Do new generations of active pharmaceuticals for human use require an adaption of the environmental risk assessment

Abstract

Pharmazeutika können ein Problem für die Umwelt und die darin lebenden Organismen darstellen. Einige hundert Wirkstoffe wurden bereits in unterschiedlichen Umweltkompartimenten wie Oberflächenwasser, Grundwasser oder Boden im ng/L bis (my)g/L gefunden. Bislang werden alle Pharmazeutika, die eine Aktionsgrenze von 0.01 (my)g/L in der Umwelt überschreiten, einer Umweltrisikobewertung unterzogen. Es besteht allerdings die Gefahr, dass Substanzen auch in geringeren Konzentrationen Effekte auf Umweltorganismen ausüben, oder dass in der Richtlinie nicht die empfindlichsten Organismen zur Testung empfohlen werden. Um diese Fragestellung zu beantworten, wurde im Rahmen dieses Vorhabens eine Literaturstudie durchgeführt, die zunächst alle ab 2006 neu zugelassenen Wirkstoffe identifiziert und relevante Informationen zusammengefasst hat. Basierend auf diesen Daten wurden zunächst drei Wirkstoffgruppen ausgewählt, für die eine zugeschnittene Bewertungsstrategie definiert werden sollte. Die Auswahl der Gruppen beruhte auf der Anzahl der Substanzen je Wirkstoffklasse. Somit wurden Pharmazeutika der Gruppen 'Neurologie', 'Kardiologie' und 'Onkologie' ausgewählt. Durch eine weitere Literaturrecherche wurden sensitive ökotoxikologische Testsysteme basierend auf Daten von Modellsubstanzen identifiziert. Im Abschluss des Projekts wurden ca. fünf Wirkstoffe pro Substanzklasse ausgewählt, mit denen weitere praktische Studien mit den alternativen Testsystemen durchgeführt werden sollen. Voraussetzung für die Auswahl der Testsubstanzen war, dass sowohl Daten der Umweltrisikobewertung basierend auf der EMA-Richtlinie als auch Daten der alternativen Testmethoden von Modellsubstanzen mit vergleichbaren Wirkmechanismus vorlagen. Basierend auf experimentell erhobenen Daten soll im Anschluss an dieses Projekt ermittelt werden, ob für die ausgewählten Gruppen eine zugeschnittene Risikobewertung sinnvoll ist oder ob mit den Standard-Endpunkten eine ausreichend hohe Aussagekraft über das Umweltrisiko der Wirkstoffe erreicht wird. Quelle: Forschungsbericht

Pharmaceuticals can be a problem for the environment and its inhabitants. Several hundred active pharmaceutical ingredients were already found in the ng/L to (my)g/L range in surface water, groundwater, or soil. To date, all pharmaceutical which exceed an action limit of 0.01 (my)g/L in the environment are subjected to an environmental risk assessment. However, there is the risk that some of the pharmaceuticals are effective even at lower concentrations, or that the guideline does not recommend studies with the most sensitive test organism for the respective mode of action. In order to answer this question, the current project focussed on the identification of active pharmaceutical ingredients approved since 2006, as well as on the summary of relevant information for these substances. Based on these data, three substance classes were chosen, which contribute most to the high number of pharmaceuticals in the environment, i.e. 'neurology', 'cardiology', and 'oncology'. The literature review furthermore identified sensitive ecotoxicological test systems, based on data obtained for substanceclass specific model substances. Finally, five substances per group were chosen for testing the alternative test systems. Requirements for the chosen test substance were the availability of an ERA according to the EMA guideline as well as information on the effects of a model substance with similar mode of action in the alternative test systems. Based on experimentally obtained data it should be determine, if a tailored risk assessment is suitable for the selected substance class or if studies according to the EMA guideline are sufficiently predictive for an environmental risk assessment. Quelle: Forschungsbericht

In view of the advanced development of new specific active pharmaceutical ingredients, the question arises as to whether the established standard procedures for the environmental risk assessment in the context of marketing authorization are still sufficient to adequately cover relevant effects on environmental organisms. The focus of this project is on specific test strategies for substances from the group of oncologicals, cardiologicals and statins, as well as their experimental verification in case studies. Studies with aquatic plants in the Lemna sp. Growth Inhibition Test (⁠OECD⁠ 221), the zebrafish embryo toxicity test (OECD 236) amended with sublethal endpoints and the comet assay with environmentally relevant cell types are discussed as possible adaptations, although not all of them proved to be suitable.

Since 2006, various new active pharmaceutical ingredients have been developed with highly specific mechanisms of action. That raise the question of whether current environmental risk assessment within the scope of the authorization is still sufficient to appropriately assess relevant effects on environmental organisms. In this literature review the scientific basis for a tailored risk assessment was developed and discussed for 3 substance classes (oncology, neurology, cardiology). The proposed assessment includes additional test methods, groups of organisms and alternative endpoints. The practical review of the proposed test approaches is to be carried out using case studies in subproject 2.