Los productos químicos han mejorado nuestra calidad de vida. Pero al mismo tiempo, plantean un riesgo considerable para los seres humanos y el medio ambiente:plaguicidas, los productos farmacéuticos y plastificantes ingresan al medio ambiente y a la cadena alimentaria, causando efectos no deseados además de los deseados. A pesar de la legislación vigente, la evaluación y el seguimiento de riesgos siguen siendo insuficientes.

Esto es debido, entre otros factores, al enfoque actual para evaluar los peligros potenciales de los productos químicos que se basa en un número relativamente pequeño de componentes individuales. Hoy dia, Existe una mayor conciencia del hecho de que los seres humanos y el medio ambiente están expuestos a un cóctel de decenas de miles de sustancias químicas. Hasta la fecha, solo se ha identificado una fracción de estos productos químicos; el efecto sobre los sistemas biológicos y el papel de las sustancias químicas individuales y los productos de degradación en el cóctel siguen siendo poco claros. Al mismo tiempo, el número de nuevas sustancias químicas registradas está aumentando rápidamente:de 20 millones a 156 millones entre 2002 y 2019. Todo esto dificulta la detección de relaciones causa-efecto y requiere nuevos modelos teóricos y enfoques metodológicos.

Por esta razón, la revisión del grupo de autores liderado por la profesora Beate Escher de la UFZ ofrece una visión general de las tecnologías adecuadas para identificar sustancias químicas en mezclas complejas y capturar sus efectos. Además, evalúan el potencial y las limitaciones de estas tecnologías.

La publicación aclara que esto no es solo una cuestión de métodos analíticos, el éxito de los procedimientos analíticos también depende de "qué" muestras se toman y "cómo" se procesan. El uso de los mismos enfoques para diferentes tipos de muestras, que van desde agua y suelo hasta sangre o tejido, permite comparar los resultados más adelante. Toallitas o muñequeras de silicona, entre otras cosas, se destacan por ser especialmente innovadores en su capacidad para capturar la exposición personal de las personas a los contaminantes.

Las posibilidades que ofrece el análisis químico han experimentado enormes mejoras gracias al crecimiento, evolución y accesibilidad de la espectrometría de masas de alta resolución (HR-MS). A menudo, junto con otras tecnologías, HR-MS puede detectar decenas de miles de señales en muestras biológicas y ambientales. También forma la base de la "detección de sospechas" para identificar sustancias químicas desconocidas en mezclas complejas. "Esto nos permite, entre otras cosas, para detectar nuevos contaminantes problemáticos en el medio ambiente, ", dice Beate Escher." Pero nunca podrá capturar cada sustancia. Incluso las sustancias presentes por debajo del límite de detección instrumental o por debajo del umbral de efecto pueden contribuir al riesgo ".

En consecuencia, el grupo de investigadores recomienda complementar los procedimientos de análisis químico con herramientas bioanalíticas que sean específicamente capaces de capturar los efectos de la mezcla en la evaluación de la toxicidad de los efluentes y sedimentos de aguas residuales. Tradicionalmente, Se utilizaron bioensayos de organismo completo in vivo para este fin, pero tales bioensayos sufrieron de un rendimiento limitado de la muestra, entre otras desventajas. El avance de los bioensayos celulares in vitro ha abierto ahora más posibilidades que no solo reducen la necesidad de pruebas con animales, sino que también son adecuadas para la robótica de alto rendimiento. "La aplicación de ensayos in vitro de alto rendimiento para la evaluación de riesgos ambientales de mezclas y muestras ambientales complejas es solo emergente, pero tiene un gran potencial, "afirma Beate Escher.

Al complementar la espectrometría de masas de alta resolución con herramientas bioanalíticas, es posible capturar información sobre los efectos de todos los productos químicos en una muestra. El Prof. Escher opina que una combinación de estas dos herramientas tiene el potencial de revolucionar el monitoreo ambiental. Esta es una de las razones por las que se estableció en la UFZ la plataforma tecnológica CITEPro (Chemicals in the Environment Profiler). Esta plataforma permite la preparación y análisis de muestras mediante procedimientos analíticos y bioanalíticos de alto rendimiento. Pero CITEPro es más que un simple hardware. Es un concepto diseñado para caracterizar el exposoma, en otras palabras, para capturar la totalidad de todas las influencias ambientales a las que un individuo está expuesto a lo largo de su vida. Esto incluye factores externos (sustancias químicas en el aire, en agua o alimentos) y sustancias químicas internas producidas por un organismo en respuesta a varios factores estresantes.

Conclusión

El número de sustancias químicas identificadas en muestras ambientales mediante análisis instrumental sofisticado aumenta constantemente. En los últimos años, Se han desarrollado mejores herramientas para investigar sus efectos combinados y mecanismos de toxicidad. No obstante, sigue siendo difícil dilucidar las causas del estrés químico en el medio ambiente. Los vínculos entre el medio ambiente, la vida silvestre y los seres humanos solo pueden lograrse aplicando un enfoque integrado de seguimiento y evaluación.

El seguimiento de los productos químicos y sus productos de transformación en el medio ambiente y en nuestros cuerpos es un inmenso desafío (bio) analítico:muestreo, extracción, La detección química y el análisis de datos deben ajustarse entre sí para obtener información sólida.

La cuantificación de los efectos de la mezcla es una forma de capturar todos los productos químicos presentes y sus productos de transformación bioactivos. La clara relevancia de las mezclas y el hecho de que hay miles de sustancias químicas presentes en el medio ambiente y en nuestros cuerpos significa que se necesita urgentemente un cambio en el paradigma regulatorio existente hacia los efectos de mezcla.