Hacer las drogas más biodegradables para proteger los recursos hídricos

Un equipo de científicos está trabajando en una forma de reducir la cantidad de contaminación farmacéutica en nuestros sistemas de agua haciendo que los medicamentos de uso común sean biodegradables sin afectar su efectividad como medicamentos.
Los investigadores creen que su idea de rediseñar los compuestos farmacéuticos para que sean más biodegradables podría ayudar a proteger los recursos hídricos de manera sostenible.

En todo el mundo, los sistemas de agua muestran gradualmente una creciente contaminación por microcontaminantes, incluidos los productos farmacéuticos, que tienen el potencial de dañar a los peces y otras criaturas acuáticas.

Si bien las concentraciones de dichos contaminantes son bastante bajas, son lo suficientemente altas como para causar preocupación, y las investigaciones recientes muestran que el tratamiento avanzado del efluente puede no llegar lo suficientemente lejos como para resolver el problema de una manera sostenible.

Por estas razones, un equipo dirigido por Klaus Kümmerer de la Universidad Leuphana de Lüneburg en Alemania decidió abordar el problema desde el otro extremo: rediseñar las drogas de uso común para que se biodegraden una vez que lleguen al medio ambiente.

En un artículo publicado en la revista Ciencia y Tecnología Ambiental, los investigadores describen un método basado en la luz ultravioleta que probaron con propranolol, un bloqueador beta que se usa para tratar la presión arterial alta.

Método basado en luz ultravioleta

Los investigadores obtuvieron la idea de un método que se utiliza para eliminar los contaminantes del agua residual. La luz ultravioleta puede descomponer algunos compuestos en productos más biodegradables. Quizás el mismo enfoque podría usarse para hacer compuestos biodegradables en primer lugar.

El equipo eligió probar el método con propranolol porque es un fármaco de uso común que no se biodegrada cuando llega a las aguas residuales, y en las concentraciones que se encuentran allí, es tóxico para algunas especies acuáticas cuando están continuamente expuestas a él.

En su artículo, los investigadores describen cómo disolvieron el fármaco en agua pura y lo expusieron a la luz ultravioleta durante aproximadamente 4 horas. Esto produjo 16 productos de degradación que luego incubaron con efluentes de una planta de tratamiento de aguas residuales para probar su biodegradabilidad, y lo hicieron midiendo la cantidad de oxígeno y carbono orgánico que los microbios consumían con el tiempo.

Descubrieron que los derivados más biodegradables fueron los que experimentaron cambios que abrieron su estructura tipo anillo, permitiendo a los microbios un mayor acceso para digerirlos.

Al menos uno de los derivados, un compuesto llamado 4-hydroxypropranolol, fue biodegradado en un 23% en moléculas inorgánicas como el dióxido de carbono y el agua en un mes.

Y casi la mitad de los derivados se biodegradaron al menos parcialmente en otros compuestos inorgánicos que se predice que tienen baja toxicidad, señalan los investigadores.

Utilizando una variedad de técnicas, los investigadores encontraron que el 4-hidroxipropanol puede tener propiedades farmacológicas similares a las del propranolol, algo que ya se había sugerido en un estudio en animales que comparó las dos drogas.

Una forma "verdaderamente sostenible" de proteger los recursos hídricos

Si bien el trabajo aún se encuentra en la etapa de prueba de principios, el equipo cree que el método podría extenderse para buscar alternativas biodegradables para una gama de productos farmacéuticos, incluidos los utilizados en cosméticos y cuidado personal. Ellos concluyen:

"La aplicación de tales enfoques a su vez podría contribuir a la protección de los recursos hídricos de una manera verdaderamente sostenible".

Susan D. Richardson, una investigadora de química ambiental de la Universidad de Carolina del Sur que no participó en el trabajo, dice que el equipo ahora se enfrenta a una serie de obstáculos. Esto incluye probar si los derivados son tóxicos para los organismos vivos, y si el tratamiento del agua, como la cloración, cambia los compuestos.

Pero, si los investigadores aclaran estos obstáculos, dice que su técnica "podría ser una forma revolucionaria de reducir nuestra carga de drogas al medio ambiente".

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