Un grupo de investigadores de la Universidad de Edimburgo ha demostrado en un estudio publicado en Nature Chemistry cómo las botellas de plástico se pueden convertir en analgésicos con la ayuda de una bacteria común y gracias a una reacción química centenaria. Un hallazgo que plantea la pregunta, ¿se aproxima la fabricación de productos químicos industriales a partir de materias primas renovables?
La naturaleza ha desarrollado un conjunto de reacciones químicas que sustentan la función de todos los organismos vivos. En contraste, el estudio ha revelado que el campo de la química orgánica sintética puede acceder a una reactividad no observada en la naturaleza y que la integración de estas reacciones abióticas en los sistemas vivos, es capaz de ofrecer una solución alternativa para la fabricación farmacéutica ecológica.
Para dar cuenta de ello, los científicos utilizaron una bacteria común como la Escherichia coli (E.coli) y la modificaron. Esta se adaptó y convirtió los residuos plásticos en paracetamol . Para conseguir esta transformación, aplicaron una reacción química centenaria basada en el reordenamiento de Losse. La reacción transforma un intermediario derivado del plástico en el ácido paraaminobenzoico (PABA, por sus siglas en inglés), que luego se procesa en el analgésico.
Si bien el paracetamol se ha producido tradicionalmente a partir de moléculas derivadas de combustibles fósiles, los investigadores han querido ir más lejos y han desarrollado procesos que utilizan moléculas de fuentes más sostenibles, como pueden ser los residuos plásticos.
"Somos capaces de transformar un residuo ambiental y social prolífico en un medicamento de importancia mundial de una manera que es completamente imposible utilizando solo la química o la biología", ha señalado el coautor del estudio Stephen Wallace, biotecnólogo químico de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido.
Reacción química centenaria
Para demostrar este hallazgo, los científicos aplicaron métodos químicos convencionales para degradar y modificar el tereftalato de polietileno (PET), un plástico utilizado en envases de alimentos y textiles, en una molécula precursora.
Añadieron esta molécula a un cultivo de células de E.coli, donde la transposición de Lossen la transformó en una molécula biológicamente relevante. Según el estudio, la reacción también se produjo, en menor medida, en el control negativo del experimento, que contenía únicamente la molécula precursora y el medio de cultivo. Posteriormente, descubrieron que el fosfato, un ion presente en todos los organismos, catalizó la reacción.
Para modificar la bacteria E. coli introdujeron los genes de enzimas capaces de catalizar reacciones que utilizan el producto del reordenamiento de Lossen. Las enzimas producidas por la bacteria modificada dieron la última pincelada para crear el paracetamol. Cuando administraron el PET degradado a estas bacterias, el 92% se convirtió en paracetamol.
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