Valutazione del rischio relativo ai cancerogeni, Appunti di Chimica

Valutazione del rischio dei cancerogeni

Esistono due classi di cancerogeni:

• Epigenetici: possono riconoscere meccanismi legati alla dose
• Genotossici: non riconoscono meccanismi legati alla dose.

Per i cancerogeni epigenetici si riescono ad applicare i modelli di valutazione del rischio visti fino ad ora, quando invece si ha a che fare con i cancerogeni genotossici bisogna cercare, se e quando fattibile, di evitare l'uso della sostanza. Se ciò non è possibile, bisogna trovare un metodo che permetta di stabilire un livello di rischio sufficientemente piccolo per ritenerlo trascurabile, insignificante o socialmente accettabile. Man a mano che si aumenta l'azzardo aumenta il compromesso: o si vieta l'uso della sostanza dove possibile, oppure si aumenta il compromesso: più aumenta l'azzardo più ci si allontana dal concetto di sicurezza, fermo restando l'esistenza del valore limite. Se prima la difficoltà era identificare la NOEL, ora la difficoltà sta nell'interpretare tutti i dati sperimentali che indentificano se il cancerogeno fa parte dei genotossici o degli epigenetici. Nell'ambito della valutazione del rischio il livello di complessità superiore arriva quando si devono gestire dei cancerogeni, poiché si è al massimo dell'azzardo. Inoltre, molti cancerogeni non possono essere evitati, per esempio nei farmaci per contaminazioni ambientali, o per residui intermedi di processo. Per un farmaco che presenta un PA, una serie di eccipienti ed una serie di contaminanti accidentali inevitabili, ci sono delle normative che impattano:

• Quella per il PA, che segue la legge sui farmaci
• Quella per gli eccipienti, che segue la legge sugli alimenti

Ricorda: Esistono due classi di composti cancerogeni: genotossici ed epigenetici, che differiscono per il meccanismo d'azione primario. Quelli genotossici interagiscono con la struttura del DNA, mentre gli epigenetici hanno altri tipi di meccanismi d'azione. I genotossici sono sempre dose-dipendenti, mentre negli epigenetici si può riconoscere solo una certa dipendenza dalla dose. In funzione di queste due caratteristiche ci sono approcci, legati alla valutazione del rischio, diversi.

1. Non è sempre possibile bandire le sostanze cancerogene dall'esposizione: se è possibile si bandisce l'uso della sostanza in questione, ma quando ciò non è possibile, l'unico strumento disponibile è quello regolatorio: con degli studi si prova il livello di rischio, ossia arrivare ad un valore limite anche per il cancerogeno genotossico, con una percezione di consapevolezza molto importante.

Il concetto di sicurezza, che è già relativo di per sé, con un cancerogeno genotossico si allontana ulteriormente da quello che può essere un concetto di sicurezza. L'obbiettivo per cui è sempre individuare questo livello di rischio, sufficientemente piccolo da ritenerlo, attraverso studi scientifici, trascurabile, ossia socialmente accettabile. Ricorda: La valutazione del rischio nasce dalla vigorosa valutazione scientifica, poi passa in mano all'agenzia regolatoria, che deve definire il valore limite, oltre a capire il possibile ambito di applicazione temporale, economica e sociale.

Identificazione della cancerogenicità intrinseca di uno xenobiotico

Per identificare la cancerogenicità intrinseca di uno xenobiotico bisogna partire identificando la natura del cancerogeno, se è epigenetico o genotossico. Per farlo sono a disposizione risultati di specifici sedimenti di sperimentazione, che per legge devono dare indicazioni di specifici meccanismi di tossicità (acuta, cronica, riproduttiva, tossicità d'organo etc). La valutazione non si fa sul risultato, ma su tanti aspetti diversi, correlati ad una determinata sostanza, come:

• La relazione struttura-attività: si possono anche utilizzare delle banche dati per vedere se, per esempio, può appartenere ad una classe che ha già delle relazioni comprovate con un effetto.
• La farmacodinamica e la farmacocinetica: il percorso di ADME. Ricordiamo che l'iniziante è solitamente multiorgano, mentre il promuovente è organo- specifico, per cui analizzare la distribuzione selettiva per uno o più organi conferisce ulteriori informazioni. Bisogna vedere se il percorso biocinetico concorre ad una distribuzione selettiva a particolari organi, con una concentrazione importante.
• Guardare i risultati dei test di genotossicità: se si ha la formazione di addotti al DNA
• Guardare i risultati dei test di cancerogenesi specifici nell'animale: durano in media 5 anni e danno molte informazioni
• Se è noto, guardare il meccanismo

2- Osservazioni epidemiologiche I test di cancerogenesi sull'animale sono i riferimenti principali per la definizione dell'azzardo. L'unica cosa che si deve comprendere è se il meccanismo che si vede, che giustifica la formazione del tumore nel modello sperimentale, è trasferibile all'uomo, ossia se l'uomo, nelle condizioni di esposizione, potrà mai avere quella biocinetica o quelle perturbazioni molecolari che giustificano il tumore nel modello animale.

Esempi di valutazione del rischio

Diossina

Un caso classico della valutazione del rischio è quello relativo alla diossina. In realtà si è esposti non ad una sola diossina, bensì ad una famiglia di diossine.

1. Si parla della TCDD (2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina) perché è la più potente.

Se si leggono articoli di stampa, si legge che la diossina è cancerogena, e lo è, ma come azzardo, poiché in realtà il rischio cancerogeno per la diossina per l'uomo quasi non sussiste. Come prima cosa si identifica il tipo di cancerogeno che è la diossina: questa è un classico promuovente, e ciò è stato reso noto grazie:

• Alla struttura chimica: non genera strutture alert
• Ai risultati negativi del test di genotossicità
• Al fatto che non dà interazione diretta con il DNA
• Al fatto che promuove la cancerogenesi a livello epatico
• Al meccanismo chiaro: interagisce con il recettore Ah (recettore citoplasmatico) ma anche con altri recettori come quello per EGF e per i glucocorticoidi.
• Ai dati sull'animale che mostrano una relazione dose-risposta, per cui ad un aumento della dose corrisponde una linearità nell'aumento del tumore a livello dell'organo bersaglio, che è il fegato
• Caratteristiche di reversibilità

Tutti questi dati permettono di evidenziare il fatto che la diossina ha un'azione meccanicistica chiaramente epigenetica. Perciò, se il meccanismo è di tipo epigenetico, lo si può gestire come un meccanismo dose- dipendente: è una sostanza chimica ambientale, per cui per la valutazione del rischio si usa il MOE, con cui si mette in rapporto il valore soglia per lo scenario di esposizione per la diossina.

3Essendo un cancerogeno, non si partirà mai da una NOEL, ma si userà una LOAEL (dose più bassa che porta al primo effetto tossico), per cui procederà confrontando una MOE, partendo da una LOAEL, con lo scenario di esposizione. I dati a disposizione relativi alla diossina sono molteplici, soprattutto dopo il disastro di Seveso degli anni '60 che ha provocato diversi morti, ma che ha permesso di avere tra i dati dei referti autoptici di fegato umano, a livello del quale si può effettuare una valutazione del contenuto di diossina. Già così si vede bene che tra la concentrazione nel fegato del roditore e la concentrazione nel fegato dell'uomo c'è un intervallo di 700 volte: si deduce che l'animale è molto più suscettibile alla diossina. Si vede perciò che la dose di esposizione dell'uomo rispetto alle dosi usate nell'animale, e che hanno causato il tumore, sono sostanzialmente basse dal punto di vista biocinetico. LOAEL dose di esposizione = MOE = 6700 volte Se si fa il rapporto tra LOAEL e la concentrazione della diossina, di cui in questo caso si ha il dato nell'organo umano (è indice dello scenario di esposizione dell'uomo), si vede che la differenza è 6.700 volte, ossia tra la minima dose che causa l'effetto e la dose di esposizione ambientale per l'uomo, che non è nemmeno una dose letale, si ha un valore di 3 ordini di grandezza. Questo significa che a bassi livelli di esposizione, ossia quelli ambientali, è possibile ipotizzare che la diossina non sviluppi alcun effetto metastatico: il rischio di cancerogenesi da diossina, con queste considerazioni, è sufficientemente basso da ritenerlo trascurabile. Gli step da percorrere per la valutazione sono:

• Si identifica di cosa si sta parlando in termini meccanicistici
• Si guarda l'ambito: tossina, sostanza chimica, farmaco o alimento
• Si identifica il metodo di valutazione del rischio
• Si mette in rapporto LOAEL/peggior scenario di esposizione e si guarda il valore ottenuto: più è grande minore sarà il rischio

È chiaro che la situazione cambia nel momento in cui si verificano delle situazioni straordinarie, come un incendio, in cui, a causa della combustione, si innalzano i livelli di diossina. Questo porta ad un aumento dell'esposizione, che causa una diminuzione dell'intervallo del MOE, ed il tutto può portare ad una fascia di rischio. Per questo motivo in questi casi interviene subito l'ARPA, che effettua le misurazioni a livello ambientale.

4Per evitare e normare situazioni del genere, connesse soprattutto alle discariche a cielo aperto, è stato emanato il decreto legislativo "terra dei fuochi". Durante il periodo di grande attenzione a questa tematica, per protesta gli abitanti delle zone davano fuoco alle discariche, e questo ha portato ad un aumento della diossina: essa è altamente lipofila, per cui nella catena di esposizione dopo l'inalazione la si trova negli alimenti, soprattutto quelli lipofili, come il latte da cui si ricavava la mozzarella di bufala della Campania: si è verificato un grande impatto sul mercato, poiché per un periodo si arrestarono le vendite delle mozzarelle di bufala.

D-limonene

Il caso del D-limonene è un altro esempio di riferimento nella valutazione del rischio dei cancerogeni. Il D-limonene è un aromatizzante, il quale prende il nome dagli agrumi, ma è di origine sintetica, che viene usata molto nei dispositivi di profumazione dell'ambiente. Dal momento che viene usata nei profumatori per l'ambiente, l'esposizione continuata durante la giornata in ambienti domestici può colpire anche le fasce di vulnerabilità: bambini, neonati, soggetti malati etc. Per questo motivo, essendo mutato lo scenario di esposizione, si è andati a vedere quale poteva essere il rischio per l'uomo, poiché era noto che il D-limonene era un cancerogeno renale nel ratto. Riguardo al D-limonene è noto che i test di genotossicità sono negativi, per cui si vanno a vedere i test di cancerogenesi sull'animale, che sono i più indicativi in assoluto. Da questi dati, a livello dell'organo bersaglio si vedono degli eventi particolari nell'animale sensibile, ossia il ratto, prevalentemente nel maschio: è una situazione di specificità d'organo, di specie e di sesso (il tumore si forma solo nel ratto maschio a livello del rene). Quello che si vede è che nel ratto maschio, nell'organo bersaglio, c'è una nefropatia associata a citotossicità, la quale è un evento epigenetico, che porta ad una proliferazione cellulare compensatoria nel rene, dove si sviluppa anche il tumore. Questi 3 eventi sono correlati in termine di dose che dà l'effetto (nello stesso organo, ossia il rene, alla stessa dose è presente un tumore, citotossicità e proliferazione cellulare solo nel ratto maschio). La dose che dà citotossicità è alta, per cui ci si è chiesti quale fosse il meccanismo biocinetico che ha permesso al D-limonene di raggiungere il rene in una concentrazione così elevata tale da indurre il meccanismo epigenetico (citotossicità, proliferazione compensatoria, formazione di tumore). Il rene è l'organo di escrezione, per questo è molto difficile giustificare la presenza di una sostanza che arriva al rene ad alte dosi: solitamente le sostanze arrivano coniugate, idrofile, per cui è assai difficile averli ad alte concentrazioni. Questo ha portato ad un'indagine a livello del percorso biocinetico: si è visto che gli studi di biocinetica indicano che il D-limonene giunge al rene grazie al legame con una proteina di trasporto specifica, la a2u-globulina, la quale è una proteina a basso PM, che una volta arrivata a livello del rene scinde il legame con il D-limonene da parte dei lisosomi. Si è visto che quello causa citotossicità è l'accumulo di a2u-globulina, che legando il D- limonene, ne ha portate alte dosi a livello renale.

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