Un batterio converte la plastica in paracetamolo

Un batterio ingerisce una bottiglia di plastica e, una volta all'interno della sua struttura, la cellula fermenta i rifiuti come se fossero birra e li converte in paracetamolo. Così si può riassumere uno studio scientifico pubblicato questo lunedì sulla rivista Nature . Questo studio, pubblicato per la prima volta in modo "completamente nuovo", utilizza la chimica classica, secondo Stephen Wallace, autore dello studio. Wallace spiega l'innovazione: "Utilizzando microbi vivi, abbiamo eseguito sofisticate trasformazioni chimiche che potrebbero aprire nuove strade, più ecologiche e sostenibili, per produrre materiali di valore, come i medicinali, dai rifiuti".

Wallace e il suo team scientifico dell'Università di Edimburgo (Regno Unito) sono riusciti a indurre naturalmente, all'interno di un batterio Escherichia coli vivo, ciò che fino ad ora era stato osservato solo in provetta . Si tratta della trasformazione di molecole derivate da acidi in composti chiave per la produzione di medicinali, come il paracetamolo, a seguito di una reazione nota come riarrangiamento di Lossen. I ricercatori hanno portato questo processo a un livello superiore e sono riusciti a riprodurre questa capacità all'interno dei batteri utilizzando solo le cellule microbiche stesse e senza ricorrere a complessi catalizzatori di laboratorio.

"La cosa interessante è che non abbiamo dovuto insegnare ai batteri come realizzare la reazione: il trucco è stato capire che avevano già gli strumenti e dovevano solo essere guidati", spiega Wallace. All'interno delle loro cellule, i batteri contengono naturalmente fosfato, che può attivare la catalisi chimica che interessava gli scienziati. "Quello che abbiamo fatto è stato usare la biologia sintetica per costruire nuovi percorsi biologici all'interno dei batteri. Questi percorsi guidano la chimica della cellula verso la produzione del composto specifico che volevamo. In questo caso, un farmaco", spiega l'autore. Quindi, invece di forzare i batteri a fare qualcosa di nuovo, gli scienziati hanno semplicemente fornito loro la mappa giusta e hanno lasciato che la loro chimica facesse il resto.

La plastica entra in gioco proprio all'inizio del processo, quando il PET, ampiamente utilizzato nei contenitori per bevande, viene scomposto in uno dei suoi elementi costitutivi, che diventa una molecola in grado di innescare la reazione chimica all'interno dei batteri. Da lì, i microrganismi trasformano quella molecola in un ingrediente chiave e infine in paracetamolo. "In base a quanto abbiamo osservato, è molto probabile che molti, o addirittura la maggior parte, dei batteri possano compiere questo tipo di trasmutazioni. Questo apre un nuovo modo di pensare a come potremmo usare i microbi come piccole fabbriche chimiche", osserva Wallace.

Fabbriche a zero emissioni

Queste fabbriche in miniatura operano anche a temperatura ambiente e non generano emissioni di carbonio. Questa è un'altra differenza fondamentale rispetto alla produzione tradizionale di paracetamolo. Il ricercatore spiega: "È affascinante che pochissime persone sappiano che il paracetamolo che assumono inizia la sua vita come petrolio". Aggiunge: "Ciò che mi entusiasma di più del nostro lavoro è che abbiamo dimostrato un modo nuovo e più ecologico di produrre questo farmaco globale, utilizzando la fermentazione batterica al posto dei combustibili fossili".

Sebbene sia ancora presto per dirlo, questo potrebbe essere parte di una più ampia transizione verso una produzione più sostenibile e basata su materiali biologici, sia nell'industria farmaceutica che nel riciclo della plastica. "Dopotutto, i rifiuti sono solo carbonio, e i microbi amano il carbonio. Invece di rilasciare i rifiuti nell'atmosfera attraverso l'incenerimento o lo smaltimento in discarica, possiamo sfruttarli", aggiunge Wallace.

In questa prima fase di ricerca, sono state prodotte ed estratte solo piccole quantità di paracetamolo. L'obiettivo successivo è aumentare la produzione e, infine, i risultati devono essere testati: "La sperimentazione umana è una fase completamente diversa, ed è giusto che sia così. Qualsiasi farmaco destinato all'uso commerciale deve essere sottoposto a rigorosi test di sicurezza e normativi, il che richiede tempo e una supervisione rigorosa", osserva il ricercatore. Quindi, sebbene gli scienziati ritengano che il loro lavoro mostri un "potenziale entusiasmante", c'è ancora molta strada da fare prima che questa versione batterica del paracetamolo possa essere presa in considerazione per uso medico.