Eliminar los medicamentos de las aguas residuales
Después de la administración en humanos o animales, algunos medicamentos son metabolizados, mientras que otros no son degradados y son eliminados finalmente del organismo. Esta mezcla de metabolitos y fármacos no degradados entra en los sistemas de tratamiento de aguas residuales y, dependiendo de su estabilidad intrínseca, algunas moléculas no llegan a ser eliminadas durante el tratamiento. El proyecto financiado por la Unión Europea ENDETECH (Enzymatic decontamination technology) desarrolló un sistema de descontaminación del agua basado en enzimas para eliminar compuestos farmacéuticos contaminantes. El diseño del sistema se centró en productos farmacéuticos y compuestos químicos disruptores del sistema endocrino (EDC) que son resistentes a los métodos empleados comúnmente en el tratamiento de aguas residuales. Los investigadores estudiaron la ecotoxicidad de los compuestos seleccionados y de los potenciales productos resultantes de la degradación. También diseñaron varios ensayos de medición de la actividad enzimática contra antibióticos, hormonas y carbamazepina (un fármaco psiquiátrico común). Para identificar aquellas enzimas que pueden digerir estos compuestos farmacéuticos contaminantes, se llevaron a cabo análisis de cribado de bibliotecas enzimáticas y metagenómicas. Los investigadores identificaron ciertas enzimas lacasas que presentan capacidad para neutralizar la actividad biológica de tetraciclinas, hormonas y EDC. Estos también identificaron una enzima esterasa (EreB) que neutraliza la actividad biológicas de la eritromicina. Ambas enzimas fueron producidas y, posteriormente, se describió de manera detallada su capacidad de degradación de los compuestos seleccionados. Los socios del proyecto también examinaron la inmovilización de las lacasas y la EreB en membranas en términos de tasa de inmovilización, actividad recuperable y estabilidad. Las enzimas que mejor se inmovilizaron fueron empleadas en un biorreactor piloto diseñado específicamente. Posteriormente, se llevaron a cabo diferentes experimentos en el biorreactor piloto empleando tanto agua contaminada de forma experimental con treinta y ocho compuestos farmacéuticos seleccionados presentes a concentraciones bajas como aguas residuales procedentes de un hospital. Las muestras resultantes fueron analizadas químicamente y ecotoxicológicamente con el fin de determinar cómo se habían degradado los compuestos seleccionados. Además, el equipo creó un modelo que simulaba la ruptura de la tetraciclina en aguas residuales a escala industrial en un hospital, una ciudad de tamaño medio y una planta de producción farmacéutica. Los resultados fueron empleados como base para estimar los costes de funcionamiento del biorreactor, de manera que los socios de ENDETECH pudieron comparar este método de descontaminación con otras tecnologías existentes. Los descubrimientos de la investigación del proyecto ENDETECH no solo condujeron a la publicación de un gran número de artículos en revistas científicas con revisión por pares, sino que también ayudarán a impulsar la investigación en el área de la remediación enzimática en la Unión Europea.
Palabras clave
Medicamentos, aguas residuales, descontaminación enzimática, ecotoxicidad, lacasas, enzima esterasa