Comportament de citostàtics a l'ambient : presència, degradament i avaluació de riscos

Abstract

Durant els darrers anys la incidència de càncer ha augmentat de forma gradual, fet que ha comportat l’administració d’un gran nombre de fàrmacs. Aquest compostos són els anomenats citostàtics i estan recollits en el codi L (agents antineoplàstics i immunomuduladors) segons la classificació de la Organització Mundial de la Salut. Després de ser administrats, aquests fàrmacs es metabolitzen parcialment, s’excreten i arriben a les aigües residuals. Aquestes aigües es tracten a les depuradores, que no sempre els poden eliminar completament, i s’acaben alliberant a les aigües superficials. Per aquest motiu, l’objectiu principal d’aquesta tesi ha estat determinar l’impacte que tenen els fàrmacs citostàtics administrats a Catalunya i Espanya per al medi ambient. Per conèixer el consum de citostàtics s’han recopilat les dades d’administració de tots els compostos amb codi L, en farmàcies i hospitals a Catalunya i en farmàcies a Espanya. Juntament amb els valors d’excreció i el percentatge de degradació en les depuradores ha permès calcular les concentracions que s’esperen detectar en aigües superficials, els PECs (predicted environmental concentrations). Dels més de 100 compostos administrats, l’àcid micofenòlic, la hidroxicarbamida i la capecitabina van tenir els PECs més elevats. El comportament dels citostàtics des de la seva excreció fins a l’arribada al medi no està ben definit, ja que hi ha poques dades experimentals per als diferents processos que poden tenir lloc. Així, es va avaluar la degradació d’un grup de 16 citostàtics en diferents processos (hidròlisi, biodegradació, UV i UV-H2O2) i es van determinar les constants de degradació. Es va observar que els tractaments habituals no van poder degradar tots els citostàtics estudiats, fent necessari l’ús de tractaments avançats per completar l’eliminació dels més persistents. Per confirmar aquests resultats i per comparar els PECs amb concentracions reals es van monitoritzar un grup de citostàtics al riu Besòs. Les mostres es van extreure mitjançant extracció en fase sòlida i es van analitzar per cromatografia de líquids acoblada a l’espectrometria de masses d’alta resolució. Al llarg de la conca es va detectar la presència de set citostàtics entre 0,5 i 656 ng/L, sent l’àcid micofenòlic el que va donar valors de PEC més elevats i el que es va trobar a concentracions més altes al riu. També es va estudiar la presència d’àcid micofenòlic en el punt de captació d’aigua d’una planta potabilitzadora, que es va detectar a 17-56 ng/L, i es va fer el seguiment al llarg dels diferents punts del tractament. Es va observar que el diòxid de clor elimina aquest compost i que no arriba a l’aigua de consum. Per tal de millorar la presa de mostra es van caracteritzar dos tipus de mostrejadors passius. El primer va consistir en un cilindre ceràmic porós reblert d’adsorbent. Per als citostàtics més estables es van obtenir coeficients de difusió de 1,08E-07 a 1,78E-07 cm2/s. Aquests dispositius no van permetre l’anàlisi de citostàtics en l’influent d’una depuradora, degut a la matèria en suspensió, però si que van ser eficaços a la sortida d’aquesta. El segon mostrejador va ser un DGT (diffusive gradients in thin films), pel que també es va fer el calibratge al laboratori i es van obtenir coeficients de difusió de 2,05E-06 a 1,02E-05 cm2/s. També es va determinar que les variacions de pH i força iònica del medi no afecten a la capacitat d’adsorció dels analits. Els resultats obtinguts demostren que l’alt consum de citostàtics pot produir la contaminació de les aigües superficials. L’arribada continua d’aquests fàrmacs al medi fan necessària la seva avaluació per tal d’assegurar que no hi ha risc per als organismes aquàtics ni per la salut humana.

Recently, the incidence of cancer has gradually increased, leading to the administration of many drugs and a global consumption of tons per year. These compounds are called cytostatics and are included in the code L by the World Health Organization. After its administration, these drugs are metabolized and partially excreted and reach sewage waters. This water is treated in treatment plants, which cannot always be completely removed and are released to surface waters. For this reason, the aim of this thesis was to determine the impact of cytostatic drugs administered in Catalonia and Spain for the environment. Consumption data was collected for all compounds with L code administered in Catalonia and Spain, and considering excretion and removal in wastewater treatment plants, the predicted environmental concentrations (PECs) were calculated. Among more than 100 administered drugs, mycophenolic acid, hydroxycarbamide and capecitabine were expected to be detected at the highest concentrations. To evaluate the degradation of this family of contaminants, different processes (hydrolysis, biodegradation, UV and UV-H2O2) were studied and degradation constants were calculated. To confirm these results and the PEC calculations, water samples were collected from Besòs River, where several cytostatic drugs were detected at concentrations between 0.5 and 656 ng/L, being mycophenolic acid the one at the highest concentration. Therefore, the presence of mycophenolic acid was evaluated at the intake and the purification steps of a drinking water treatment plant. It was detected at the intake, but it was quickly removed after the addition of chloride dioxide, and therefore does not reach drinking water. Finally, to improve the sampling procedure, two passive samplers were developed and optimized: a macroporous ceramic passive sampler (MCPS) and a DGT (diffusive gradients in thin films). Both samplers were calibrated in the laboratory for a group of selected cytostatics and sampling rates and diffusion coefficients were calculated. The results showed that high consumption of cytostatics may cause pollution of surface waters. The arrival of these drugs makes necessary an environmental assessment to ensure that there is no risk to aquatic organisms or to human health.