Un equipo de científicos de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) ha desarrollado una técnica pionera para convertir residuos plásticos en paracetamol utilizando bacterias modificadas genéticamente. El avance, publicado este lunes en la revista Nature Chemistry, podría revolucionar tanto la gestión de desechos como la producción sostenible de medicamentos.
La investigación demuestra que la bacteria Escherichia coli (E. coli), comúnmente utilizada en biotecnología, puede transformar ácido tereftálico -una molécula derivada de botellas de plástico hechas con tereftalato de polietileno o PET-, presente en botellas y envases, en el ingrediente activo del popular analgésico y antipirético.
“Usando microbios vivos, realizamos transformaciones químicas sofisticadas, lo que podría abrir nuevas formas más ecológicas y sostenibles de producir materiales valiosos, como medicamentos, a partir de desechos”, comenta Stephen Wallace, autor del estudio, en declaraciones recogidas por el periódico español El País.
No se generan emisiones de carbono
Los investigadores afirman que el método prácticamente no genera emisiones de carbono y es más sostenible que la fabricación actual del medicamento. Al mismo tiempo, supone reutilizar un plástico, el tereftalato de polietileno (PET), que se encuentra en numerosos productos cotidianos y que termina muchas veces en vertederos o contaminando los océanos.
El paracetamol se elabora tradicionalmente a partir de las cada vez más escasas reservas de combustibles fósiles, como el petróleo crudo. Para producir este y otros medicamentos y productos químicos se necesitan miles de toneladas de combustibles fósiles, lo que contribuye significativamente al cambio climático, según los expertos.
Por su parte, el PET, resistente y ligero, genera más de 350 millones de toneladas de residuos al año, causando graves daños ambientales en todo el mundo. Su reciclaje es posible, pero los investigadores recuerdan que los procesos existentes crean productos que siguen contribuyendo a la contaminación plástica a nivel mundial.
Stephen Wallace y sus colegas descubrieron que un tipo de reacción química llamada reordenamiento de Lossen puede ocurrir en células vivas, catalizada por el fosfato del interior de E. coli. Esta reacción química produce un tipo de compuesto orgánico que contiene nitrógeno, esencial para el metabolismo celular.
Lo que hicieron los científicos fue modificar en laboratorio la E. coli para transformar una molécula derivada del PET, conocida como ácido tereftálico, en el ingrediente activo del paracetamol. Los investigadores, financiados en parte por la compañía biofarmacéutica AstraZeneca, emplearon un proceso de fermentación, similar al utilizado en la elaboración de cerveza, para acelerar la conversión de residuos industriales de PET en paracetamol en menos de 24 horas.
“La ingeniería biológica tiene un enorme potencial para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles, fomentar una economía circular y generar productos sostenibles”, señaló Ian Hatch, director de consultoría de Edinburgh Innovations, quien ha apoyado la investigación, junto con la agencia británica EPSRC y la farmacéutica AstraZeneca.
Sin emisiones de carbono
La nueva técnica se llevó a cabo a temperatura ambiente y prácticamente no generó emisiones de carbono, lo que demuestra, según el grupo, que el paracetamol se puede producir de forma sostenible. Con todo, admiten que hace falta más desarrollo antes de que pueda producirse a nivel comercial. Alrededor del 90 % del producto elaborado mediante la reacción del ácido tereftálico con la bacteria genéticamente modificada fue paracetamol.
Los expertos afirman que este nuevo enfoque demuestra cómo la química tradicional puede integrarse con la Biología de la Ingeniería para crear fábricas microbianas vivas capaces de producir sustancias químicas sostenibles que la biología por sí sola no puede alcanzar, a la vez que se aborda el problema de los residuos y se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y la dependencia de los combustibles fósiles.
«Este trabajo demuestra que el plástico PET no es solo un residuo ni un material destinado a volverse más plástico, sino que puede ser transformado por microorganismos en nuevos productos valiosos, incluyendo aquellos con potencial para tratar enfermedades», afirma Stephen Wallace, autor principal del estudio.
Los hallazgos pueden representar el primer caso de producción de paracetamol de E. coli a partir de un desecho. Investigaciones futuras abordarán cómo otros tipos de bacterias o plásticos pueden generar productos útiles.
Fuentes. El País, DW, ABC
