Γενετικά τροποποιημένο βακτήριο μετατρέπει τα πλαστικά σε φάρμακα

Ενα γενετικώς τροποποιημένο κοινό βακτήριο μπορεί να μετατρέψει τα πλαστικά απόβλητα σε… παρακεταμόλη, ένα από τα πιο κοινά παυσίπονα φάρμακα παγκοσμίως, σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Chemistry.

Η παρακεταμόλη (γνωστή επίσης ως ακεταμινοφαίνη) χρησιμοποιείται ευρέως για την αντιμετώπιση του πόνου και του πυρετού. Παράγεται από μόρια τα οποία προέρχονται από ορυκτά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο, με αποτέλεσμα κατά τη διαδικασία να απελευθερώνονται μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Ετσι οι επιστήμονες αναζητούν νέες προσεγγίσεις χρήσης πιο βιώσιμων πηγών παραγωγής του φαρμάκου. Και μία τέτοια πηγή είναι τα πλαστικά απόβλητα τα οποία «κατακλύζουν» τον πλανήτη και θα ήταν πολύ σημαντικό να μπορούν να ανακυκλώνονται για καλό σκοπό.

Η ομάδα συνεργάζεται ήδη με φαρμακευτικές εταιρείες όπως η AstraZeneca

«Καταφέραμε να μετατρέψουμε ένα περιβαλλοντικό και κοινωνικό απόβλητο που απαντάται σε αφθονία σε ένα σημαντικό παγκοσμίως φάρμακο με μια προσέγγιση που είναι πλήρως αδύνατον να εφαρμοστεί μόνο με χρήση της χημείας ή μόνο με χρήση της βιολογίας» ανέφερε ένας εκ των κύριων συγγραφέων της μελέτης, ο δρ Στίβεν Γουάλας, χημικός βιοτεχνολόγος στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου στη Σκωτία.

Η καταλυτική χημική αντίδραση

Κεντρικό ρόλο στην επιτυχία του εγχειρήματος έπαιξε η ανακάλυψη του δρος Γουάλας και της ομάδας του ότι μια συνθετική χημική αντίδραση η οποία εθεωρείτο ότι απαιτεί συνθήκες που είναι τοξικές για τα κύτταρα ώστε να λάβει χώρα μπορεί τελικώς να συμβεί εντός τους. Η αντίδραση αυτή που ονομάζεται «αναδιάταξη Lossen» είναι γνωστή εδώ και περισσότερο από έναν αιώνα αλλά μέχρι πρότινος είχε παρατηρηθεί να λαμβάνει χώρα μόνο σε συνθήκες εργαστηρίου.

H χρήση των πλαστικών ως πρώτων υλών θα μπορούσε δυνητικά να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της ρύπανσης

Στο πλαίσιο της νέας μελέτης οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γενετικώς τροποποιημένα Ε.coli τα οποία μετέτρεψαν το τερεφθαλικό οξύ – συστατικό των ευρέως χρησιμοποιούμενων πλαστικών μπουκαλιών ΡΕΤ – σε παρακεταμόλη. Μάλιστα η μετατροπή επετεύχθη μέσα σε διάστημα μικρότερο των 24 ωρών (μέσω μιας διαδικασίας ζύμωσης παρόμοιας με αυτή που εφαρμόζεται για την παραγωγή μπίρας) χωρίς σχεδόν να υπάρξουν εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Δοκιμές στο εργαστήριο έδειξαν ότι το 92% του προϊόντος που παρήχθη ήταν καθαρή παρακεταμόλη.

Τα βήματα της διαδικασίας

Συγκεκριμένα οι ερευνητές μετέτρεψαν το ΡΕΤ σε ένα ενδιάμεσο μόριο το οποίο, όταν εκτέθηκε στα τροποποιημένα (μέσω προσθήκης δύο γονιδίων, ένα εκ των οποίων προερχόταν από μανιτάρια και ένα από βακτήρια του εδάφους)  E.coli μετετράπη σε ένα μόριο (ΡΑΒΑ) που χρησιμοποιείται συνήθως από τα βακτήρια για τη σύνθεση DNA. Στη συνέχεια το ΡΑΒΑ μετετράπη σε παρακεταμόλη.

Συνεργασία με φαρμακευτικές εταιρείες

O δρ Γουάλας ανέφερε ότι η ομάδα του συνεργάζεται αυτή τη στιγμή με φαρμακευτικές εταιρείες όπως η AstraZeneca (η οποία χρηματοδότησε εν μέρει τη μελέτη) προκειμένου να εφαρμόσει τη νέα μέθοδο σε μεγάλη κλίμακα.