Chimica ed Europa: modifiche al CLP.

Luigi Campanella, già Presidente SCI

Quando rifletto sull’Europa non posso fare a meno di pensare che si potrebbe fare molto di più nella direzione di un’integrazione piu completa e soprattutto più responsabile e conscia delle possibili differenze, ma anche delle infinite solidarietà ed identità. Anche nel nostro campo, quello della ricerca a volte un passo avanti carico di speranze è seguito da uno stop, se non da uno indietro.
L’ultimo esempio ci viene dai dati di Eurostat a proposito di REACH e di investimenti europei per l’ambiente. Per quanto riguarda il Reach, vero orgoglio del nostro continente per i principi di etica e sostenibilità in esso contenuti, la marcia in progress continua e la prossima scadenza di interesse per le aziende riguarda il regolamento CLP e più precisamente l’allegato VIII, aggiunto con una modifica normativa nel 2017, con lo scopo di mettere in atto le prescrizioni armonizzate sulle informazioni per le notifiche, previste dall’art. 45 del regolamento, ossia quelle informazioni relative alle miscele pericolose, che vengono trasmesse da fabbricanti ed importatori agli organismi designati di ciascuno Stato membro e che sono utilizzate in caso di emergenza sanitaria.
Si tratta di una sorta di Open Science in vivo, con il fine di avere omogeneità nella disponibilità di informazioni all’interno dell’Unione.
L’organismo designato dall’Italia per gestire queste informazioni è l’Istituto Superiore di Sanità, che cura il database delle miscele pericolose commercializzate nel nostro Paese. In effetti la prassi era già in atto, ma la modifica al regolamento CLP prevede l’armonizzazione delle tipologie di informazione, una sorta di guida alle chiavi di accesso e l’istituzione di un codice univoco e di facile consultazione, il cosiddetto “identificatore unico di formula” (UFI), da apporre sull’etichetta della miscela per facilitare il reperimento delle informazioni da parte delle autorità e  soprattutto dei sanitari (i centri  antiveleni).


Sostanzialmente si tratta di una buona notizia, subito bilanciata, quasi in contemporanea, da un’altra negativa relativa agli investimenti europei di Stato per l’ambiente che risultano inferiori alla spesa delle  famiglie per  bevande alcooliche, tabacco e stupefacenti e che scendono dal 2,3 al 2,1% del PIL nel periodo 2006-2017.
La spesa delle imprese rappresenta la quota maggiore della spesa, pari al 54% del totale nel 2018, mentre si attesta al 24% quella delle amministrazioni pubbliche e degli istituti senza  scopo di lucro. L’Italia è più o meno, purtroppo più meno che più, in linea con l’Europa, con una tendenza al ribasso: le spese per la protezione  ambientale sono state pari  al 2% del PIL nel 2006 ed all’1,9 % del PIL nel 2018.
Una precisazione è opportuna: con tale tipo di spesa riferita allo Stato, Eurostat intende la misura delle risorse utilizzate dagli enti nazionali per proteggere l’ambiente naturale. Il NEEP (National Expenditure on Environmental Protection) è calcolato come una somma della spesa corrente per le attività di protezione ambientale più gli investimenti in attività con identico fine, compresi i trasferimenti netti al resto del mondo.

Si veda anche qui

 

Salute, ambiente e competitività: il ruolo della chimica.

Fabrizio Demattè*

Documento preparatorio convegno REACH2018 a cura dell’Ordine Regionale dei Chimici del Trentino Alto Adige.

L’Ordine Regionale dei Chimici del Trentino Alto Adige – Südtirol organizzerà venerdì 22 giugno 2018 presso il MUSE a Trento un convegno riguardante i regolamenti REACH e CLP. Nostro scopo è portare all’attenzione del tessuto economico e sociale le novità volute dalla Comunità economica europea in tema di sostanze chimiche, ed in particolare quelle pericolose.

Abbiamo scelto come immagine un dodicenne (perché questo è il tempo trascorso dalla prima emanazione del REACH) il quale maneggia con destrezza i pittogrammi (CLP) che rappresentano graficamente la pericolosità delle sostanze chimiche interessate dal regolamento.

Molti “portatori di interesse” contattati in mesi di preparazione (mondo produttivo, istituzionale, sociale e assicurativo) hanno risposto positivamente all’iniziativa riconoscendo lo studio della pericolosità dei chemicals, la loro valutazione e comunicazione una cosa non soltanto da chimici bensì una questione di pubblica.

REACH e CLP sono due regolamenti europei di fondamentale importanza (Reg. 1907/2006 e Reg.1272/2008) adottati per migliorare la protezione della salute dell’uomo e dell’ambiente dai rischi delle sostanze chimiche ed è rivolto non solo a quelle utilizzate nei processi industriali, ma anche a quelle presenti, nei detergenti, nelle vernici, nei giocattoli, negli abiti, nei mobili, in campo elettronico, cioè nel quotidiano. Ben narrato dalle grafiche di questo sito. https://chemicalsinourlife.echa.europa.eu

Bisfenolo A, noto interferente endocrino utilizzato negli scontrini del bar ed in passato nelle tettarelle dei lattanti, sostanze utilizzate per trattare e tingere i nostri vestiti, pigmenti utilizzati nei tatuaggi, sostanze utilizzate per chiarificare le nostre acque potabili, arsenico nei vetri di Murano, e formaldeide ceduta da alcuni contenitori per alimenti, sono alcuni dei temi di cui discuteremo sicuri della loro importante ricaduta nel nostro quotidiano.

Tali regolamenti impongono a tutto il sistema produttivo europeo uno studio circa la pericolosità o non pericolosità delle sostanze utilizzate in funzione dell’utilizzo che poi ne verrà fatto e si propongono come strumento per stimolare la competitività e l’innovazione: secondo il legislatore europeo sarà il mercato stesso a mettere al bando le sostanze più pericolose.

“No data no market” è il titolo dell’articolo 5 del REACH, ad una lettura superficiale può sembrare un semplice slogan ma è invece una scelta precisa ed elemento di forza innovatrice di REACH. Come “data” si intendono i dati sulle sostanze in circolazione, che devono essere prodotti con studi ad hoc e pagati non più dalle istituzioni ma da chi pone la sostanza sul mercato. Secondo gli scenari del legislatore il controllo delle sostanze pericolose sarà dettato dal mercato stesso che sta già naturalmente andando verso prodotti più salubri all’aumentare della consapevolezza.

In questi 12 anni di applicazione la normativa di prodotto REACH ha delineato quattro importanti nodi da sciogliere:

  1. Chi produce le sostanze industrialmente è già attivo nel loro studio e nella registrazione delle stesse fin dal 2007, ma il mondo delle piccole o micro imprese che acquistano sostanze e le mescolano è ancora lontano sia dall’utilizzare le informazioni che le prime mettono a disposizione e dall’applicare in conseguenza REACH e CLP.
  2. Chi commercia i beni non è ancora bene informato circa le opportunità offerte e circa gli obblighi e le sanzioni della normativa. Sottovalutando perlopiù questo aspetto questo settore si è assunto, inconsapevolmente, un rischio di “no market” ovvero il blocco del mercato per articoli non conformi.
  3. I consumatori hanno il diritto di conoscere, se presenti negli oggetti che stanno acquistando, il contenuto in sostanze particolarmente preoccupanti (SVHC). Ma ancora non sono consapevoli di questo importante strumento.
  4. Intercettare alla fonte sostanze che si rivelano essere pericolose permetterebbe di evitarne la loro diffusione in ambiente. l’ambito di tutela ambientale scaturito dal REACH è ancora molto poco sviluppato e la stessa norma sociale di tutela dell’ambiente non ha recepito i molteplici cambiamenti linguistici di REACH e CLP.

Per questo il 22 giugno a Trento, presso MUSE “luogo dove la scienza incontra l’umanità”, l’Ordine regionale dei chimici TAA ha organizzato un convegno con una ventina di relatori che scambieranno e forniranno informazioni sulla applicazione della nuova disciplina della chimica in Europa

La cura delle malattie scaturisce dall’evidenza contingente mentre l’investimento in prevenzione parte dalla lungimiranza di amministratori saggi.

Come il ragazzino dell’immagine maneggia con destrezza i pericoli guardando con ottimismo al futuro, condividiamo questo momento con chiunque vorrà partecipare all’evento, registrandosi sul sito www.chimicitaa.org. Iscrizione obbligatoria, (gratuita per i cittadini 20€ per professionisti.)

Evento in Facebook https://www.facebook.com/events/242691492947295/

  • Fabrizio Demattè, chimico, professionista ed iscritto alla SCI, si occupa da sempre dei temi del REACH, coordinando l’attività relativa dell’Ordine Regionale Chimici TAA.

REACH: ultima chiamata.

Luigi Campanella, già Presidente SCI

Il prossimo 31 maggio il regolamento europeo REACH completerà la sua ultima fase e diverrà esecutivo a tutti gli effetti. Non sempre si percepisce questa importante scadenza nell’atteggiamento assunto dal sistema industriale nei riguardi di essa,.Vale la pena ricordare alcuni elementi, più direttamente correlati agli aspetti chimici del regolamento, di una storia durata 10 anni, tanti essendo stati necessari per completare le fasi attuative del REACH.

L’art. 3 della Direttiva 92/32/CEE del 30 aprile 1992, che disciplina la classificazione, l’imballaggio e l’etichettatura delle sostanze pericolose commercializzate negli Stati dell’Unione Europea, regola la “determinazione e valutazione delle proprietà delle sostanze” attraverso test tossicologici che prevedono esperimenti su animali. In funzione del risultato degli esperimenti, una sostanza verrà classificata in una delle seguenti categorie:

  • molto tossica
  • tossica
  • nociva
  • non pericolosa.

Un protocollo-tipo prevede lo studio di:

  • Tossicità a breve termine, che si articola nello studio di:
  • Tossicità acuta effettuata normalmente sul ratto o il topo, attraverso la LD50.
  • Studi di irritabilità degli occhi, della pelle e delle mucose solitamente effettuati sui conigli albini in ambito cosmetologico, attraverso i “Draize test” e miranti alla valutazione della tollerabilità della sostanza in esame a contatto con la cute o con le mucose.
  • Studi di sensibilizzazione normalmente eseguiti sul porcellino d’India per valutare la capacità della sostanza chimica di indurre risposte allergiche o immuni in seguito a somministrazioni multiple.
  • Tossicità ripetuta la cui valutazione avviene attraverso lo studio di:
    • tossicità sub-acuta, sub-cronica, cronica, solitamente effettuata su due specie di cui una roditrice (normalmente si usano il topo e la scimmia o il cane). La durata degli studi varia dai due ai quattro anni; la via di somministrazione è quella di esposizione.
  • Studi di tossicità riproduttiva e di teratologia per evidenziare le eventuali interferenze della nuova sostanza sulla sfera riproduttiva e sulla prole, suddivisi in tre gruppi:
    • Studi di fertilità e riproduzione.
    • Studi di teratologia.
    • Studi di tossicità peri-post natale.

Per quanto riguarda la tossicità a breve termine (effetto acuto) il livello di tossicità è definito a partire da test basati sulla quantità di composto chimico letale in funzione della via di esposizione; i limiti della Dose Letale 50 e Concentrazione Letale 50 utilizzate per classificare un prodotto come molto tossico, tossico o nocivo sono riportati nella tabella seguente [2]:

Categoria LD50 orale

mg/kg

LD50 cutanea

mg/kg

LC50 inalatoria

mg/litro/4 ore

Molto tossiche <25 <50 <0,5
Tossiche 25-200 50-400 0,5-2
Nocive 200-2000 400-2000 2-20

LD50: è la dose di una sostanza che, somministrata in una volta sola, provoca la morte nel 50% degli animali da esperimento; indica la tossicità di una sostanza solo a breve termine (tossicità acuta); non a lungo termine (cioè dovuta a contatto con modiche quantità di una certa sostanza per lunghi periodi); viene espressa di solito come quantità di sostanza somministrata rispetto al peso dell’animale usato come campione (es.: milligrammi (mg) di sostanza per 100 grammi (g) per piccoli animali o per chilogrammi (kg) per animali più grandi); va definita anche la via (orale, cutanea, etc.). Una LD50 maggiore di 2000 mg/kg permette di considerare non particolarmente pericolosa la sostanza testata.

Per la LD50 orale la normativa UE prevede come animale da esperimento l’uso del ratto, mentre per la LD50 cutanea è previsto anche l’impiego del coniglio.

LC50: è la concentrazione in aria che provoca la morte nel 50% degli animali da esperimento, se inalata per un determinato periodo di tempo.

Per la LC50 la normativa UE prevede l’uso del ratto come animale da esperimento con una esposizione di 4 ore.

Sostanze da NON registrare: Sostanze escluse completamente dal REACH; Medicinali (esclusi anche da Valutaz. e Autorizz.); Sostanze presenti in alimenti e alimenti per animali, anche usate come additivi o aromatizzanti (esclusi anche da Valutaz. e Autorizz.); Sostanze incluse in Allegato IV; Sostanze incluse in Allegato V; Polimeri (esclusi anche da Valutaz.). Alcuni esempi sostanze in allegato V. Idrati di una sostanza o ioni idrati, formati da associazione di una sostanza con H2O. – Sostanze che non sono esse stesse fabbricate, importate o immesse sul mercato, risultanti da una reazione chimica che ha luogo quando una sostanza (agente stabilizzante, colorante, antiossidante, plastificante, antischiuma, legante, agglomerante, disidratante, neutralizzatore pH, coagulante, ignifugo, chelante, ecc) agisce nel modo previsto. Alcuni esempi sostanze in allegato IV. (Reg. 987/2008 – 8 ottobre 2008 ) acido ascorbico – glucosio – saccarosio puro – acido oleico puro – CO2 – calcare – Ar – C – N2 – acqua distillata – grafite – olio girasole – soia – lino – ricino -colza ecc. – amido – vitamina A.

I metodi o le procedure che conducono alla sostituzione di un esperimento sull’animale o alla riduzione del numero di animali richiesti, nonché all’ottimizzazione delle procedure sperimentali, allo scopo di limitare la sofferenza animale sono i metodi alternativi alla sperimentazione in vivo. Questo concetto corrisponde alla definizione delle “3R” di Russel e Burch [3], dall’inglese replace, reduce, refine laddove:

  • replacement identifica la sostituzione, ove possibile, degli animali superiori con materiali biologici di minore complessità (batteri, colture cellulari, organi isolati, colture in vitro), modelli computerizzati, video, film;
  • reduction implica la maggiore riduzione possibile del numero di animali usati per un particolare esperimento pur conseguendo risultati di studio altrettanto precisi. Ciò può essere ottenuto standardizzando la popolazione animale, fattore principe della variabilità dei risultati;
  • refinement si riferisce alla ricerca di procedure sperimentali sempre più specifiche in grado di ridurre al minimo la sofferenza e lo stress causato agli animali, comunque impiegati.

I metodi del primo tipo consentono di ottenere una determinata informazione sperimentale senza ricorrere all’utilizzazione di animali; i metodi del secondo tipo sono idonei ad ottenere livelli comparabili di informazione utilizzando un minor numero di animali e consentono di ricavare il massimo numero di informazioni con un solo saggio su animali; i metodi del terzo tipo sono tutte le metodologie idonee ad alleviare sofferenze e danni imputabili alle pratiche sperimentali. Tra i metodi del primo tipo si distinguono i “metodi sostitutivi biologici” e i “metodi sostitutivi non biologici”, i primi sono i “metodi in vitro”, ed utilizzano materiale biologico di diverso tipo (di origine animale o umana); mentre i secondi si avvalgono dei contributi di scienze quali la matematica, l’informatica, la statistica, eccetera.

Un nuovo approccio sperimentale, per essere considerato alternativo alla sperimentazione animale tradizionale, deve essere riproducibile, affidabile, rapido e non più costoso di quello che si vuole sostituire. Il centro europeo preposto alla verifica del rispetto dei suddetti parametri da parte del nuovo metodo (cosiddetta “validazione”) è l’ECVAM (European Centre for Validation of Alternative Methods), istituito dalla Commissione Europea nel 1991 su proposta del Parlamento dell’Unione, nell’ambito del “Joint Research Centre” di Ispra in provincia di Varese. L’ECVAM coordina la validazione dei metodi alternativi a livello comunitario, e costituisce un punto di riferimento per lo scambio di informazioni sullo sviluppo di questi metodi, attraverso una banca dati dei metodi disponibili (già validati o in corso di validazione) impostata e gestita dal centro medesimo.

Attraverso il processo di validazione viene stabilita l’affidabilità e la rilevanza di un metodo. L’affidabilità descrive la riproducibilità dei risultati nel tempo e nello spazio, cioè, nello stesso laboratorio e tra laboratori diversi (cosiddetta “standardizzazione”); la rilevanza descrive la misura dell’utilità e della significatività del metodo per un determinato scopo. I test di validazione sono molto lunghi (possono durare anche anni) ed hanno lo scopo di verificare se un nuovo metodo fornisce, per determinate sostanze, risultati simili a quelli in precedenza ottenuti attraverso la sperimentazione sugli animali. L’approdo finale di un nuovo metodo è il suo accoglimento entro la regolamentazione internazionale, con l’introduzione dei test alternativi nelle linee guida dell’OECD (Organization for Economic Cooperation and Development). L’OECD raccoglie non solo i paesi membri dell’Unione Europea ma anche Stati Uniti, Giappone ed altri; ha il compito di armonizzare i differenti protocolli sperimentali, recependoli sotto forma di linee guida. Le linee guida dell’OECD vengono periodicamente modificate per adeguarle alle nuove conoscenze scientifiche nonché alle modifiche legislative eventualmente intervenute.

Un Libro Bianco della Comunità Europea invita la comunità scientifica a fare il più possibile allo scopo di mettere a punto dei test chimici, che non ricorrano alla sperimentazione animale, in grado di dare informazioni – specialmente avvisi di pericolosità – in tempo reale o quasi reale riguardo la tossicità di un composto. A partire dalla mia presidenza in SCI la Società Chimica Italiana ha periodicamente inventariato gli avanzamenti della ricerca nel campo dei metodi chimici di valutazione della tossicità:molte dei nostri Dipartimenti chimici sia universitari che di enti di ricerca sono impegnati in questa direzione. Le soluzioni proposte sono molto diverse fra loro e risentono ovviamente della formazione specifica dei proponenti:

test di screening mediante desorbimento termico ed analisi dello spazio di testa

fotosensori di tossicità

metodi biochimici e biomolecolari

studi in silico e chemiometrici,metodi predittivi volti alla determinazione di proprietà ed attività delle molecole in base alla loro struttura; metodi computazionali e chemoinformatici;rappresentazioni molecolari strutturate;

test in vitro su sistemi cellulari diversi (in particolare innovativi:nematode del terreno e copepode marino)

test di effetto sub letale

studio di scenari di esposizione

studi epidemiologici

Si tratta di Gruppi di Ricerca autorevoli ed accreditati che potranno costituire una preziosa risorsa per le molteplici strutture pubbliche coinvolte nel REACH,dalle autorità di controllo territoriali all’autorità competente nazionale,fino alla stessa Agenzia Europea per le sostanze chimiche

http://www.reach.gov.it/reach-sintesi

Spazio chimico e spazio umano

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

Quante molecole si possono concepire? E quante ne sono state effettivamente concepite e poi sintetizzate? E quante di tali molecole possiamo impunemente produrre o rilasciare nel nostro ambiente? Molta della nostra vita di chimici ruota attorno a queste domande. Non tutte queste domande hanno risposa, anzi direi che nessuna ha una risposta completa; si tratta piuttosto di domande alle quali la chimica moderna sta cercando di rispondere, e non senza fatica.

Per rendere questo compito più semplice sono stati sviluppati molti strumenti veramente accattivanti; per esempio potrei citarvi, MQN-Mapplet (http://www.gdb.unibe.ch/MAPPLET-webpage/home.html), un programma scritto in Java e quindi di fatto adatttabile a qualunque ambiente informatico moderno; personalmente l’ho usato sotto Mac OS X, ma funzionerebbe egualmente sotto Windows o Linux. Lo trovate descritto in un recente articolo(http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ci300513m) di Jean-Louis Reymond e collaboratori. E’ un programma che a differenza di molti database non richiede che formuliate una domanda precisa, anche se potete farlo, potete insomma esplorarlo per il piacere di vedere la chimica con i vostri occhi e godervi il “dove vi porta” un viaggio del pensiero, verso quali strutture vi trasporta, un volo di fantasia pura; ripeto potreste fare anche una domanda precisa, una query, come si dice nel gergo informatico ed allora avreste a disposizione un sottoprogramma grafico con il quale costruire la vostra struttura e vedere in quale parte dell’universo chimico essa giaccia. Il nome informatico di questo universo è Global Data Base, GDB seguito da un numero per indicare a quale quantità di atomi legati facciamo riferimento.

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Questo modo di lavorare espande moltissimo le cose rispetto ai tradizionali database; molti di voi conosceranno DrugBank (>6000 farmaci approvati), ChEMBL (>1.1 milioni di composti con attività biologica), PubChem e Chemspider (>32 milioni di molecole). Ma per esempio il più piccolo GDB in uso GDB11 contiene 26.4 milioni di molecole.

Secondo Jean-Louis Reymond e Lorenz Blum il solo insieme delle molecole di 13 atomi di C, N, O, S e Cl, denominato GDB-13 (1) contiene oltre 977 milioni di diverse molecole, mentre il GDB-17 (2) (C, N, O, S e gli alogeni) ne contiene oltre 166 miliardi.

Dato che il CAS ne riporta al momento solo poco meno di 102 milioni (comprendenti tutte le molecole sintetizzate nella letteratura chimica) ce ne sono molte altre da sintetizzare.

Il concetto di “spazio chimico”, cui fu dedicato uno storico numero di Nature(4), comprenderebbe almeno 1060 diverse molecole; si tratta, come già notato di un numero pressochè infinito e noi siamo solo all’inizio di un cammino che avrebbe come durata possibile la vita dello stesso universo.

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L’immagine sopra (4) è una proiezione bidimensionale dello spazio a 42 dimensioni in cui le molecole del GDB-13 sono rappresentate e in cui i falsi colori sono correlati (Rosso 1, Blu 0) al conteggio degli atomi in anelli nelle molecole.

Le 42 dimensioni sono scelte con riferimento ad aspetti chimici , strutturali o topologici delle molecole e sono elencate in questa tabella:

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Ma 42 variabili sono comunque troppe per poterle rappresentare. In un grafico bidimensionale come quelli mostrati la scelta del significato degli assi cartesiani ha un ruolo chiave; per fare questo si usa la cosiddetta PCA o principal component analysis, ossia un metodo numerico che riduce sistemi a molte variabili scegliendo quelle 2-3 combinazioni arbitrarie di esse che riescono ad esprimerne meglio il comportamento complessivo; per i vari database sono state scelte diverse combinazioni principali, per esempio nel grafico del GDB13 mostrato nella prima figura di questo post l’asse orizzontale rappresenta le dimensioni mentre quello verticale rappresenta la rigidità o il numero di cicli; i colori codificano per aspetti che dipendono dal singolo database e che potete scoprire lavorandoci sopra (per esempio il numero di cicli).

Si tratta di un viaggio affascinante, in cui potete espandere o ridurre il vostro panorama come su una mappa geografica.

Grande interesse ha recentemente ricoperto la ricerca apparentemente “da record” della sintesi della molecola più grande del mondo la PG5, con una dimensione di circa 10 nanometri ed una massa di 200 MDa(5).

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L’interesse per queste cose non è solo teorico; il numero di Nature cui faccio cenno fu supportato da Aventis, una delle maggiori aziende farmaceutiche del mondo, e il motivo è semplice: solo l’esplorazione sistematica di questo immenso spazio, che è sostanzialmente vuoto di molecole utili alla vita o alla pratica farmaceutica, può portare alla scoperta di gruppi di molecole che, come le stelle nello spazio reale possono essere la sede della vita, possiedono attività utili e/o di interesse biologico.

Tutti questi numeroni fanno da contraltare al piccolo numero di molecole le cui conseguenze, nelll’uso pratico sia umano che ambientale sono ben conosciute e mostrano come il problema della gestione delle sostanze chimiche di sintesi sia complesso.

Il lavoro di REACH, che è entrato nel vivo dal 2013, dimostra che in realtà non sappiamo ancora abbastanza nemmeno delle pochissime molecole, 8032 nel registro ECHA, che rivestono importanza industriale.

Il lavoro certosino dei chimici ambientali, per esempio delle APPA o dell’ISS sta pian piano costringendo a rivedere molto di quello che pensavamo sulla innocuità di molte molecole, che però abbiamo contribuito a diffondere a man bassa nell’ambiente, realizzando di fatto il più grande esperimento chimico mai concepito, che ha diffuso su tutta la Terra e in tutta la biosfera atomi e molecole, spesso stabili, ma molte volte pericolosi. Ne ritroviamo dove meno ce lo aspettiamo, per esempio sulla sommità delle montagne, nei ghiacciai, ai Poli, in quelli che potremmo definire “le dita fredde” del pianeta, i punti di condensa di molecole volatili e stabili che l’umanità ha distribuito equanimamente da Polo Nord a Polo Sud.

Sul sito di WECF, (Women in Europe for a Common Future) una organizzazione non-profit sovvenzionata da molti governi europei e dai loro ministeri dell’ambiente (ma non da quello italiano e da nessun grande marchio della industria chimica mondiale) ho trovato un breve depliant che cerca di informare sugli EDC.

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Gli EDC sono gli Endocrine Disrupting Chemicals, sostanze come i parabeni o gli ftalati, più di 200 sostanze che diventano contaminanti del cibo o dell’ambiente e che hanno rischi potenziali sulla bassa qualità dello sperma umano, sulla infertilità femminile, sul diabete e sul cancro, sulla adiposità e su alcune condizioni neurologiche.

La mia domanda è semplice: perchè non siamo prima di tutto noi i chimici, gli esploratori orgogliosi del Chemical Space a denunciarne anche i rischi? Perchè lasciamo questo ingrato compito ai non-chimici, che molto spesso non sono nemmeno qualificati a farlo ?

Finchè faremo fare agli altri il nostro lavoro ci sono due semplici conseguenze: da una parte non lo faranno bene e in secondo luogo noi ne avremo solo conseguenze negative.

Il fatto è che per fare bene questo lavoro di esplorazione dello spazio chimico che non può essere disgiunto dall’etica e dalla attenzione all’ambiente dovremo giocoforza assumere una posizione di “terzietà”, di indipendenza culturale rispetto a coloro (che sono numerosi) che traggono inusitati benefici economici dalla nostra difficile esplorazione.

Finchè ci sarà confusione fra gli esploratori e chi ne attende sulla terraferma industriale i risultati per usarli a proprio vantaggio, spesso senza attenzione alle conseguenze, gli esploratori potranno continuare ad essere considerati delle teste calde o perfino degli sconsiderati, certo non degli eroi.

Voi che ne pensate?

1.J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8732-8733

2.J. Chem. Inf. Model., 2012, 52, 2864-2875.

3.http://www.gdb.unibe.ch

4.Kirkpatrick, P.; C. Ellis (2004). “Chemical space”. Nature 432 (432): 823–865

5.Djuke Veldhuis, New Scientist gennaio 2011

altre fonti:

http://www.gdb.unibe.ch/gdb/home.html

https://www.soc.chim.it/sites/default/files/chimind/pdf/2013_2_149_ca.pdf

La Scuola di Specializzazione, REACH, ECHA.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Gianfranco Scorrano, già Presidente SCI

Nei primi mesi di quest’anno sono stati annunciate due scuole di Specializzazione in Valutazione e Gestione del Rischio Chimico (VGRG): dal titolo si capisce solo in parte il contenuto ma niente della loro storia che è quella delle prime scuole di specializzazione promosse dai chimici e dalla Società Chimica Italiana.

Nel dicembre 2006 il Parlamento europeo e il Consiglio hanno approvato il regolamento “REACH” (acronimo di “Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of CHemicals“), che prevede la registrazione di tutte le sostanze chimiche prodotte o importate nell’Unione europea in quantità maggiori di una tonnellata per anno, nonché l’istituzione dell’Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA, localizzata a Helsinki).

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Il regolamento REACH si prefigge, tra l’altro, i seguenti obiettivi: 1) migliorare la conoscenza dei pericoli e dei rischi derivanti da prodotti chimici in modo da assicurare un elevato livello di protezione della salute umana e dell’ambiente; 2) promuovere lo sviluppo di metodi alternativi a quelli che richiedono l’utilizzo di animali vertebrati per la valutazione dei pericoli delle sostanze; 3) mantenere e rafforzare la competitività e le capacità innovative dell’industria chimica dell’UE. I fabbricanti o gli importatori hanno l’obbligo di registrare i prodotti, in particolare quelli commercializzati per 1 tonnellata o più, presentando all’ECHA alcune informazioni di base sulle sue caratteristiche e, in mancanza di dati disponibili, con l’esecuzione di test sperimentali per caratterizzare le relative proprietà fisico-chimiche, tossicologiche e ambientali. Sulla base di tali dati l’ECHA valuta se i rischi di ciascuna sostanza per la salute umana e l’ambiente siano adeguatamente controllati. In questo caso l’ECHA da la sua autorizzazione ovvero classifica le sostanze “estremamente preoccupanti”, come le sostanze Cancerogene, Mutagene e tossiche per la Riproduzione (CMR), le sostanze Persistenti, Bioaccumulabili e Tossiche (PBT), le sostanze molto Persistenti e molto Bioaccumulabili (vPvB) e gli Interferenti Endocrini (IE) il cui uso è ristretto o vietato.

L’ECHA promuove anche le attività volte a garantire la sostituzione delle sostanze estremamente preoccupanti con sostanze o tecnologie meno pericolose.

Subito dopo l’entrata in vigore del REACH abbiamo cominciato ad interessarci come Società Chimica Italiana di appoggiare le iniziative che stavano nascendo da varie parti per poter fornire ai laureati chimici quelle informazioni che non sempre venivano dai corsi di laurea, in particolare rilevanti per il regolamento REACH. E’ stata una utile coincidenza avere come Presidente della SCI Luigi Campanella, da sempre interessato a queste problematiche. Creò una commissione nel 2008 che si allargò subito dopo l’incontro con il dott. Pietro Pistolese, chimico del Ministero della Sanità, nominato come rappresentante Italiano nel Member State Committee dell’ECHA, il quale ricordava il grave disagio delle aziende italiane, non solo chimiche ma anche fruitrici di prodotti chimici nel momento in cui dovranno attivarsi per giustificare di fronte al REACH l’uso di prodotti chimici pure necessari per le loro produzioni.echa3

Una attenta riflessione, ripassando tutti i corsi di laurea approvati dal CUN nei miei circa nove anni di rappresentanza dei chimici in quell’organismo, ci condusse facilmente a pensare che i corsi di chimica non fornivano quelle conoscenze tossicologiche e legali necessarie per operare con successo nell’ambito delle normative REACH, e spesso erano anche carenti dal lato ambientale. Era necessario inventarsi un corso post-laurea. L’esame di quanto era presente nelle Università italiane mostrò che erano partiti alcuni corsi master espressamente dedicati al REACH: per esempio a Padova-Venezia, ma anche a Napoli, Pavia e Genova. I corsi master sono “liberi” nel senso che non vengono modellati su schemi approvati dal ministero, ma lasciati alla libera iniziativa delle università e, per questo, privi di un valore legale. Diversa era la situazione delle Scuole di specializzazione: però non esisteva nessuna scuola di specializzazione chimica e sembrava difficile riuscire in tempi brevi a farne approvare una.

Decidemmo allora di optare per un master approvato dal ministero e procedemmo a studiare una bozza “Master in REACH” che fu trasmessa (nell’ottobre del 2009) al ministero dalla Società Chimica Italiana perché venisse inviata al Consiglio Nazionale Universitario(CUN) per essere approvato. Purtroppo, i rapporti interministeriali tra il Ministero della Salute (dr. Pistolese) e il Ministero dell’Università, MIUR) (Dr.ssa Teresa Cuomo, Dirigente Ufficio IX) furono piuttosto competitivi, credo per ragioni di competenza.

Si cercò di aggiustare la situazione ottenendo, dopo avere avuto l’approvazione del CUN (5-11-2009), con l’aiuto del nostro rappresentante allora prof. Ettore Novellino, anche l’approvazione del Consiglio Superiore di Sanità (4-5-2010) e finalmente la firma dei due ministri Mariastella Gelmini (MIUR) e Ferruccio Fazio (Salute) il 16 giugno 2010.

Nel frattempo erano apparse alcune scuole di specializzazione non mediche e, d’altra parte, si era visto che nei master, il tempo di insegnamento era limitato per fare un corso veramente di specializzazione. Ancora, era diventato anche più pesante la difficoltà che vedevano molti chimici, che operavano nelle ASL, Arpa, INAIL e altre comunità statali e regionali, che non riuscivano a raggiungere posizioni dirigenziali per la mancanza del requisito richiesto di essere in possesso di una Specializzazione.

Ripartimmo così con l’idea della Scuola di Specializzazione, ancora appoggiati dal nuovo presidente SCI, Prof. Vincenzo Barone, con l’aiuto della stessa commissione e di quella creata nel Ministero Sanità, preparammo una bozza di Scuola di specializzazione che venne ampiamente discussa e in particolare ebbe problemi alla Sanità, che desiderava forse seguire una strada come quella seguita per il master, ma di cui il MIUR non voleva sentire parlare, essendo le scuole di specializzazione di competenza, esclusivamente, del MIUR. Passò del tempo. Ma infine il CUN approvò (13-4-2012) la Scuola di Specializzazione in “Valutazione e Gestione del Rischio Chimico” e il relativo DM del 19-6-2013 fu firmato da Maria Chiara Carrozza e appare nella GU148 del 26/6/2013.

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Qualche tempo di maturazione e dopo circa 6 anni (due soli ministri MIUR) siamo arrivati al traguardo: auguri al Prof. Andrea Tapparo, che è stato per tutto il tempo nelle varie commissioni di cui sopra, che ora dirige la Scuola di Specializzazione di Padova e al prof. Bruno Botta, che dirige quella di Roma, La Sapienza. Buon lavoro! E auguri a coloro che faranno l’esame di ammissione nel mese di marzo.

Naturalmente lo schema della scuola di specializzazione è dedicato a problemi che ricadono sul REACH ma anche a tutti i problemi che la chimica deve affrontare quando decide di mettere “sul mercato” prodotti ancora non esistenti, utili per tante attività umane, ma che certamente debbono essere opportunamente provati per la sicurezza ambientale.echa5

Per saperne di più:
http://www.chimica.unipd.it/ssvgrc

http://www.uniroma1.it/didattica/offerta-formativa/corsi-di-specializzazione/elenco-dei-corsi

Innovazione in Italia.

a cura di Luigi Campanella, ex presidente SCI

La scelta di una politica di maggiore o minore autonomia tecnologica è legata al livello di sviluppo economico e scientifico del paese e cioè alla qualità ed al costo delle innovazioni disponibili. Tenuto conto – sia pure con la difficoltà di aggregare rigorosamente alcuni dati disponibili – che il tasso di crescita delle spese per ricerca e sviluppo (R.S.) è maggiore di quello della dipendenza nei confronti dell’estero, misurata dalla Bilancia dei pagamenti tecnologici (B.P.T.) (circa 150% contro 100%) si potrebbe affermare che l’industria italiana è orientata verso scelte di autonomia tecnologica. In effetti le cose stanno in modo diverso: la dipendenza dall’estero è effettivamente scarsa nei settori a tecnologia intermedia (auto, elettrodomestici, navale), ma è tuttora fortissima e crescente nei settori nuovi dove essa si manifesta attraverso le licenze, ma soprattutto attraverso gli investimenti diretti delle imprese straniere.
Generalmente le aziende che “innovano” sostanzialmente ricorrono o a Know how e licenze straniere o a ricerca aziendale: il fatto preoccupante è che mentre i settori “intermedi” cercano di sviluppare il secondo strumento, le imprese italiane dei settori “nuovi” usano massicciamente il primo, ricorrendo agli acquisti dall’estero; si pensi poi che ove si considerino i settori a più alto contenuto tecnologico (elettronico professionale e telecomunicazioni, componenti elettronici, elettronica di consumo, calcolatori elettronici, aeronautica, strumentazione, materie plastiche, fibre chimiche, farmaceutici) la percentuale di aziende che ricorrono all’importazione di licenze e know how supera il 50% con punte del 75% nei calcolatori e nell’elettronica professionale.
Le quote di esportazioni sul fatturato è sempre maggiore per le imprese che producono innovazioni per mezzo di R e S rispetto a quelle che ricorrono ai brevetti.
Quali le cause delle differenze nel ritmo delle innovazioni? Difficile certamente un individuazione completa, ma certe carenze presenti sono da individuare nell’attuale stato dell’entità dello sforzo di ricerca, della diffusione delle informazioni scientifiche e tecniche, della dimensione qualitativa e dinamica del mercato, della capacità imprenditoriale di trasferimento delle invenzioni e delle tecnologie. In tale contesto emergono altre linee di intervento pubblico in favore dell’innovazione industriale: la previsione tecnologica, la ricerca scientifica, l’informazione scientifica.
Collegato al problema della innovazione tecnologica è quello dell’occupazione nei suoi vari aspetti: produzione e produttività, rapporto uomo macchina, organizzazione del lavoro, orario Se da un lato il processo innovativo avvicina la macchina all’uomo dall’altro finisce per isolarlo – proprio con la “sua macchina” – dagli altri uomini.
Se a ciò si aggiunge l’aspetto del rumore, della monotonia e della continuità del lavoro da un lato e quello della valorizzazione delle conoscenze tecniche e della qualificazione delle mansioni dell’altro, si comprende come il rapporto occupazione/produzione non possa essere liquidato senza tenere conto di tutti i parametri e delle cosiddette “condizioni al contorno”.

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Un aspetto di particolare interesse è quello relativo agli interventi dello Stato soprattutto nel settore avanzato: tenuto conto che il grado di internazionalizzazione è per esso più elevato che per gli altri settori, che il mercato nazionale non può assolutamente assicurare una autonomia significativa di crescita ad esso, che per le spese di investimento per il R.S. sono in questo settore particolarmente elevate (dal 3 al 20% del fatturato), che una domanda crescente ad alti tassi dei settori avanzati non avrebbe mercato interno remunerativo, lo sviluppo di tali settori richiede l’azione diretta dello Stato non tanto attraverso una politica di incentivi, rivelatasi non sempre trainante nei confronti del capitale privato, ma soprattutto attraverso una nuova politica che tenda ad abbassare i livelli di burocratizzazione,a rendere più economico il costo dell’energia, a creare un sistema infrastrutturale di servizio alle piccole e medie imprese. Il recente caso dell’applicazione del REACH è un esempio calzante:la piccola impresa, quella familiare per intenderci, così presente nel nostro Paese, potrà sopravvivere, senza l’aiuto di adeguate infrastrutture, al rispetto di un regolamento sacrosanto nelle sue motivazioni,.ma discriminante nel mercato internazionale ?

per approfondire:

http://www.chimici.info/chimica-ruolo-di-punta-per-l-39-innovazione-in-italia_news_x_6176.html

Il punto sul REACH

a cura di Luigi Campanella, ex presidente SCI

La proposta della Commissione Europea del Regolamento “R.E.A.Ch.” prevede la registrazione, la valutazione, l’autorizzazione e l’eventuale restrizione di oltre 30.000 sostanze chimiche. La sua implementazione coinvolge in Italia oltre 2.000 Imprese Chimiche e della Distruzione Chimica e oltre 500.000 imprese di trasformazione industriale: la sua applicazione richiede l’effettuazione di test previsti dalle procedure del R.E.A.Ch. Particolare attenzione è quindi data ai test alternativi il cui utilizzo è richiamato dal regolamento stesso e fortemente sostenuto in Unione Europea.

reachDunque il R.E.A.Ch. è ormai alle porte! Prepararsi per tempo è quindi un obiettivo prioritario delle Imprese, che dovranno sin da ora confrontarsi sulle analisi necessarie, sui meccanismi decisionali da prendere e sulle procedure da adottare, per affrontare con successo il R.E.A.Ch. nei prossimi anni e mantenere la Competitività Sostenibile del Sistema Industriale Operante in Italia.

Al fine di verificare le sostanze che saranno soggette a registrazione si deve effettuare un primo screening per escludere quelle che possono già essere esentate dalla registrazione in base ad alcuni criteri generali descritti nella proposta finale del regolamento:

–       sostanze prodotte/importate a meno di 1 t/anno;

–       verifica dell’art. 2, scopi;

–       sostanze già notificate secondo EEC 67/548 (EEC 92/32, D.Lgs. no. 52/97);

–       sostanze contenute negli allegati II, III;

–    sostanze contenute in articoli ma non rilasciate e/o non considerate capaci di provocare un rischio;

–       sostanze contenute in preparati secondo criteri specifici;

–       polimeri;

–       particolari classi di intermedi (non isolati);

–       sostanze in regime di esenzione finalizzata al processo R&D.

Una volta ottenuta questa prima scrematura, che prevede un’argomentazione specifica per ogni sostanza si può ottenere la lista delle sostanze soggette a registrazione. Queste sostanze sono quindi soggette a pre-registrazione da parte delle aziende.

Il secondo momento prevede la creazione di una banca dati per ciascuna sostanza al fine di verificare sulla base dei dati disponibili il programma sperimentale ancora da affrontare. La finalità è altresì quella di identificare, se possibile, le sostanze che procederanno nella fase di autorizzazione.

È un punto molto importante per le eventuali strategie da adottare nel caso di restrizione di uso, di autorizzazioni per un periodo limitato e soprattutto al fine di costruire un badget di spesa da distribuire nel periodo di registrazione

Per ogni sostanza quindi si deve:

–       verificare il tonnellaggio di commercializzazione (1 – 10 – 100 – 1.000 t/anno) per organizzare i tempi di registrazione;

–       verificare i dati di sicurezza in possesso (tossicologici, eco-tossicologici, chimico-fisici) e la loro validità (GLP, pubblicazioni scientifiche, dati epidemiologici ecc.); stabilire il loro valore regolatorio ed economico; procedere eventualmente con ricerche su banche dati;

–       verificare come la sostanza possa essere connotata e quindi soggetta a fase si autorizzazione;

–       verificare se la sostanza possa avere effetti specifici e quindi essere soggetta a fase di autorizzazione;

–       verificare gli usi della sostanza presso gli utilizzatori finali e gli scenari specifici di esposizione (uomo, ambiente). È una fase molto importante per la definizione del relativo Risk Assessment;

–        verificare per ogni sostanza se la propria azienda è fornitrice (lista dei clienti) o utilizzatore finale (lista dei fornitori); se la ditta di connota come utilizzatore finale verificare se si proceda con usi diversi da quelli previsti dal fornitore, condizioni che presuppone una registrazione propria della sostanza;

–       verificare la completezza delle schede di sicurezza e l’eventuale presenza di una valutazione del rischio già effettuata.

In particolar modo la valutazione dei dati disponibili sarà fondamentale per le seguenti finalità:

–       i dati servono nella pre-registrazione;

–       i dati possono divenire un valore economico se devono essere condivisi nei consorzi;

–       i dati possono servire ad identificare le sostanze sospette;

–       i dati possono servire per identificare alcune sostanze con effetti specifici.

In generale si  procede con una sorta di lista di pericolosità delle sostanze sulla base della quale programmare gli ulteriori studi.

reachIl sistema R.E.A.Ch. si basa su quattro elementi:

–       Registrazione

–       Valutazione

–       Autorizzazione

–       Restrizioni.

La procedura delle restrizioni offre una garanzia di sicurezza supplementare in quanto, prescindendo dal limite quantitativo di 1 ton/anno, consente di far fronte ai rischi che non siano stati presi in sufficiente considerazione dagli altri elementi del sistema R.E.A.Ch. Essa rappresenta la trasposizione nel R.E.A.Ch. delle disposizioni della Direttiva 76/7 69/CEE. La restrizione può essere emanata con procedura rapida, ma può anche dipendere dalle conclusioni della valutazione.

Le sostanze che non figurano nel registro non potranno essere commercializzate nell’Unione una volta scaduto il termine previsto dalla normativa. È stato adottato il principio si sostituzione delle sostanze a rischio (es. cancerogene e mutagene) con alternative “più sicure, se disponibili”: in caso contrario occorrerà controllarne l’uso.

È chiaro che l’uscita dal mercato di un composto e di tutti i prodotti che lo contengono è un fatto industrialmente traumatico in quanto presuppone non soltanto il ritiro dal mercato dei pezzi venduti, ma anche l’interruzione del ciclo produttivo e la ricerca di prodotti sostituenti mutuabili per proprietà a quelli ritirati.

Ciò suggerisce di dare assoluta priorità alla individuazione, se possibile, di questi composti per avere più tempo davanti per pensare alla loro sostituzione.

La valutazione della sicurezza di un prodotto chimico deve tenere conto dei seguenti effetti della sua produzione o del suo utilizzo:

1)     sulla salute umana (tossicità acuta, sensibilità, cancerogenicità, mutagenicità, e tossicità per la riproduzione);

2)     sull’uomo dei rischi potenziali delle sostanze chimiche (esplosività, infiammabilità r potere comburente);

3)     sull’ambiente (sul sistema acquatico, terrestre, atmosferico ed anche su sedimenti), sull’attività microbiologica, sui sistemi di trattamento delle acque e sul potenziale di accumulo nella catena alimentare;

4)     di bioaccumulo e di persistenza nell’ambiente di sostanze tossiche;

5)     il meccanismo ed il livello di valutazione dell’esposizione (deve essere esaminato ogni scenario di dispersione dei prodotti chimici e per ognuno di questi occorre stimare le emissioni, il destino chimico e la natura dei prodotti di trasformazione e di degradazione);

6)     la valutazione dei rischi (chemical risk assessment and management).

Analisi del rischio vuol dire non solo valutare tossicità, ecotossicità e bioaccumulo, ma anche le potenziali esposizioni a seconda del diverso uso dei prodotti.

Per un’analisi del rischio è necessario quindi conoscere le seguenti informazioni:

1)    le categorie di uso (se il prodotto sarà utilizzato in ambito industriale, professionale o da consumatore) e se sarà usato in sistemi chiusi, inglobato in matrici o usato in maniera dispersiva o non dispersiva;

2)    le categorie d’esposizione: umana (per inalazione, cutanea e orale) ed ambientale (acqua, suolo e aria);

3)    le durate di esposizione (accidentali, occasionali, ripetute e frequenti).

Altri effetti nocivi che è necessario conoscere sono gli effetti sulla riduzione dell’ozono, sulla creazione fotochimica di ozono, sulla distruzione del sistema endocrino e sull’effetto serra.

È necessario che le aziende descrivano quali siano le misure da prendere per proteggere gli uomini e l’ambiente dall’uso di determinati prodotti. Inoltre per ogni sostanza occorre conoscere tutte le informazioni che usualmente sono riportate nelle schede di sicurezza che sono, oltre a quelle tossicologiche, quelle di ecotossicità ed i dati chimico-fisici, la conoscenza delle misure da prendere nel caso di incendi, nel caso di rilasci accidentali, nella manipolazione e nello stoccaggio, le informazioni sul trasporto e sullo smaltimento, di pronto soccorso, di protezione individuale contro l’esposizione ed infine i dati di stabilità e reattività.

Il progetto europeo R.E.A.Ch. comporta la messa a punto e l’applicazione di analisi e determinazioni finalizzate a tale regolamentazione.

I recenti esiti della ricerca scientifica spingono verso metodi alternativi, efficaci ed economici, che consentirebbero di portare a termine il progetto R.E.A.Ch. in tempi brevi e a costi di gran lunga più bassi rispetto a quelli previsti nel caso si adottassero i metodi di sperimentazione animale (alcune cifre sui costi previsti della sperimentazione che provengono dal National Toxicology Programme statunitense mostrano che testare una sola sostanza costa tra i 2 e i 4 milioni di dollari e richiede un tempo medio di almeno tre anni), per di più salvando migliaia si animali/cavie.

Quali sono questi test alternativi?

Quelli basati sulla tossicogenomica, capaci di misurare l’impatto dei progetti di sequenza di interi genomi sullo studio dell’interazione tra geni e risposta a tossici: Clonaggio posizionale e sottrattivo, tecniche di sequenza genetica, tecniche ad alta risoluzione per lo studio dei polimorfismi (SNP); associazione tra polimorfismi genetici, espressione genetica e predizione di suscettibilità; riferimento a organismi modello nello studio dei meccanismi di risposta a tossici; nuove tecniche di genomica funzionale applicate allo studio dei meccanismi cellulari di azione e resistenza a sostanze tossiche: DNA microarrays, chip a DNA, Analisi Seriale dell’Espressione Genica (SAGE).

Microarray2il DNA MICROARRAY applicato per stabilire se un agente chimico sia in grado di danneggiare l’organismo, al fine di rispondere alla seguente domanda: “l’agente altera l’attività dei geni nelle cellule in modo tale da causare o riflettere un danno cellulare?” utilizza un protocollo che disponendo di un microarray o chip, contenete DNA a singolo filamento, ne misura l’alterazione per esposizione a tossici quantificando ogni variazione di attività genica indotta dal composto.

L’inaffidabilità e le incertezze che ai fini di R.E.A.Ch. possono accompagnare i risultati di test basati su sperimentazione animale, a causa dell’influenza genetica che è alla base della risposta, suggeriscono anche altre alternative.

Il test di citotossicità – ad esempio – permette di valutare il danno arrecato dall’esposizione ad un agente chimico alla capacità replicativa delle cellule. I delicati meccanismi che presiedono la replicazione cellulare rispondono in modo assai più fine di test che basano la valutazione della tossicità di un composto su un danno strutturale della cellula, che è una risposta al danno di tipo “on-off”.

Un altro aspetto che vale la pena di ricordare riguarda il fatto che la maggior parte dei test in vitro analizza l’attività genotossica dei composti chimici: questi saggi, però, possono essere utilizzati con successo solo nell’analisi di quei composti chimici in grado di indurre un danno evidente al DNA, così da agire come inizianti nel processo multifasico di cancerogenesi.

Nell’ambiente appare significativo il contributo delle sostanze promoventi, sostanze cioè in grado di contribuire al processo di cancerogenesi mediante meccanismi non genotossici (detti EPIGENETICI). Una sostanza promovente è in grado di selezionare singole cellule o piccoli foci di cellule la cui struttura genica risulti in qualche modo alterata (cellule iniziate) inducendo dapprima la proliferazione di aree focali di cellule trasformate e quindi innescando nel tempo un processo di “progressione” tumorale che diventa nel tempo irreversibile.

Il test di trasformazione cellulare in vitro su cellule è in grado di discriminare tra sostanze inizianti e promoventi. È quindi possibile indagare l’attività di una sostanza ritenuta promovente esponendo cellule “iniziate” da dosi sub-trasformanti di un cancerogeno noto alla presunta azione promovente di un agente chimico.

IMG_LP5_AZ3Il test di trasformazione utilizzato da anni come test di screening per le sostanze a presunta attività cancerogena, particolarmente duttile ed idoneo ad identificare il potenziale cancerogeno di miscele complesse, come quelle ambientali.

Dotato di una elevata concordanza con i test di cancerogenesi nell’animale, il test di trasformazione rende anche possibile la valutazione delle capacità inizianti e/o promoventi di agenti chimici.

Il test di crescita in soft-agar indaga la capacità delle cellule di formare colonie in assenza di adesione al substrato: la capacità di formare colonie in terreno semi-solido è generalmente utilizzata come indice di trasformazione neoplastica connessa alla tumorigenicità.

La chimica può contribuire significativamente alla messa a punto di test affidabili ed al tempo stesso che non richiedano tempi tanto lunghi da dilazionare molto in avanti l’applicazione dei contenuti del R.E.A.Ch.. La chimica offre l’opportunità di metodi che attraverso una preliminare fase di screening ed una successiva fase di test, con la individuazione di indici marker significativi consentano – anche attraverso l’impiego di composti di riferimento per modulare le scale per l’ordine di classificazione dei composti testati – di potere assegnare ad ogni composto una sorta di coefficiente di probabilità ad essere sostituito, che faccia emergere le urgenze più significative. La ecotossicità, la bioaccumolabilità e la ecopermanenza sembrano criteri marker significativi finalizzati alla definizione di tali graduatorie. In questo senso strumenti operativi messi a punto dal proponente e finalizzati allo scopo indicato sono:

1)    biosensori respirometrici e fotosintetici che valutano la tossicità sulla base dell’effetto del composto testato sulle capacità respiratorie di cellule aerobiche (lieviti, ad esempio) e quelle fotosintetiche di cellule algali;

2)    i test di bioaccumulazione su tessuti vegetali diversi;

3)    i fotosensori di ecopermanenza basti sulla misura ai fini della valutazione di questa, della recalcitranza a processi fotodegradativi catalizzati da TiO2 e monitorati in continuo attraverso la misura del potenziale superficiale.