TOXICOLOGIA E SUSTENTABILIDADE: Soluções Tecnológicas para o desenvolvimento de Moléculas Sustentáveis

Apesar das muitas ações regulatórias instituídas em muitos países nas últimas décadas, muitas destas ações focam apenas nos poluentes já no final da cadeia (final do processo de fabricação), como no caso das ações voltadas para o controle de emissões e de reciclagem. Além de se avaliar o ciclo produtivo de maneira integral, é também imprescindível explorar as possibilidades de produzir e desenvolver produtos sustentáveis (no início do ciclo produtivo), sendo a Toxicologia In Silico a ciência que fornece as ferramentas computacionais e o todo o conhecimento necessário para a pré-avaliação e seleção de moléculas de menor preocupação para o meio ambiente e para a saúde, sem a utilização de animais e com redução de custos. Desta forma, a seleção de moléculas sustentáveis já no início da cadeia produtiva, certamente, com maior impacto positivo em longo prazo.

A modelagem computacional ou in silico é um método alternativo, realizado sem utilização de animais, que fornece informações sobre a (eco)toxicidade de determinada(s) substância(s) (chamados de “non-testing data”). Tal método visa poupar animais em testes e reduzir os custos da avaliação toxicológica, com o direcionamento das decisões e priorização de testes. Muitos países têm utilizado modelos in silico para racionalizar a utilização animal, a exemplo do Canadá na avaliação da DSL (Domestic Substances List), e países da Europa com o REACH (Registro, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos).

A criação de produtos sustentáveis requer o conhecimento das características intrínsecas dos materiais que compõem tais produtos, considerando o perfil ecotoxicológico de cada material, incluindo o ciclo de vida, grau de persistência e impactos para as espécies; e ainda a viabilidade na cadeia de produção (ex. viabilidade energética). Os modelos in silico minimizam drasticamente os custos que seriam altíssimos com as avaliações feitas com animais, contribuindo para o desenho inteligente de moléculas e produtos compatíveis à capacidade de depuração do meio ambiente.

O setor de P&D (pesquisa e desenvolvimento), passa ter vantagens competivivas, obtendo antecipadamente informações úteis para a tomada de decisão, podendo eliminar de seus processos aquelas substâncias conhecidamente persistentes ou de alto grau de perigo para a saúde humana (ex. carcinogênicas, tóxicas para a reprodução e desenvolvimento etc.) e meio ambiente (persistentes, bioacumulativas e/ou muito tóxicas para determinadas espécies).
O screening computacional pode trazer informações preditivas quanto à diversos efeitos e características, por exemplo:

o    CL50 para Daphnia magna
o    CL50 para Pimephales promelas
o    IGC50 para Tetrahymena pyriformis
o    CE50 para espécies diversas
o    DL50 para ratos;
o    Degradabilidade e/ou potencial de bioacumulação (meia-vida no ambiente);
o    Potencial de irritação e sensibilização dérmica;
o    Potencial de mutagenicidade  e carcinogenicidade;
o    Potencial de toxicidade para a reprodução;

Em matéria sob o título de “Produtos sustentáveis demandam materiais sustentáveis”, publicada em 2010 pelo grupo HermanMiller, destaca-se a importância do desenvolvimento de protocolo destinado à designers/engenheiros para a tomada de decisões ambientalmente inteligentes no processo de desenvolvimento e produção. A tomada de decisão proposta pelo grupo é embasada na avaliação de critérios para saúde humana e ecológicos (Tabela 1).

Os resultados podem então ser utilizados para balancear a viabilidade da produção de determinada molécula, portanto, tornando possível no início da cadeia a avaliação de um dado produto quanto à sustentabilidade e grau de preocupação.
Em geral, tais resultados podem ser obtidos através de análise computacional, mediante o uso de algumas abordagens metodológicas, tais quais:

(i)    extrapolação/interpolação (read-across), incluindo a Formação de Categoria;
(ii)    Relação Estrutura-atividade (SAR) e Relação Estrutura-atividade Quantitativa (QSAR), ou ambos combinados [(Q)SARs];
(iii)    sistemas especializados (expert systems); cujas fundamentações científicas e validações têm sido feitas por agências como a USEPA (United States Environmental Protection Agency), OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development), e Comissão Européia.

 REFERÊNCIAS:
MILLER, Herman. All About the Molecules: Sustainable Products Require Sustainable Material. Solution Essay, Zeeland, n. , p.1-5, 2010.