Νέα Επιστημονική Καινοτομία στον Τομέα της Φαρμακευτικής
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου πέτυχαν ένα σημαντικό επίτευγμα: κατάφεραν να μετατρέψουν τα πλαστικά απόβλητα σε παρακεταμόλη μέσω της χρήσης του βακτηρίου E. coli. Αυτή η καινοτόμος διαδικασία ανοίγει νέες προοπτικές για μια πιο οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή φαρμάκων.
Η παρακεταμόλη, ένα από τα πιο συνηθισμένα αναλγητικά και αντιπυρετικά φάρμακα, παραδοσιακά παράγεται από ορυκτά καύσιμα όπως το πετρέλαιο, γεγονός που οδηγεί σε ενεργοβόρες διαδικασίες που εκλύουν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Κάθε χρόνο, χιλιάδες τόνοι ορυκτών καυσίμων χρησιμοποιούνται για την παραγωγή φαρμάκων, συμβάλλοντας στη περιβαλλοντική ρύπανση.
Αξιοποίηση Βακτηρίων για Πράσινη Παραγωγή
Η νέα μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων E. coli που μπορούν να μετατρέψουν το τερεφθαλικό οξύ, το οποίο βρίσκεται σε πλαστικά μπουκάλια PET, σε παρακεταμόλη. Η διαδικασία αυτή πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου και έχει σχεδόν μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Μέσω μιας τεχνικής ζύμωσης, παρόμοιας με αυτή που χρησιμοποιείται στην παραγωγή μπύρας, το πλαστικό PET μετατρέπεται σε παρακεταμόλη σε λιγότερο από 24 ώρες, με το 90% του παραγόμενου υλικού να είναι καθαρή παρακεταμόλη.
Κατά την έρευνα, αποδείχθηκε ότι μια χημική αντίδραση, γνωστή ως «αναδιάταξη Lossen», μπορεί να συμβεί μέσα σε ζωντανά κύτταρα. Οι ερευνητές μετέτρεψαν το πλαστικό PET σε ένα ενδιάμεσο μόριο που, όταν εκτέθηκε σε τροποποιημένα E. coli, μετατράπηκε σε PABA, ένα μόριο ουσιαστικό για τη σύνθεση του DNA στα βακτήρια.
Επαναστατικότητα στη Φαρμακευτική Παραγωγή
Ειδικότερα, δεδομένου ότι η κανονική διαδικασία παραγωγής PABA ήταν μπλοκαρισμένη, τα E. coli βασίστηκαν αποκλειστικά στο πλαστικό PET ως πρώτη ύλη. Η αντίδραση εντός των βακτηρίων πραγματοποιήθηκε αυτόματα με τη βοήθεια φυσικού φωσφορικού άλατος, αποδεικνύοντας ότι τα πλαστικά απόβλητα μπορούν βιολογικά να μετατραπούν σε αξιόλογες χημικές ενώσεις. Οι ερευνητές πρόσθεσαν επίσης δύο γονίδια – ένα από μανιτάρια και ένα από βακτήρια του εδάφους – που επέτρεψαν στα E. coli να μετατρέψουν το PABA σε παρακεταμόλη.
Αυτή η καινοτομία θα μπορούσε να συμβάλλει στην αντιμετώπιση της πλαστικής ρύπανσης, καθώς κάθε χρόνο παράγονται πάνω από 350 εκατομμύρια τόνοι πλαστικών αποβλήτων από το PET, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως σε συσκευασίες τροφίμων και μπουκάλια. Παρά το γεγονός ότι το PET είναι ανακυκλώσιμο, πολλές παραδοσιακές μέθοδοι ανακύκλωσης καταλήγουν στην παραγωγή προϊόντων που στην συνέχεια γίνονται απόβλητα ξανά.
Ο επικεφαλής της μελέτης, Στίβεν Γουάλας, τόνισε: «Η έρευνα αυτή αποδεικνύει ότι το πλαστικό PET δεν αποτελεί απλώς σκουπίδι ή υλικό που προορίζεται για ανακύκλωση – μπορεί να μετατραπεί από μικροοργανισμούς σε πολύτιμα προϊόντα, ακόμη και φάρμακα με θεραπευτικές δυνατότητες.»
Αν και οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι απαιτείται περαιτέρω μελέτη πριν η μέθοδος μπορέσει να εφαρμοστεί σε εμπορική κλίμακα, τα αρχικά αποτελέσματα υποδεικνύουν σημαντικές δυνατότητες για βιώσιμες και οικονομικές λύσεις στην παραγωγή φαρμάκων. Ο Ίαν Χατς, σύμβουλος στην Edinburgh Innovations, επεσήμανε τη δύναμη της συνθετικής βιολογίας στην αντίστροφη μείωση της εξάρτησης από ορυκτά καύσιμα και στην προώθηση ενός κυκλικού οικονομικού μοντέλου.
Η μελέτη αυτή δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Chemistry και χρηματοδοτήθηκε από το βρετανικό EPSRC και την AstraZeneca, με υποστήριξη από το Edinburgh Innovations. Ενθαρρύνουν μάλιστα πιθανούς συνεργάτες να επικοινωνήσουν προκειμένου να εξετάσουν μελλοντικές συνεργασίες που θα μπορούσαν να προκύψουν από αυτή την επαναστατική ανακάλυψη.
