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Uno studio condotto dal dipartimento “Metabolomics and Analytical Sciences” di Aboca, pubblicato sulla rivista Environmental Science: Advances e premiato come “Best Paper in Environmental Science: Advances of 2022” dalla Royal Chemical Society, dimostra, attraverso una tecnica spettrometrica moderna e affidabile come la UHPLC-qToF (Ultra High Performance Liquid Chromatography accoppiato a uno spettrometro di massa qToF), che lo sciroppo pediatrico per la tosse Grintuss di Aboca, naturale e biologico, possiede una rapida biodegradabilità rispetto a una formulazione farmaceutica antitussiva di sintesi a base di Bromexina e contenente eccipienti artificiali quali il Sucralosio. Lo studio dimostra soprattutto che miscele di sostanze naturali e miscele di sintesi non sono ugualmente biodegradabili. È stato anche provato che la biodegradazione di un principio attivo puro o inserito in una formulazione farmaceutica non è uguale; quindi, la biodegradazione delle miscele di sintesi non va valutata solo in base a quella dei suoi singoli componenti purificati ma anche nel suo insieme, con un approccio analitico non riduzionistico. Alla luce di queste conclusioni lo studio propone un aggiornamento dei protocolli attualmente adottati per la valutazione dell’impatto ambientale dei prodotti e delle miscele chimiche di sintesi con l’utilizzo delle moderne tecnologie largamente diffuse nei laboratori di analisi.

LA BIODEGRADAZIONE E I LIMITI DEI TEST ATTUALMENTE UTILIZZATI PER LA SUA VALUTAZIONE
La biodegradazione è il processo mediante il quale le sostanze organiche vengono decomposte dai microrganismi viventi nei più semplici elementi naturali (ad esempio anidride carbonica, acqua e ammoniaca) che possono essere integrati nei cicli biogeochimici. Le attività antropiche e industriali hanno fatto emergere nuovi composti inquinanti il cui rilascio nell’ambiente è responsabile di molteplici effetti negativi. Lo studio della biodegradabilità delle sostanze chimiche è quindi fondamentale per valutare i potenziali rischi ambientali. I test di biodegradazione pronta (RBT) attualmente e largamente utilizzati sono sette e sono proposti nelle linee guida dell’Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OCSE). Questi test, generalmente, prevedono che i microrganismi e la sostanza testata vengano incubati in un mezzo tamponato a pH 7 contenente azoto, fosforo e oligoelementi (denominato “mezzo minerale”).
La cinetica di biodegradazione viene monitorata per almeno 28 giorni mediante la valutazione di parametri metabolici come il consumo di ossigeno, la produzione di anidride carbonica o il consumo di carbonio organico disciolto.
L’RBT misura la trasformazione in anidride carbonica, acqua e ammoniaca (in caso di sostanze azotate) di una sostanza chimica purificata o di una miscela, tali per cui queste possono essere classificate come facilmente biodegradabili se hanno superato anche uno solo dei test RBT. Il problema della potenziale eco-tossicità delle sostanze, utilizzate anche in ambito terapeutico, è all’attenzione sia dei sistemi sanitari che di quelli regolatori, e sono stati già introdotti importanti principi di eco-farmacovigilanza che prevedono anche la valutazione del rischio ambientale. Tali attività di monitoraggio si basano tuttavia su linee guida che valutano biodegradazione e impatto delle singole sostanze e non delle miscele complesse di cui fanno parte. Lo studio condotto dal dipartimento “Metabolomics and Analytical Sciences” di Aboca propone invece una nuova metodologia capace di valutare la pronta biodegradabilità di miscele complesse sia naturali che artificiali.

LO STUDIO PUBBLICATO E L’INNOVAZIONE ABOCA
Nello studio pubblicato sono state prese in considerazione due miscele di sciroppi per la tosse: la miscela A contenente ingredienti di sintesi (bromexina, maltitolo, sucralosio, conservanti e aromatizzanti) e la miscela B contenente solo ingredienti naturali e corrispondente allo sciroppo biologico Grintuss Pediatric di Aboca contenente Poliresin (complesso molecolare composto da resine, polisaccaridi e flavonoidi della grindelia, piantaggine ed elicriso), miele, zucchero di canna, acqua, oli essenziali di limone, arancio dolce, mirto, aroma naturale di limone, gomma arabica, gomma xanthan. Sulle due formulazioni è stato effettuato un test di biodegradazione RBT come previsto dalla linea guida OCSE per verificare con tecniche respirometriche se le sostanze si biodegradano in un mezzo acquoso in presenza di microorganismi, andando a valutare il consumo di ossigeno. Maggiore è il consumo di ossigeno misurato, maggiore risulta il livello di biodegradazione della miscela analizzata. Per approfondire meglio il comportamento di biodegradazione dei campioni del test RBT, questi sono stati ulteriormente studiati attraverso l’innovativo approccio analitico, oggetto di domanda di brevetto da parte di Aboca, che prevede l’analisi metabolomica targeted e untargeted UHPLC-qToF (Ultra High Performance Liquid Chromatography accoppiato a uno spettrometro di massa qToF). Questo approccio analizza formulazioni complesse e non singoli componenti come avviene invece con le metodologie di analisi della biodegradazione indicate dagli standard internazionali. È emerso che la miscela A, dopo 28 giorni conteneva ancora molte molecole persistenti derivanti dal principio attivo e dagli eccipienti, a differenza della miscela B, e i cui segnali erano sovrapponibili al campione senza prodotto, ovvero il “mezzo minerale”.

I risultati dello studio UHPLC-qToF dimostrano la rapida biodegradabilità di Grintuss Pediatric di Aboca a differenza della formulazione farmaceutica di sintesi. Le due miscele, dunque, hanno espresso profili diversi di biodegradabilità. La scelta e la proposta di adottare questo metodo sono stati fondamentali per capire se a seguito dei 28 giorni le molecole sono state tutte effettivamente biodegradate oppure no. Non è sufficiente, infatti, quantificare il consumo di ossigeno durante la biodegradazione: i microrganismi potrebbero biodegradare alcune sostanze, lasciandone intatte altre, come nel caso della miscela contenente bromexina e sucralosio. Per avere un quadro di analisi completo, è indispensabile individuare quali sostanze sono state effettivamente biodegradate e quali ulteriori composti sono stati ottenuti a seguito della trasformazione. Lo studio dimostra inoltre che si deve porre un’attenzione particolare ai cosiddetti eccipienti che sono ritenuti generalmente sostanze “inerti” ma che invece possono avere un impatto ambientale importante. Sulla base dei risultati raccolti, lo studio suggerisce di considerare l’uso di tecniche moderne (come UHPLC-qToF) per una valutazione più accurata e affidabile della biodegradazione e, di conseguenza, dell’impatto ambientale di prodotti farmaceutici e cosmetici contenenti sia principi attivi (API) che eccipienti.
“Diversamente da quanto emerso con i test RBT, grazie alla nostra nuova metodologia analitica è dimostrabile che formulazioni naturali e di sintesi non hanno lo stesso grado di biodegradabilità. Il nuovo metodo UHPLC-qToF evidenzia infatti che la formulazione artificiale, con il suo API ed i suoi eccipienti, non è completamente biodegradabile a differenza di quella 100% naturale di Aboca. Siamo orgogliosi del risultato e del premio vista la crescente necessità di orientare le scelte terapeutiche in un’ottica one health e quindi sulla base di evidenze scientifiche che tengano in considerazione un rapporto rischio-beneficio allargato nel rispetto dell’organismo degli esseri viventi e dell’ambiente”.” Dichiara Mattia Gianni, Metabolomics & Analytical Sciences Manager di Aboca.

Riferimento allo studio: Mattoli L., Proietti G., et Al. New insight into the evaluation of complex mixture biodegradability: an UHPLC-qToF “all-ion MS/MS” acquisition technique for the untargeted and targeted analysis of pharmaceutical formulation biodegradation. Environ. Sci.: Adv., 2022,1, 725-735