Raziskovanje ostankov citostatikov v okolju

Kakšno je tveganje zaradi ostankov zdravil v okolju in kako ti ogrožajo različne organizme ter zdravje ljudi? Ta nekoliko poenostavljeni povzetek daljšega vsebinskega sklopa, razpisanega v 7. okvirnem programu Okolje (EP7-ENV-2010), ki ga financira evropska komisija, je bil zanimiv izziv za sodelavce oddelka za genetsko toksikologijo in biologijo raka na Nacionalnem inštitutu za biologijo. Skupaj s še osmimi partnerji iz šestih evropskih držav so uspešno kandidirali s projektom CytoThreat, prof. dr. Metka Filipič pa je koordinatorica tega štiriletnega projekta, vrednega 3,3 milijona evrov; prejšnji teden je bil prvi delovni sestanek v Ljubljani.

Znanstvenoraziskovalne delovne skupine, ki sodelujejo v projektu, bodo torej morale v prihodnjih štirih letih raziskati in nedvoumno pojasniti, kakšni so usoda in učinki ostankov citostatskih zdravil v okolju, in določiti biološke pokazatelje za boljšo oceno tveganja pri izpostavljenosti okolja tem snovem.

»Raziskave zadnjih let namreč kažejo,« opozarja prof. Metka Filipič, »da ostanki zdravil v okolju lahko resno ogrožajo tako organizme v okolju kot zdravje ljudi. Vendar podatki, ki so na voljo, ne zadostujejo za oceno tveganja ter uvedbo ustreznih zaščitnih ukrepov. Razvoj in poraba farmakološko aktivnih učinkovin se nenehno povečujeta in farmacevtsko aktivne snovi se pojavljajo kot nova skupina onesnažil okolja. Dolgo je prevladovalo mnenje, da ostanki zdravil ne vplivajo na okoljske organizme, ker so koncentracije v okolju nizke. Vendar pa se je pozneje pokazalo, da jih lahko tudi izredno nizke koncentracije ostankov nekaterih zdravil močno ogrozijo. Najbolj znana primera sta vpliv hormona etinilestradiola na spolne motnje pri ribah in vpliv diklofenaka na odpoved ledvic pri jastrebih v Aziji.«

Citostatiki zdravijo bolne, kako pa delujejo na zdrave?

Pri omenjenem projektu so se odločili, da bodo med množico zdravil raziskali vpliv skupine štirih citostatikov. Kot pojasnjuje sogovornica, zlasti zato, ker citostatiki zaradi genotoksičnega delovanja spadajo med najnevarnejše snovi, vendar je o njihovem pojavljanju v okolju in vplivih na okoljske organizme in zdravje ljudi malo znanega. Do zdaj so bili bolj ali manj spregledani predvsem zato, ker se v primerjavi s številnimi drugimi zdravili, kot so tista za zmanjšanje krvnega tlaka ali pa za uravnavanje holesterola, uporabljajo v mnogo manjših količinah. Zaradi tega se ni posvečalo dovolj pozornosti razvoju občutljivih kemijskih analitskih metod za njihovo odkrivanje v okolju, prav tako ne raziskavam učinkov na okoljske organizme in zdravje ljudi pri kronični izpostavljenosti nizkim, za okolje značilnim koncentracijam. Prisotnost ostankov citostatikov v okolju lahko privede do sistemskih posledic, ki v najslabšem primeru povzročijo izumrtje občutljivih organizmov, pri ljudeh pa se lahko pojavi povečano tveganje za rakava obolenja in genetske okvare. Zato so potrebni podatki, ki bodo omogočili oceno tveganja ter uvedbo ustreznih ukrepov. Stanje je podobno kot pred desetletji, ko so zaradi pomanjkljivega znanja številni zdravstveni delavci, izpostavljeni citostatikom, trpeli zaradi povečanega tveganja za raka in zapletov pri rodnosti, medtem ko je danes, ko so uvedeni učinkoviti zaščitni ukrepi, tveganje za njihovo zdravje enako kot pri drugih prebivalcih.

Razvoj analitskih metod

Razvili bodo analitske metode za odkrivanje teh snovi in produkte njihove razgradnje v okolju, kajti te metode še niso na voljo. Zato je pomembno, da pri tem sodelujejo partnerji z inštituta Jožefa Stefana in iz Španije, ki so sposobni razviti takšne zahtevne analizne metode. Za to je namreč potrebno veliko znanja in nujna je draga oprema.

Drugi del projekta pa je namenjen toksikološkim raziskavam, to je vplivu ostankov citostatikov iz okolja na izbrane okoljske organizme – alge, vodne bolhe in ribe. Vendar pa, kot še pojasnjuje sogovornica, ne bodo proučevali samo akutnih učinkov. Ne bodo torej le ugotavljali, ali preživijo in kako preživijo primerki organizmov, ki bi bili le krajši čas izpostavljeni majhnim količinam ostankov citostatikov, ker tako ne bi dobili verodostojnih rezultatov.

Neznani učinki dogotrajne izpostavljenosti

Ker je ključna dolgotrajna izpostavljenost nizkim koncentracijam citostatikov, bodo razvili testne sisteme, ki bodo omogočali zaznavati dolgodobne učinke, in to predvsem na ribe. Ker pa je ta postopek zelo zahteven, dolgotrajen in drag, je eden od ciljev projekta, da bi razvili nove raziskovalne pristope, pri katerih bi lahko s kratkotrajnimi metodami predvideli dolgodobne učinke oziroma posledice. To bo mogoče, kot načrtujejo, z uporabo novih tako imenovanih omskih metod, kot so bioinformatika, transkriptomika in druge -omike. Na podlagi sprememb v izražanju genov bodo skušali ugotoviti, ali te spremembe sovpadajo s tistimi, ki jih je mogoče videti pri dolgodobnih poskusih. Tako bi lahko dobili zgodnje biomarkerje za dolgodobne učinke.

Glede vpliva ostankov citostatikov na zdravje ljudi bodo v projekt vključili raziskave na človeških celicah in vitro , torej celicah v laboratoriju. Ugotavljali bodo morebitne spremembe v izražanju genov in s primerjavo različnih modelov skušali indirektno oceniti, kakšno je tveganje pri daljši izpostavljenosti nizkim dozam ostankov citostatikov za zdravje ljudi. Kar zadeva zdravljenje rakavih bolnikov z velikimi odmerki citostatikov, je na voljo precej raziskav, saj je to že dolgo znana klinična praksa, tako da so dokaj dobro znani želeni in neželeni učinki. Drugo pa je vprašanje neželene izpostavljenosti ostankom citostatikov pri zdravih ljudeh.

Od kanalizacije 
do okoljskih voda

Ostanki citostatikov oziroma njihovi metaboliti iz človekovega organizma se nabirajo v okolju prek odpadlih voda. Strokovnjaki ugotavljajo, da je ustrezno poskrbljeno za ravnanje z njimi v zdravstvenih ustanovah, bistveno manj pa je podatkov o tem, kaj se pozneje dogaja z njimi v naravnem okolju. Razumljivo je, da se največje količine teh snovi nabirajo v večjih medicinskih institucijah v večjih centrih. V prihodnje pa je po mnenju strokovnjakov treba pričakovati, da bo ta vir izpustov ostankov citostatikov v okolje še povečan in še bolj razpršen. Za enega od najpogosteje uporabljenih citostatikov, to je 5-fluorouracil, so ocenili, da se v nekaterih regijah v Veliki Britaniji njegova koncentracija v okolju giblje med 5 in 50 nanogramov na liter; mejna vrednost, za katero bo treba še ugotoviti, ali je za človeka nevarna, je 10 nanogramov citostatikov na liter.

»Raziskave v okviru projekta CytoThreath bodo potekale v tesnem sodelovanju s projektom Pharmas, ki je bil izbran na istem razpisu kot CytoThreat in ga koordinira prof. dr. John Sumpter z britanske univerze Brunel. Tako bomo pridobili več kakovostnejših podatkov, saj bo mogoče v raziskave vključiti več evropskih območij, več citostatikov in produktov razgradnje ter tako izdelati kakovostnejše ocene tveganj. Povezana projekta smo poimenovali s skupnim imenom Pharma Threat,« še pojasnjuje prof. Filipičeva.

Dodaja, da bodo izsledki lahko prispevali k evropskim strategijam za zdravje ljudi in varovanje okolja, kot sta evropski akcijski načrt Okolje in zdravje , ki predvideva integriran pristop pri zagotavljanju zdravja. Pomembni bodo tudi za izvajanje okvirne vodne direktive (2000/60/EC), ki ureja zaščito vodnih virov, ter za direktivo o humani medicini (2004/27/EC), ki med drugim ureja nadzor nad ostanki zdravil v okolju. Nenazadnje bo CytoThreat prispeval tudi k evropski zakonodaji o kemijski varnosti (REACH), predvsem s prispevkom k razvoju alternativnih metod za oceno nevarnosti kemikalij, ki omogočajo nadomeščanje poskusov na živalih z in vitro in molekularnimi metodami.

»Sodelovanje raziskovalnih skupin obeh projektov s komplementarnimi znanji in razpoložljivo raziskovalno opremo na področjih analizne kemije, toksikologije, ekotoksikologije, omskih tehnologij in bioinformatike ter ocenjevanja tveganja bo poleg dosedanja ciljev obeh projektov omogočilo tudi izmenjavo izkušenj in znanja med raziskovalci in s tem prispevalo h krepitvi evropskega raziskovalnega področja,« pravi prof. Filipičeva.

Le zaupanja vredni partnerji

Direktorica ljubljanskega podjetja RR&CO Mateja Rudolf, ki vodi finančno in administrativno koordinacijo projekta, med drugim poudarja, da je poleg odličnega znanstvenega dela, z najboljšimi kompetentnimi partnerji, izjemno pomembno tudi to, kako se izvaja menedžment projekta.

»Partnerji, s katerimi deliš znanje in nove uspehe, morajo biti zaupanja vredni. Treba je varovati idejo in način rešitve znanstvenega problema. Vsak partner mora v določenem času opraviti delo, celoten konzorcij pa je odgovoren evropski komisiji, da izvede projekt v dogovorjenem času in pričakovani kakovosti. Tekmovanje med RR projekti je v Evropi izjemno. Podpora, ki jo dobimo v Sloveniji od ARRS, pomeni povračilo tisoč evrov za slovenskega partnerja in štiri tisoč evrov za slovenskega koordinatorja. Stroški prijave projekta, ta je precej zapletena, bistveno presegajo te zneske. Znanstvena odličnost je sicer pogoj za to, da dobiš projekt, vendar ne zadošča, ker oceno sestavlja še tretjina za finance, opravičevanje resursov, menedžment, organogram projekta itd. V družbi RR&CO. Knowledge Centre, smo se specializirali za pomoč znanstvenim koordinatorjem pri raziskovalno-razvojnih evropskih projektih. Projekti za Slovenijo sicer potekajo že več kot dvanajst let, uspeh pa se postopoma povečuje,« pravi Rudolfova.