Naukowcy opracowali pionierską metodę wytwarzania lewodopy, leku o kluczowym znaczeniu w leczeniu choroby Parkinsona, z przetworzonych odpadów plastikowych. W procesie wykorzystuje się genetycznie zmodyfikowane bakterie E. coli do przetwarzania politereftalanu etylenu (PET) – plastiku znajdującego się w butelkach i opakowaniach – w lek, stanowiący zrównoważoną alternatywę dla tradycyjnych metod produkcji zależnych od paliw kopalnych.
Problem produkcyjny
Współczesna produkcja lewodopy opiera się w dużej mierze na produktach petrochemicznych, co czyni ją procesem kosztownym dla środowiska. Ogromna ilość odpadów z tworzyw sztucznych gromadząca się na całym świecie – około 100 milionów ton wyrzucanych rocznie – oznacza zarówno kryzys środowiskowy, jak i potencjalne zasoby. Chociaż przejście całej produkcji lewodopy na tę metodę nie wyeliminuje problemu odpadów z tworzyw sztucznych, wskazuje jednak realną ścieżkę do ponownego przemyślenia odpadów jako cennego zasobu.
Jak to działa: od plastiku po tablet
Nowa metoda nie jest prostym, jednoetapowym procesem. Najpierw tworzywo PET należy rozbić na główne składniki, w tym kwas tereftalowy (TPA). Naukowcy z Uniwersytetu w Edynburgu zmodyfikowali następnie genetycznie odmianę E. coli do wychwytywania TPA i przekształcania go w lewodopę na drodze skomplikowanego szlaku metabolicznego, w którym biorą udział dwa szczepy bakteryjne działające sekwencyjnie.
„Wydaje się, że to dopiero początek. Jeśli uda nam się stworzyć lekarstwo na choroby neurologiczne z plastikowej butelki, ekscytujące będzie wyobrażenie sobie, co jeszcze może osiągnąć ta technologia”. – Stephen Wallace, biotechnolog na Uniwersytecie w Edynburgu.
Poza chorobą Parkinsona: szerszy trend
To nie jest odosobnione odkrycie. Ta sama grupa badawcza wykazała wcześniej możliwość genetycznej modyfikacji E. coli do produkcji paracetamolu z tworzywa PET. Podkreśla to rosnącą tendencję w kierunku recyklingu biologicznego, w ramach którego odpady przekształcane są w produkty o wysokiej wartości dodanej, zmniejszając zależność od zasobów pierwotnych.
Czynione są także wysiłki mające na celu poprawę biodegradowalności tworzyw sztucznych już na etapie ich produkcji, co ułatwi ich późniejszy recykling. Zdolność do wytwarzania leków z odpadów stanowi znaczący krok w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym, w której ilość odpadów jest minimalizowana, a zasoby są stale ponownie wykorzystywane.
Skalowanie i przyszłe implikacje
Na razie proces ten pozostaje laboratoryjną weryfikacją koncepcji. Zwiększenie skali na potrzeby produkcji przemysłowej będzie wymagało dalszych badań i optymalizacji. Jednak potencjalne skutki są ogromne: zmniejszenie zależności od paliw kopalnych w produkcji farmaceutycznej, rozwiązanie problemu zanieczyszczeń tworzywami sztucznymi i otwarcie nowych możliwości dla zrównoważonej produkcji chemicznej. Finansowanie badań zapewniła Rada ds. Badań nad Inżynierią i Naukami Fizycznymi (EPSRC) w Wielkiej Brytanii, co podkreśla rosnące zainteresowanie biologią inżynierską jako rozwiązaniem problemów globalnych.
Badanie to pokazuje siłę biotechnologii w rozwiązywaniu wielu problemów środowiskowych i zdrowotnych jednocześnie, oferując wgląd w przyszłość, w której odpady nie są obciążeniem, ale cennym zasobem.
