Come raggiungere un ciclo di vita dei farmaci più sostenibile nell’industria farmaceutica?
A livello globale, si stima che il settore della salute sia responsabile di poco meno del 5% delle emissioni nette di gas a effetto serra1ARUP, HEALTH CARE’S CLIMATE FOOTPRINT (2019), https://noharm-global.org/sites/default/files/documents-files/5961/HealthCaresClimateFootprint_092319.pdf, nonostante fornisca uno degli elementi più essenziali del nostro stile di vita contemporaneo: i farmaci. Affrontare le sfide legate alla sostenibilità nel settore della salute offre un potenziale significativo per contribuire positivamente al benessere del nostro pianeta e, parallelamente, per sostenere diversi Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (OSS) delle Nazioni Unite.
È importante notare che un farmaco «più verde» non è esclusivamente legato all’impronta di carbonio e idrica del processo di produzione; può richiedere di ripensare l’intero ciclo di vita farmaceutico: dalla scoperta e dallo sviluppo alla produzione e alla gestione dei rifiuti.
Sfide di sostenibilità per i nuovi farmaci più verdi
I nuovi farmaci devono essere progettati fin dall’inizio con un approccio orientato alla sostenibilità, integrando diverse considerazioni chiave già nelle prime fasi dello sviluppo.
La chimica verde e gli approcci rispettosi dell’ambiente possono essere applicati per progettare protocolli ecocompatibili (approccio “Benign by design”) al fine di minimizzare l’impatto ambientale dei farmaci. I principi della chimica verde includono l’economia degli atomi (approccio alla progettazione delle reazioni chimiche volto a ridurre gli scarti e aumentare l’efficienza), la minimizzazione dell’uso di derivati e la riduzione dei rifiuti in tutte le fasi della produzione. Tali principi promuovono l’uso di materie prime rinnovabili riducendo al minimo l’impiego di sostanze chimiche pericolose e nocive, privilegiando processi a basso consumo energetico per diminuire ulteriormente la produzione di scarti.
Ad esempio, AstraZeneca stima che la scoperta di farmaci sostenibili tramite l’utilizzo della chimica verde e l’integrazione di nuove tecniche sostenibili permetterà di risparmiare circa 500.000 kg di anidride carbonica ogni anno rispetto ai processi tradizionali1Green chemistry approaches as sustainable alternatives to conventional strategies in the pharmaceutical industry – RSC Advances (RSC Publishing).
Tuttavia, esistono sfide di sostenibilità legate allo sviluppo e alla produzione di nuovi farmaci più ecologici, come ad esempio:
- Reperimento di materie prime sostenibili: molti farmaci ecocompatibili sono realizzati con ingredienti naturali o di origine vegetale. Sebbene questi ingredienti possano essere più sostenibili rispetto alle sostanze chimiche sintetiche, garantirne un approvvigionamento adeguato può essere complesso, soprattutto con l’aumento della domanda.
- Garanzia della sicurezza chimica: i farmaci ecologici impiegano spesso sostanze chimiche alternative o nuove, e la sicurezza ambientale di queste sostanze può non essere ancora ben conosciuta. Ciò può creare difficoltà nella valutazione e nella gestione dei rischi ambientali legati alla loro produzione e al loro impiego.
Sfide di sostenibilità per i farmaci esistenti
E per quanto riguarda i farmaci sintetici già esistenti? I concetti di farmacia sostenibile e di chimica verde devono essere integrati nello sviluppo dei farmaci sintetizzati, e il processo deve essere ottimizzato di conseguenza, al fine di ridurre la quantità di ingredienti impiegati, aumentare la resa e utilizzare solventi più sicuri.
Per introdurre questi cambiamenti, è evidente che, in molti casi, la principale sfida consiste nello sviluppare nuovi metodi di sintesi che, una volta implementati, possano realmente guidare il processo verso uno sviluppo più sostenibile.
Ad esempio, uno dei principali problemi dei farmaci sintetici esistenti è la gestione dei composti organici volatili (COV) durante la produzione. Per sviluppare metodi più ecologici di produzione dei principi attivi farmaceutici (API), è necessario ridurre o attenuare in modo efficace la produzione di COV tossici e nocivi (come il toluene o il cloroetilene). I COV nell’industria farmaceutica possono derivare dall’uso di solventi organici in diverse fasi del processo; sostituirli con solventi meno inquinanti richiede nuove fasi di sintesi e metodi di produzione innovativi.
Diverse aziende hanno già avviato iniziative e investimenti per sviluppare metodi di produzione innovativi ed ecocompatibili per le loro molecole. Ad esempio:
- Astellas: fissando annualmente obiettivi numerici volontari per diversi anni, Astellas ha prestato particolare attenzione alle sue emissioni di COV, riducendole di oltre il 30% dal 20182Ma, J., & Li, L. (2022). VOC emitted by biopharmaceutical industries: Source profiles, health risks, and secondary pollution. Journal of Environmental Sciences, 135, 570–584. https://doi.org/10.1016/j.jes.2022.10.0223Initiatives for preventing pollution. (n.d.). Astellas Pharma Inc. https://www.astellas.com/en/sustainability/initiatives-for-preventing-pollution.
- BASF: nel suo impianto di Bishop, in Texas, l’azienda ha applicato diversi principi della chimica verde per ridurre il numero di fasi nel processo di produzione dell’ibuprofene; ciò ha portato a un’impronta di carbonio inferiore del 30% rispetto alla media del settore4Astellas, HES report 2022, https://www.astellas.com/en/system/files/ehs-report2022_en_final_1.pdf.
- Pfizer: l’azienda ha rivisto la produzione della pregabalina (Lyrica) sostituendo i solventi con acqua e migliorando significativamente i processi. Questo ha permesso di ridurre l’uso di solventi come metanolo, tetraidrofurano e isopropanolo di oltre un milione di galloni all’anno, diminuendo dell’83% il consumo energetico complessivo del processo5Pharma, B. (2023, September 29). A Deeper Look Inside a Pill: Moving from Corporate ESG Commitments to Carbon Footprints of Drug Products. BASF Pharma. https://pharma.basf.com/learning-center/features/a-deeper-look-inside-a-pill-moving-from-corporate-esg-commitments-to-carbon-footprints-of-drug-products.
Sfide trasversali di sostenibilità per farmaci nuovi ed esistenti
La prima sfida trasversale in materia di sostenibilità è garantire una catena di approvvigionamento sostenibile. Le aziende farmaceutiche possono, ad esempio, privilegiare le collaborazioni con fornitori certificati in materia di sostenibilità (come Ecovadis). Parallelamente, l’approvvigionamento locale di materie prime e principi attivi farmaceutici (API) ove possibile può rafforzare ulteriormente gli sforzi. Passare a metodi di chimica verde mantenendo approvvigionamenti globali compromette i guadagni in termini di sostenibilità aumentando notevolmente le emissioni di carbonio legate al trasporto. Privilegiando catene di approvvigionamento locali o regionali, le aziende possono ridurre significativamente l’impronta ambientale dei loro prodotti farmaceutici, migliorare l’affidabilità della supply chain e promuovere lo sviluppo economico locale.
In secondo luogo, sia che si tratti di un farmaco nuovo che di uno già in produzione, una sfida chiave che si applica in entrambi i casi è la degradabilità a fine vita. Progettare farmaci che si degradino a un ritmo ragionevole dopo l’uso è un principio importante della chimica verde, per evitare che si accumulino nell’ambiente. Progettare farmaci degradabili mantenendo un buon livello di stabilità chimica e una durata di conservazione adeguata è un tema cruciale di discussione nel settore.
Al di là dell’industria farmaceutica e della sua responsabilità ambientale, anche i consumatori devono essere consapevoli del proprio ruolo in questo contesto. In tal senso, l’aspetto chiave è l’uso responsabile e lo smaltimento sicuro dei farmaci non utilizzati da parte dei consumatori stessi, in quanto ciò è fondamentale per migliorare le prestazioni ambientali del settore sanitario nel suo complesso. Gli operatori sanitari possono svolgere un ruolo cruciale nella sensibilizzazione dei consumatori e possono organizzare attivamente campagne informative su come evitare un uso non necessario e smaltire correttamente i medicinali.
Promuovere lo sviluppo sostenibile dei farmaci è imprescindibile per il futuro del settore farmaceutico. Man mano che le considerazioni ambientali acquisiscono importanza in tutti i settori, le aziende farmaceutiche devono orientarsi verso la produzione di farmaci più rispettosi dell’ambiente. Questa transizione richiederà investimenti nella ricerca e nell’implementazione di pratiche e innovazioni ecologiche, nonché un’apertura verso l’idea di ripensare il ciclo di vita di alcuni farmaci per ottenere prodotti finali più verdi.
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Informazioni sull’autore,
Lorenzo, Senior Consultant nel team Healthcare di Alcimed in Italia.