Zdravila proti raku v vodnem okolju: viri in možni škodljivi učinki

Razvoj zdravil je skupaj z napredkom moderne medicine človeštvu prinesel veliko koristi, predvsem bolj zdravo in daljše življenje. Ocenjeno je, da je v Evropi v uporabi več kot 3000 različnih zdravil in da je njihova letna poraba okrog 100 000 ton. Del teh snovi se, bodisi kot izhodiščna snov ali pa kot presnovek, prek izločanja pacientov sprošča v vodno okolje. Ključno vprašanje je, kaj se zgodi z zdravili potem, ko so bila uporabljena. Ali se v čistilnih napravah razgradijo? Ali aktivne oblike pridejo v reke in pitno vodo? Kakšne so njihove koncentracije in ali vplivajo na vodne organizme ali celo zdravje ljudi? Skupina zdravil, ki vzbujajo posebno zaskrbljenost so zdravila za zdravljenje raka imenovana tudi citostatska ali antineoplastična zdravila. Ta zdravila so narejena tako, da ubijajo rakave celice, na primer tako, da vplivajo na genetski material rakavih celic in procese, ki uravnajo njihovo razmnoževanje. Vendar pa ti učinki niso omejeni le na rakave celice, ker so genetski material kot tudi mehanizmi razmnoževanja celic prek evolucije ohranjeni in so zaradi tega v različnih organizmih podobni. Torej, če so ostanki teh zdravil prisotni v vodnem okolju je možno, da ogrožajo vodne organizme, posebno tekom pričakovane dolgotrajne izpostavljenosti.

Namen projekta CytoThreat, ki je financiran v okviru EU-OP7 je oceniti tveganja za okolje in zdravje ljudi zaradi prisotnosti citostatsikih zdravil v vodnem okolju. Raziskovalci uporabljajo najnaprednejše kemijske in biološke tehnike za oceno prisotnosti in razširjenosti citostatikov in njihovih produktov razgradnje v ekosistemu ter njihove škodljive učinke kot posamezne snovi in v zmeseh na vodne organizme in človeške celice. Na osnovi podatkov o porabi teh zdravil in z enostavnim modeliranjem so predvideli njihove koncentracije v okolju in tako identificirali tiste, ki se najverjetneje pojavljajo v vodnem okolju. Za določanje teh snovi v vodah so skupine, ki se v projektu Cytothreat ukvarjajo s kemijsko analitiko razvile nove, zelo občutljive metode s katerimi je sedaj določene citostatike možno zaznati pri izjemno nizkih koncentracijah, kakršne v vodnem okolju pričakujemo. S temi metodami sedaj raziskujejo njihovo pojavljanje, razširjenost in usodo v odpadnih in površinskih vodah in ugotavljajo v kolikšni meri se na osnovi modeliranja predvidene koncentracije ujemajo z izmerjenimi v vzorcih iz okolja.

Štiri snovi, ki spadajo v različne skupine citostatikov (antimetabolit 5-fluorouracil; alkilirajoč dejavnik cis-platin; inhibitor topoizomeraze etopozid in inhibitor tirozinske kinaze imatinib mesilat) so izbrali za obsežne toksikološke raziskave na vodnih organizmih različnih prehranskih ravni ( bakterije, alge, nižji raki, školjke, višje rastline in ribe cebrice (predstavnik vretenčarjev)). Rezultati so pokazali velike razlike v občutljivosti različnih vrst organizmov, kot tudi razlike v toksičnosti posameznih citostatikov. Zaskrbljenost vzbuja predvsem kronična izpostavljenost saj so nekateri citostatiki povzročili škodljive učinke pri koncentracijah, ki so blizu tistim v odpadnih vodah. Poleg tega so vse štiri testirane snovi povzročile poškodbe DNA pri nižjih rakih, višjih rastlinah in školjkah. Znano je, da prisotnost snovi, ki vplivajo na integriteto genetskega materiala lahko vpliva na plodnost organizmov - kar lahko privede do škodljivih posledic v ekosistemih. Da bi ugotovili na katere procese kronična izpostavljenost vpliva so raziskovalci uporabili najsodobnejše toksikogenomske analize. Te so pokazale, da pri ribah cebricah, ki so bile izpostavljene 5-fluorouracilu prek dveh generacij pride do sprememb izražanja genov pri izjemo nizkih koncentracijah (10 ng/L). Na osnovi teh podatkov sedaj skušajo določiti zgodnje pokazatelje posledic kronične izpostavljenosti. Dobljeni podatki bodo pri nadaljnjih raziskavah drugih citostatikov, njihovih produktov razgradnje in njihovih zmesi uporabni za zgodnje napovedovanje zakasnelih učinkov.

Projekt, ki ga koordinira Nacionalni inštitut za biologijo in poteka dve leti in pol izvaja interdisciplinarna skupina raziskovalcev iz Slovenije, Španije, Italije, Avstrije, Madžarske, Hrvaške in Srbije. Do zaključka projekta konec leta 2014 pričakujejo, da bodo dobljeni rezultati zapolnili pomembne vrzeli v poznavanju škodljivih učinkov citostatikov na vodne organizme. Poleg tega bo poznavanje koncentracij in razširjenosti teh nevarnih snovi v vodnem okolju pomembno vplivalo na programe upravljanja s kakovostjo voda. Pričakovati je, da bo CytoThreat igral pomembno vlogo tudi glede varovanja zdravja ljudi pred toksičnimi zdravili in njihovimi stranskimi produkti.

Pripis k sliki zgoraj: Možne poti onesnaževanja voda z ostanki zdravil kjer lahko ogrožajo vodne organizme in tudi zdravje ljudi. (foto: Matej Sitar, Polona Brezovšek, Fotolia)