Los científicos de la Universidad de Edimburgo han superado la prueba de concepto que sienta las bases sobre cómo «la biotecnología puede ofrecer una alternativa más limpia en la producción de paracetamol» Leer Los científicos de la Universidad de Edimburgo han superado la prueba de concepto que sienta las bases sobre cómo «la biotecnología puede ofrecer una alternativa más limpia en la producción de paracetamol» Leer
La bacteria Escherichia coli puede convertir una molécula derivada de una botella de plástico de desecho en paracetamol. Así concluye un artículo publicado hoy en la revista Nature Chemistry. Se trata de un nuevo uso para uno de los patógenos que está detrás de habituales infecciones urinarias y gastroenteritis.
Hace casi una década, un equipo científico del Instituto de Tecnología de Kioto (Japón) empleó la bacteria paradigerir y asimilar el plástico. Esto significa que podría vivir alimentándose de PET (Tereftalato de polietileno), uno de los plásticos más usados por la industria alimenticia para envasar agua mineral, refrescos, aceites o productos farmacéuticos, entre otros.
Ahora la investigación conducida por Stephen Wallace y su equipo de expertos de la Universidad de Edimburgo apunta una novedosa y posible estrategia para convertir los residuos plásticos en un producto útilde forma sostenible. Este profesor de Biotecnología Química cuenta a EL MUNDO que este descubrimiento ha sido fortuito. «Nuestro objetivo original era ver si podíamos conseguir que las bacterias llevaran a cabo una reacción química llamada reordenación de Lossen, una reacción nunca antes observada en la naturaleza. Para nuestra sorpresa, las bacterias no sólo podían llevarla a cabo, sino que lo hacían extraordinariamente bien dentro de sus células».
Y tras este paso dieron el siguiente: «Este descubrimiento suscitó una pregunta más importante: ¿hasta dónde podríamos llegar? ¿Qué utilidad podría tener esta nueva capacidad? Convertir los residuos plásticos en sustancias químicas valiosas como el paracetamol nos pareció un paso importante y emocionante», asegura Wallace.
También descubrieron que esta molécula derivada del plástico puede utilizarse como material de partida para producir paracetamol. «El proceso es sorprendentemente fácil: se lleva a cabo en agua, a bajas temperaturas y finaliza en 24 horas. A pesar de su sencillez, es muy eficaz, ya que produce paracetamol con un rendimiento del 92%«, explica el profesor de Biotecnología Química.
Lo que ha conseguido este equipo es descubrir que en las células vivas puede producirse un tipo de reacción química denominada reordenación de Lossen, que es catalizada por el fosfato del interior de la bacteria Escherichia coli. Esta reacción química produce un tipo de compuesto orgánico que contiene nitrógeno, esencial para el metabolismo celular. Los autores han empleado métodos químicos para degradar una botella de plástico de tereftalato de polietileno (PET) con el fin de producir la molécula de partida para la reacción química y demostrar que su metabolismo celular puede actuar en esta molécula derivada del plástico.
La síntesis realizada mediante la reacción química mencionada se dio a partir de una botella desechada y se incorporó metabólicamente para generar biomasa y controlar las biotransformaciones de células enteras, detallan los autores en la publicación. La obtención del paracetamol por esta vía biosintética demuestra la producción de este medicamento esencial a partir de residuos plásticos mediante una estrategia más, y sostenible, y que se suma a las actuales síntesis química o biológica.
Dar estos pasos ha sido posible gracias a la ingeniería metabólica, que «es la ciencia que consiste en rediseñar la química interna de una célula -su metabolismo- para que pueda realizar nuevas tareas o producir compuestos valiosos», detalla Wallace. Este experto destaca que «es como reprogramar una placa de circuitos biológicos«.
En el contexto de la producción química, Wallace aclara que se trata de «diseñar microbios como las bacterias para que fermenten ingredientes sostenibles -como azúcares o productos de desecho- y los conviertan en sustancias químicas cotidianas, desde medicamentos como el paracetamol hasta ingredientes de plásticos. Es una alternativa más ecológica a la fabricación tradicional, que a menudo depende de los combustibles fósiles».
Sin embargo, este avance no pone sobre la mesa cómo usar las botellas del contenedor amarillo en paracetamoles listos para administrar a corto plazo. «Aún falta mucho», lamenta Wallace. De momento, «nuestro trabajo es sólo una prueba de concepto y sólo se ha hecho a pequeña escala. Estamos trabajando para ampliar el proceso y producir mayores cantidades de paracetamol».
Por eso, una vez esta prueba de concepto aprueba con éxito, el siguiente paso sería los ensayos clínicos en humanos, como se hace con cualquier otro medicamento. «Una vez podamos fabricar grandes cantidades, será esencial superar la compleja vía reglamentaria [procesos regulatorios impuestos por las agencias del medicamento], que incluye pruebas de seguridad y calidad, antes de cualquier uso clínico».
Para Wallace, «esto sólo es el principio». «La mayoría de la gente no sabe que el paracetamol se fabrica actualmente a partir de combustibles fósiles mediante procesos industriales que emiten gases de efecto invernadero. Lo que hemos demostrado es que la biotecnología puede ofrecer una alternativa más limpia, no sólo produciendo paracetamol en condiciones suaves y ecológicas, sino también ayudando a descomponer los residuos plásticos en el proceso. Si podemos convertir el plástico en medicina, se abre la puerta a todo tipo de posibilidades para la fabricación sostenible de productos químicos», concluye.
El problema de los residuos plásticos es cada vez más grave y el desarrollo de métodos sostenibles para reciclarlos sigue siendo una prioridad. La ingeniería metabólica, que aprovecha la red de reacciones químicas utilizadas en una célula biológica para producir moléculas deseables, puede combinarse con la química orgánica para crear nuevas moléculas pequeñas. Sin embargo, no está claro si todas estas reacciones pueden combinarse para convertir el plástico en un producto útil.
Con estos resultados ya se puede buscar un sentido a estos procesos y podría suponer el primer caso de producción de paracetamol a partir de Escherichia coli utilizando un producto de desecho. «En futuras investigaciones podría estudiarse cómo otros tipos de bacterias o plásticos pueden generar productos útiles», concluyen los autores.
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