Uno studio pubblicato questa settimana su Nature Chemistry, riporta che un batterio comune può essere adattato per convertire i rifiuti di plastica in paracetamolo. L’Escherichia coli geneticamente modificato viene utilizzato dai ricercatori per creare antidolorifici da materiale ricavato da bottiglie di plastica. La scoperta apre la possibilità di un processo più sostenibile per la produzione di paracetamolo, che “attualmente deriva dal petrolio”.
Il paracetamolo, noto anche come acetaminofene, è ampiamente utilizzato per trattare dolore e febbre. Viene prodotto da molecole derivate da combustibili fossili, ma i ricercatori stanno lavorando per sviluppare processi che utilizzino molecole di origine più sostenibili, come i rifiuti plastici.
“Siamo in grado di trasformare un prolifico rifiuto ambientale e sociale in un farmaco di importanza mondiale in un modo che sarebbe del tutto impossibile utilizzando solo la chimica o solo la biologia“, afferma il coautore Stephen Wallace, biotecnologo chimico presso l’Università di Edimburgo, Regno Unito.
Fondamentale per il successo del progetto è stata la scoperta, da parte di Wallace e del suo team, che una reazione chimica sintetica che tipicamente richiede condizioni tossiche per le cellule può verificarsi in loro presenza. “La reazione, chiamata riarrangiamento di Lossen, è nota da oltre un secolo, ma in precedenza era stata osservata solo in provetta o in un pallone“, afferma Wallace.
Plastica non imballata
Per convertire i rifiuti di plastica in paracetamolo, i ricercatori hanno utilizzato metodi chimici convenzionali per degradare e modificare il polietilene tereftalato (PET), una plastica utilizzata negli imballaggi alimentari e nei tessuti, in una molecola precursore. Hanno aggiunto questa molecola a una coltura cellulare di Escherichia coli, dove il riarrangiamento di Lossen l’ha trasformata in una molecola biologicamente rilevante. La reazione si è verificata anche, in misura minore, nel controllo negativo dell’esperimento, che conteneva solo la molecola precursore e il terreno di coltura. Il team ha poi scoperto che il fosfato, uno ione presente in tutti gli organismi, catalizzava la reazione.
Gli autori hanno anche modificato l’ Escherichia coli, introducendo i geni per enzimi in grado di catalizzare reazioni che utilizzano il prodotto del riarrangiamento di Lossen. Gli enzimi prodotti dall’Escherichia coli modificato hanno eseguito i restanti passaggi sintetici necessari per creare paracetamolo. Quando i ricercatori hanno somministrato il PET degradato a questi batteri, il 92% è stato convertito in paracetamolo.
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“Le persone non sanno che il paracetamolo deriva attualmente dal petrolio”, ha affermato il Prof. Stephen Wallace, autore principale della ricerca dell’Università di Edimburgo. “Quello che questa tecnologia dimostra è che, unendo per la prima volta chimica e biologia, possiamo produrre paracetamolo in modo più sostenibile e allo stesso tempo ripulire l’ambiente dai rifiuti di plastica”.
Anche se sarebbero necessari ulteriori studi per produrre il paracetamolo in questo modo a livello commerciale, i risultati potrebbero avere un’applicazione pratica.
“Per la prima volta, consente di creare un percorso dai rifiuti di plastica al paracetamolo, cosa che non sarebbe possibile utilizzando solo la biologia e solo la chimica”, ha affermato Wallace.
