Medicamentos a partir de residuos de plástico
Los hongos convierten los residuos de polietileno en productos metabólicos farmacológicamente útiles
Los residuos de plástico son uno de los problemas ecológicos y económicos más importantes de nuestro tiempo. En la revista Angewandte Chemie, un equipo de investigadores ha presentado un método químico-biológico para reciclar los residuos de polietileno: mediante la escisión catalítica se obtienen diácidos carboxílicos que posteriormente son convertidos en productos naturales de utilidad farmacológica por hongos modificados genéticamente.
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Los plásticos son una parte inevitable de nuestra vida cotidiana. Se calcula que la producción mundial ascenderá a 1.100 millones de toneladas anuales en 2040. En consecuencia, la cantidad de residuos aumenta y acaba en los vertederos o en los océanos. Estos residuos amenazan cada vez más nuestro suministro de alimentos y los ecosistemas. Los polietilenos (PE) son especialmente problemáticos. Aunque son los plásticos más comunes, los procesos de reciclaje disponibles son limitados. Las mismas propiedades que hacen que los PE sean resistentes y útiles dificultan su degradación y reciclaje. Uno de los problemas es su columna vertebral de hidrocarburos, que no tiene un buen "punto de ruptura" en el que dividir el polímero en piezas de longitud definida. Esto da lugar a amplias mezclas de productos de bajo valor.
Un equipo dirigido por Travis J. Williams y Clay C. C. Wang, de la Universidad del Sur de California (Los Ángeles, CA), y Berl Oakley, de la Universidad de Kansas (Lawrence, KS), ha introducido ahora un método químico-biológico combinado para reciclar los residuos de PE y convertirlos en compuestos valiosos y complejos de interés farmacológico. En el primer paso, el equipo convierte catalíticamente el PE bajo O2 para hacer una amplia variedad de diferentes diácidos carboxílicos (cadenas de hidrocarburos con dos grupos ácidos). En un segundo paso, estos se "alimentan" a los hongos que fabrican productos naturales útiles a partir de ellos. El equipo pudo demostrarlo utilizando residuos de PE reales del giro del Pacífico Norte.
Después de separar el PE, los diácidos carboxílicos de cadena corta deben separarse de la mezcla, ya que son tóxicos para los hongos. Estos pueden utilizarse como materia prima para la síntesis de plásticos biodegradables para la agricultura, por ejemplo. Los diácidos de cadena más larga, con más de diez átomos de carbono, pueden utilizarse para alimentar cultivos de hongos Aspergillus nidulans. Los hongos crecen rápidamente, son baratos de cultivar y ya se utilizan ampliamente para producir medicamentos, incluidos antibióticos como la penicilina. El equipo desarrolló una sólida estrategia para modificar genéticamente las vías metabólicas de A. nidulans de modo que el hongo sintetizara los productos deseados con un alto rendimiento. Como sustancias de ejemplo, produjeron productos naturales como el asperbenzaldehído, la citreoviridina y la mutilina, que son materiales de partida en la búsqueda de fármacos para tratar enfermedades como el Alzheimer y el cáncer, o agentes contra bacterias resistentes a los antibióticos. Con esta estrategia, se podría generar una amplia paleta de sustancias bioactivas adicionales a partir de los residuos de PE.
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