt op neuronmoleculen in het menselijk lichaam, we zullen kijken of dit doelwit ook aanwezig is in vissen, met behulp van een genetische databank. Als het gen dat codeert voor het doelmolecuul bij de mens ook aanwezig is in vissen, we zullen weten dat vissen waarschijnlijk gevoelig zijn voor dezelfde chemische stof."

Prof. Ragas hoopt dat deze informatie het gemakkelijker kan maken om de risico's van zowel oude als nieuwe geneesmiddelen voor het milieu in te schatten, zodat er maatregelen kunnen worden genomen om de meest schadelijke onder controle te houden.

"We moeten een balans vinden tussen de gezondheidsvoordelen van geneesmiddelen voor de mens en de gevolgen voor het milieu, " zei hij. "Mijn grootste hoop is dat we het hele gebied van drugsgebruik en drugsontwikkeling in een richting kunnen duwen waarin mensen kunnen profiteren van de positieve gezondheidseffecten van drugs zonder enige milieuschade te veroorzaken."