Cada año se producen más de 350 millones de toneladas de plástico, gran parte de las cuales terminan en vertederos o en el océano. Un importante contribuyente es el tereftalato de polietileno (PET), utilizado en todo tipo de materiales, desde botellas de refrescos hasta envases de alimentos. La mayor parte del PET no se recicla y continúa contaminando el medio ambiente mucho después de su uso. Sin embargo, un equipo de investigación de la Universidad de Edimburgo ha adoptado un enfoque diferente para abordar esta creciente crisis: transformar el PET en medicamentos.

En un avance publicado en? Nature Chemistry , científicos dirigidos por el profesor Stephen Wallace descubrieron cómo bacterias genéticamente modificadas pueden convertir el PET degradado en paracetamol, también conocido como acetaminofén, el ingrediente activo de analgésicos de uso común como Tylenol y Panadol. Esta técnica ofrece no solo un nuevo método para reutilizar los residuos plásticos, sino también una forma más ecológica de fabricar medicamentos que actualmente se producen con combustibles fósiles.

Actualmente, la mayor parte del paracetamol se deriva del benceno, un petroquímico obtenido del petróleo crudo. Los procesos industriales que refinan el benceno generan importantes emisiones de gases de efecto invernadero, lo que aumenta la carga global de carbono. Wallace calificó el paracetamol como "un excelente ejemplo" de cómo la medicina moderna sigue estando ligada a recursos insostenibles.

El equipo de investigación compara su proceso con la elaboración de cerveza. Así como la levadura transforma los azúcares en alcohol, sus bacterias modificadas genéticamente fermentan moléculas de plástico para producir analgésicos. El proceso de fermentación no requiere altas temperaturas ni energía. Esto hace que el proceso sea mucho más sostenible que la producción tradicional de paracetamol.

Las compañías farmacéuticas han tomado nota. AstraZeneca contribuyó a la financiación del estudio y colabora con el equipo de Wallace para explorar la posibilidad de ampliar el proceso para su uso comercial. El nuevo método aún no está listo para la producción en masa, pero podría ayudar a reducir el uso de combustibles fósiles y las emisiones de carbono.

Actualmente, se utilizan miles de toneladas de combustibles fósiles anualmente para alimentar plantas de fabricación de medicamentos. Estas fábricas emiten gases de efecto invernadero y dependen de un suministro cada vez menor de materias primas. El enfoque de Wallace revoluciona este modelo, mostrando cómo los residuos plásticos —un grave peligro ambiental— pueden convertirse en una valiosa materia prima.

“Pasará un tiempo hasta que puedas ir al bar, tomar tu cerveza en un vaso de plástico, llevársela a casa, introducir una bacteria y convertirla en tu remedio para la resaca al día siguiente”, dijo Wallace. “Pero ya casi lo logramos”.

Un elemento central de esta innovación es el concepto de química biocompatible: reacciones químicas que pueden ocurrir dentro de las células vivas sin dañarlas. Tradicionalmente, la mayoría de las reacciones industriales son tóxicas para las células y requieren condiciones rigurosas. Pero el equipo de Wallace demostró que incluso una reacción descubierta en 1872 —la transposición de Lossen— podía adaptarse al metabolismo microbiano.

La transposición de Lossen convierte los derivados del ácido hidroxámico en aminas primarias, un paso crucial en muchas síntesis químicas. Esta reacción implica una contracción de un carbono, a diferencia de los métodos enzimáticos comunes. Generalmente se realiza en condiciones básicas utilizando calor o catalizadores metálicos, ninguno de los cuales es inocuo para las células. Al descubrir que los iones de fosfato en las bacterias pueden catalizar esta reacción, el equipo conectó la química sintética con la biología metabólica.

Para construir su fábrica microbiana, los científicos insertaron nuevos genes en la E. coli, lo que le permitió realizar pasos adicionales que los químicos humanos normalmente realizarían en el laboratorio. El resultado fue una cepa bacteriana capaz de convertir moléculas derivadas del PET en compuestos terapéuticos sin depender de disolventes sintéticos ni materias primas fósiles.

Los investigadores forman parte de un movimiento creciente en biotecnología que combina las herramientas de la química y la biología para crear sistemas híbridos, utilizando microbios para realizar síntesis complejas que antes sólo eran posibles en plantas químicas.