U posljednjih dvadeset godina farmaceutski spojevi su prepoznati kao važan oblik zagađenja okoliša. Postojeća literatura pretežno je usmjerena na istraživanje pojavnosti i ponašanja farmaceutskih spojeva u abiotičkim matricama (npr. voda i sediment), dok su radovi o njihovim koncentracijama u vodenim organizmima još uvijek srazmjerno rijetki. Ta je situacija u suprotnosti s činjenicom da koncentracije farmaceutskih spojeva u vodi i sedimentu predstavljaju samo indirektnu mjeru njihove potencijalne toksičnosti, dok interne koncentracije tih tvari u vodenim organizmima određuju njihov stvarni potencijal izazivanja štetnih posljedica. U skladu s tim, cilj ovog projekta je dobivanje novih uvida u bioakumulaciju i metaboličko ponašanje odabranih farmaceutskih spojeva u slatkovodnim organizmima, kao osnove za unaprjeđenje procjene rizika izloženosti ovim zagađivalima te za njihovu znanstveno utemeljenu prioritizaciju. Plan projekta uključuje nekoliko međusobno povezanih koraka, od razvoja metoda preko provedbe laboratorijski kontroliranih modelnih pokusa do terenskih istraživanja. U prvoj fazi razvit će se i validirati visokospecifične multirezidualne analitičke metode za kvantitativno određivanje tragova odabranih farmaceutskih tvari u različitim tipovima okolišnih uzoraka (biota, sediment, voda). Te će metode biti upotrijebljene u pažljivo isplaniranim modelnim i terenskim istraživanjima usmjerenim na određivanje farmaceutskog ekspozoma slatkovodnih riba. Modelni bioakumulacijski pokusi provest će se na zebricama (Danio rerio), uz primjenu različitih uvjeta izlaganja farmaceutskim tvarima. Biokemijski učinci izlaganja odredit će se na temelju praćenja indukcije glavnih detoksikacijskih enzima u sustavu citokroma P450. U završnoj fazi projekta provest će se terensko istraživanje u rijeci Savi. Dobiveni podatci bit će upotrijebljeni za procjenu okolišne relevantnosti rezultata modelnih pokusa te za prioritizaciju zagađivala farmaceutskog porijekla u savskom bazenu.

CILJEVI PROJEKTA

1. Razvoj analitičkih metoda za multirezidualno određivanje tragova farmaceutskih spojeva  iz različitih terapeutskih skupina u riječnoj vodi, riječnom sedimentu i bioti.
2. Istraživanje kinetike akumulacije i izlučivanja odabranih farmaceutskih spojeva u modelnom organizmu Danio rerio.
3. Određivanje bioakumulacijskih faktora odabranih farmaceutskih spojeva u ribi izloženoj smjesi farmaceutika uz primjenu različitih scenarija izlaganja.
4. Istraživanje metaboličkih transformacija odabranih farmaceutskih spojeva u ribi.
5. Procjena bioakumulacijskih faktora odabranih farmaceutskih spojeva u divljoj populaciji riba.
6. Procjena rizika i prioritizacija odabranih farmaceutskih spojeva.

REALIZACIJA PROJEKTA

1) RAZVOJ ANALITIČKIH METODA (CILJ 1)

• Razvijene multirezidualne analitičke metode (LC-MS/MS; QqQ) za kvantitativno određivanje tragova 44 farmaceutika u površinskoj i otpadnoj vodi, sedimentu i ribljem tkivu s posebnim naglaskom na pažljivu optimizaciju postupaka ekstrakcije i pročišćavanja uzoraka biote.
• Razvijene metode evaluirane na uzorcima prikupljenim tijekom preliminarnog uzorkovanja na rijeci Savi.
• Na temelju postignutih rezultata pripremljen manuskript pod naslovom „Multiclass analysis of drug residues in water and fish for bioaccumulation potential assessment”.
• Primjenom spregnutog sustava tekućinske kromatografije ultravisoke djelotvornosti sa spektrometrijom masa visoke rezolucije (UPLC-QTOF MS) identificirani su glavni sastojci koekstrahirane matrice u ekstraktima ribljih uzoraka što predstavlja temelj za daljnju optimizaciju postupaka pročišćavanja.

2) MODELNI POKUSI IZLAGANJA (CILJEVI 2-4)

• Provedeni modelni pokusi određivanja kinetike akumulacije i eliminacije 20 farmaceutika u ribama zebricama (Danio rerio).
• Provedeni modelni pokusi kroničnog izlaganja riba zebrica (Danio rerio) smjesi 20 farmaceutika uz primjenu 3 različita scenarija izlaganja.
• Provedeni modelni pokusi biotransformacije azitromicina i metadona u ribama uz primjenu intraperitonealne aplikacije i vanjskog izlaganja.

3) TERENSKO ISTRAŽIVANJE (CILJEVI 5-6)

• Prikupljeni uzorci riječne vode i ribe na odabranim lokacijama na rijeci Savi

DISEMINACIJA REZULTATA

• Ivanković, K., Kostanjevečki, P., Ahel, M., Terzić, S., Method development for the assessment of bioaccumulation potential of pharmaceuticals in fish. SETAC Europe 32nd Annual Meeting: Abstract book. Kopenhagen: Society of Environmental Toxicology and Chemistry Europe (SETAC Europe), 2022. str. 510-510 (poster, sažetak, znanstveni)
• Ivanković, K., Ahel, M., Terzić, S., Development of multirezidual LC-MS/MS method for the assessment of trace levels of pharmaceuticals in aquatic environment. 6. simpozij studenata doktorskih studija PMF-a: knjiga sažetaka. Zagreb: Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučilište u Zagrebu, 2022. str. 102-103 (predavanje, sažetak, znanstveni)
• Ivanković, K., Farmaceutski ekspozom slatkovodnih organizama – prisutnost i utjecaj farmaceutika na vodene organizme. Znanstvena škola o okolišu 2021: sveobuhvatni pristup istraživanju antropogenih pritisaka na okoliš: knjiga sažetaka. Zagreb, 2022. str. 8-8 (predavanje, sažetak, znanstveni)

PUBLIKACIJE

• Senta, I., Terzić, S., Ahel, M., 2021. Analysis and occurrence of macrolide residues in stream sediments and underlying alluvial aquifer downstream from a pharmaceutical plant. Environ. Pollut. 273, 116433. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.116433