Rendre les médicaments plus biodégradables pour protéger les ressources en eau

Une équipe de scientifiques travaille sur un moyen de réduire la quantité de pollution pharmaceutique dans nos systèmes d’eau en rendant les médicaments couramment utilisés biodégradables sans que cela n'affecte leur efficacité en tant que médicaments.
Les chercheurs pensent que leur idée de redessiner des composés pharmaceutiques afin qu'ils soient plus biodégradables pourrait aider à protéger les ressources en eau de manière durable.

À l’échelle mondiale, les systèmes d’eau présentent une contamination croissante par les micropolluants - y compris les produits pharmaceutiques - susceptibles de nuire aux poissons et aux autres créatures aquatiques.

Bien que les concentrations de ces polluants soient assez faibles, elles sont suffisamment élevées pour susciter des inquiétudes, et des recherches récentes montrent que le traitement avancé des effluents peut ne pas suffire à résoudre le problème de manière durable.

Pour ces raisons, une équipe dirigée par Klaus Kümmerer de l'Université Leuphana de Lüneburg en Allemagne a décidé de s'attaquer au problème de l'autre côté: redéfinir les médicaments couramment utilisés pour qu'ils se dégradent une fois qu'ils atteignent l'environnement.

Dans un article publié dans la revue Science et technologie de l'environnement, les chercheurs décrivent une méthode basée sur la lumière ultraviolette qu'ils ont testée sur le propranolol - un bêta-bloquant utilisé pour traiter l'hypertension artérielle.

Méthode basée sur la lumière ultraviolette

Les chercheurs ont eu l'idée d'une méthode utilisée pour éliminer les polluants des eaux usées. La lumière ultraviolette peut décomposer certains composés en produits plus biodégradables. La même approche pourrait peut-être être utilisée pour rendre les composés biodégradables en premier lieu.

L'équipe a choisi de tester la méthode sur le propranolol car il s'agit d'un médicament couramment utilisé qui ne se biodégrade pas lorsqu'il atteint les eaux usées. Dans les concentrations qu'il contient, il est toxique pour certaines espèces aquatiques lorsqu'il y est continuellement exposé.

Dans leur article, les chercheurs décrivent comment ils ont dissous le médicament dans de l'eau pure et l'ont exposé à la lumière ultraviolette pendant environ 4 heures. Cela a produit 16 produits de dégradation qu'ils ont ensuite incubés avec les effluents d'une station d'épuration pour tester leur biodégradabilité, ce qu'ils ont fait en mesurant la quantité d'oxygène et de carbone organique consommée par les microbes au fil du temps.

Ils ont constaté que les dérivés les plus biodégradables étaient ceux qui subissaient des changements qui ouvraient leur structure en forme d'anneau, ce qui permettait aux microbes de mieux les digérer.

Au moins un mois plus tard, au moins un des dérivés - un composé appelé 4-hydroxypropranolol - était biodégradé en molécules inorganiques telles que le dioxyde de carbone et l’eau.

Et près de la moitié des dérivés ont été au moins partiellement biodégradés dans d’autres composés inorganiques dont la toxicité est faible, notent les chercheurs.

À l'aide de techniques variées, les chercheurs ont découvert que le 4-hydroxypropranolol pouvait avoir des propriétés médicamenteuses similaires à celles du propranolol, ce qui avait déjà été suggéré dans une étude sur des animaux comparant les deux médicaments.

Un moyen «vraiment durable» de protéger les ressources en eau

Bien que le travail en soit encore au stade de la démonstration de principe, l’équipe pense que la méthode pourrait être étendue pour rechercher des alternatives biodégradables pour une gamme de produits pharmaceutiques, y compris ceux utilisés dans les cosmétiques et les soins personnels. Ils concluent:

"L'application de telles approches pourrait à son tour contribuer à la protection des ressources en eau d'une manière vraiment durable".

Susan D. Richardson, chercheuse en chimie environnementale à l’Université de Caroline du Sud qui n’a pas participé aux travaux, affirme que l’équipe doit maintenant surmonter plusieurs obstacles. Celles-ci comprennent le fait de vérifier si les dérivés sont toxiques pour les organismes vivants et si le traitement de l'eau tel que la chloration modifie les composés.

Mais si les chercheurs résolvent ces problèmes, elle affirme que leur technique "pourrait être un moyen révolutionnaire de réduire notre charge de médicaments dans l'environnement".

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