Ένα κοινό βακτήριο, το γνωστό E.coli, μπορεί πλέον να αξιοποιηθεί για να μετατρέπει τα πλαστικά απορρίμματα σε παρακεταμόλη – ένα από τα πιο διαδεδομένα αναλγητικά και αντιπυρετικά φάρμακα στον κόσμο, σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Chemistry.
Από τα ορυκτά καύσιμα στη βιώσιμη παραγωγή
Η παρακεταμόλη (ή ακεταμινοφαίνη) μέχρι σήμερα παρασκευάζεται από χημικές ενώσεις που προέρχονται από ορυκτά καύσιμα, με αποτέλεσμα η παραγωγή της να συνοδεύεται από υψηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Η ανάγκη για πιο φιλικές προς το περιβάλλον διαδικασίες έχει οδηγήσει τους επιστήμονες να εξερευνούν εναλλακτικές λύσεις που αξιοποιούν άχρηστα υλικά όπως τα πλαστικά απορρίμματα, τα οποία συσσωρεύονται απειλητικά στον πλανήτη.
Συνδυασμός χημείας και βιολογίας
Όπως εξήγησε ο Δρ. Στίβεν Γουάλας, χημικός βιοτεχνολόγος στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, η μετατροπή αυτή κατέστη εφικτή μέσω ενός διεπιστημονικού συνδυασμού χημείας και βιολογίας: «Καταφέραμε να χρησιμοποιήσουμε ένα υλικό-πρόβλημα και να το μετατρέψουμε σε ένα φάρμακο που σώζει ζωές, με μια προσέγγιση που δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει μόνο με χημικά ή μόνο με βιολογικά εργαλεία», ανέφερε χαρακτηριστικά.
Η «αναδιάταξη Lossen» μέσα σε ζωντανά κύτταρα
Καθοριστικής σημασίας για το εγχείρημα ήταν η διαπίστωση ότι η λεγόμενη «αναδιάταξη Lossen», μια χημική αντίδραση γνωστή εδώ και περισσότερο από 100 χρόνια, μπορεί να πραγματοποιηθεί και στο εσωτερικό ζωντανών κυττάρων, ενώ μέχρι τώρα πιστευόταν ότι απαιτούσε εργαστηριακές συνθήκες τοξικές για τη ζωή.
Από το πλαστικό μπουκάλι στο χάπι
Η ομάδα αξιοποίησε γενετικά τροποποιημένα βακτήρια E.coli, τα οποία κατάφεραν να διασπάσουν το τερεφθαλικό οξύ – βασικό συστατικό των πλαστικών PET (όπως τα μπουκάλια νερού) – και να το μετατρέψουν τελικά σε παρακεταμόλη. Η διαδικασία, που θυμίζει ζύμωση μπύρας, ολοκληρώθηκε σε λιγότερο από μία μέρα και με ελάχιστες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Σε εργαστηριακές δοκιμές, το 92% του τελικού προϊόντος ήταν καθαρή παρακεταμόλη.
Πώς γίνεται η μετατροπή
Συγκεκριμένα, οι ερευνητές πρώτα μετέβαλαν το PET σε ένα ενδιάμεσο μόριο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας E.coli εμπλουτισμένα με δύο γονίδια – το ένα προερχόμενο από μανιτάρι και το άλλο από βακτήριο του εδάφους – το μόριο αυτό μετατράπηκε σε ΡΑΒΑ, μια ένωση που τα βακτήρια χρησιμοποιούν φυσιολογικά για τη σύνθεση DNA. Τέλος, το ΡΑΒΑ εξελίχθηκε σε παρακεταμόλη.
Ο Δρ. Γουάλας δήλωσε ότι η ερευνητική ομάδα ήδη συνεργάζεται με μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες, ανάμεσά τους και η AstraZeneca που στήριξε οικονομικά το έργο, ώστε να επεκταθεί η μέθοδος σε βιομηχανική κλίμακα και να αποτελέσει μια βιώσιμη εναλλακτική παραγωγής του φαρμάκου.
