Os produtos químicos melhoraram nossa qualidade de vida. Mas ao mesmo tempo, representam um risco considerável para os seres humanos e o meio ambiente:pesticidas, produtos farmacêuticos e plastificantes entram no meio ambiente e na cadeia alimentar, causando efeitos indesejáveis ​​além dos desejados. Apesar da legislação em vigor, a avaliação e o monitoramento dos riscos permanecem insuficientes.

Isto é devido, entre outros fatores, à abordagem atual para avaliar os perigos potenciais de produtos químicos com base em um número relativamente pequeno de componentes individuais. Hoje, há uma consciência cada vez maior do fato de que os humanos e o meio ambiente estão expostos a um coquetel de dezenas de milhares de produtos químicos. Apenas uma fração desses produtos químicos foi identificada até o momento; o efeito sobre os sistemas biológicos e o papel dos produtos químicos individuais e dos produtos de degradação no coquetel permanecem em grande parte obscuros. Ao mesmo tempo, o número de novos produtos químicos registrados está crescendo rapidamente:de 20 milhões para 156 milhões entre 2002 e 2019. Tudo isso torna difícil detectar relações de causa e efeito e necessita de novos modelos teóricos e abordagens metodológicas.

Por esta razão, a revisão do grupo de autores liderado pela Prof. Beate Escher da UFZ fornece uma visão geral das tecnologias adequadas para identificar produtos químicos em misturas complexas e capturar seus efeitos. Eles avaliam ainda mais o potencial e as limitações dessas tecnologias.

A publicação esclarece que não se trata apenas de uma questão de métodos analíticos - o sucesso dos procedimentos analíticos também depende de "quais" amostras são coletadas e "como" são processadas. Usar as mesmas abordagens para diferentes tipos de amostras - variando de água e solo a sangue ou tecido - torna possível comparar os resultados posteriormente. Toalhetes ou pulseiras de silicone, entre outras coisas, são destacados como sendo especialmente inovadores em sua capacidade de capturar a exposição pessoal dos indivíduos a poluentes.

As possibilidades fornecidas pela análise química tiveram enormes melhorias graças ao crescimento, evolução e acessibilidade da espectrometria de massa de alta resolução (HR-MS). Muitas vezes junto com outras tecnologias, HR-MS pode detectar dezenas de milhares de sinais em amostras biológicas e ambientais. Também forma a base para a "triagem de suspeitos" para identificar produtos químicos desconhecidos em misturas complexas. "Isso nos permite, entre outras coisas, para detectar novos poluentes problemáticos no meio ambiente, "diz Beate Escher." Mas nunca será capaz de capturar todas as substâncias. Mesmo as substâncias presentes abaixo do limite de detecção instrumental ou abaixo do limite de efeito podem contribuir para o risco. "

O grupo de pesquisadores, consequentemente, recomenda complementar os procedimentos de análise química com ferramentas bioanalíticas que são especificamente capazes de capturar os efeitos da mistura na avaliação da toxicidade de efluentes de águas residuais e sedimentos. Tradicionalmente, bioensaios de organismo inteiro in vivo foram usados ​​para este fim, mas tais bioensaios sofreram de processamento de amostra limitado, entre outras desvantagens. O avanço dos bioensaios celulares in vitro abriu novas possibilidades que não apenas reduzem a necessidade de testes em animais, mas também são passíveis de robótica de alto rendimento. "A aplicação de ensaios in vitro de alto rendimento para avaliação de risco ambiental de misturas e amostras ambientais complexas está apenas emergindo, mas tem um grande potencial, "afirma Beate Escher.

A suplementação da espectrometria de massa de alta resolução com ferramentas bioanalíticas torna possível capturar informações sobre os efeitos de todos os produtos químicos em uma amostra. O Prof. Escher acredita que a combinação dessas duas ferramentas tem o potencial de revolucionar o monitoramento ambiental. Este é um dos motivos pelos quais a plataforma de tecnologia CITEPro (Chemicals in the Environment Profiler) foi implantada na UFZ. Esta plataforma permite a preparação e teste de amostras por meio de procedimentos analíticos e bioanalíticos de alto rendimento. Mas o CITEPro é mais do que um mero hardware. É um conceito projetado para caracterizar o exposto - em outras palavras, para capturar a totalidade de todas as influências ambientais às quais um indivíduo está exposto ao longo de sua vida. Isso inclui fatores externos (produtos químicos no ar, na água ou alimentos) e produtos químicos internos produzidos por um organismo em resposta a vários estressores.

Conclusão

O número de produtos químicos identificados em amostras ambientais usando análises instrumentais sofisticadas está aumentando constantemente. Nos últimos anos, ferramentas melhores foram desenvolvidas para investigar seus efeitos combinados e mecanismos de toxicidade. No entanto, continua sendo difícil elucidar as causas do estresse químico no meio ambiente. As ligações entre o meio ambiente, a vida selvagem e os humanos só podem ser feitos aplicando-se uma abordagem integrada de monitoramento e avaliação.

Rastrear produtos químicos e seus produtos de transformação no meio ambiente e em nossos corpos é um imenso desafio (bio) analítico:amostragem, Extração, a detecção química e a análise de dados precisam ser ajustadas umas às outras para obter informações robustas.

Quantificar os efeitos da mistura é uma forma de capturar todos os produtos químicos presentes e seus produtos de transformação bioativos. A clara relevância das misturas e o fato de que existem milhares de produtos químicos presentes no meio ambiente e em nossos corpos significa que uma mudança no paradigma regulatório existente em relação aos efeitos das misturas é urgentemente necessária.