Un equipo internacional de científicos ha demostrado por primera vez que los residuos plásticos pueden convertirse en medicamentos esenciales como el paracetamol, utilizando bacterias genéticamente modificadas y reacciones químicas biocompatibles. El hallazgo, publicado en Nature Chemistry, no solo abre nuevas vías para la producción sostenible de fármacos, sino que también plantea una solución innovadora al grave problema medioambiental del plástico de un solo uso.
Cada año se generan más de 350 millones de toneladas de residuos de plástico, principalmente de envases y botellas fabricados con tereftalato de polietileno (PET). Solo una fracción mínima se recicla adecuadamente. Mientras tanto, la fabricación de medicamentos como el paracetamol sigue dependiendo en gran medida de combustibles fósiles, contribuyendo de forma significativa al cambio climático.
En este contexto, investigadores del Laboratorio Wallace de la Universidad de Edimburgo han desarrollado un método para transformar PET en paracetamol utilizando la bacteria E. coli, genéticamente reprogramada. El proceso, basado en la fermentación microbiana, convierte un compuesto intermedio del PET —el ácido tereftálico— en paracetamol en menos de 24 horas y prácticamente sin emisiones de carbono.
«Este trabajo demuestra que el plástico PET no es sólo un desecho o un material destinado a convertirse en más plástico: los microorganismos pueden transformarlo en nuevos productos valiosos, incluidos aquellos con potencial para tratar enfermedades», explicó el profesor Stephen Wallace, líder del estudio.
La eficiencia es notable: el 90 % del producto resultante de la transformación es paracetamol puro. Y lo que es más importante, el procedimiento se realizó a temperatura ambiente y en condiciones acuosas, evitando los procesos térmicos contaminantes propios de la síntesis industrial tradicional.
Química viva: uso de bacterias
Pero la clave del avance no está solo en la modificación genética, sino también en la incorporación de un proceso químico no enzimático dentro de células vivas: el reordenamiento de Lossen. Tradicionalmente, esta reacción se ha estudiado en contextos puramente sintéticos. Ahora, por primera vez, se ha demostrado que puede ocurrir de forma espontánea y segura dentro de bacterias vivas, catalizada únicamente por fosfatos presentes en el medio celular.
El equipo utilizó una cepa de E. coli auxotrófica, incapaz de sintetizar ácido para-aminobenzoico (PABA), un componente esencial en la biosíntesis del ácido fólico. Alimentando a estas bacterias con un precursor derivado del PET (sintetizado en dos pasos a partir de botellas de plástico) se logró que el reordenamiento de Lossen generase PABA in vivo, restaurando así su crecimiento celular.
Este fenómeno permitió a los investigadores monitorear en tiempo real la eficacia del proceso mediante la densidad óptica del cultivo bacteriano. A su vez, se demostró que la reacción era biocompatible, no tóxica y que incluso se aceleraba en presencia de células metabólicamente activas.
La implicación más notable de este hallazgo es que el crecimiento de bacterias puede condicionarse directamente a la presencia de productos derivados del reciclaje de plástico, como PABA, y orientar esa energía metabólica hacia la biosíntesis de moléculas terapéuticas.
«La síntesis del sustrato del reordenamiento de Lossen se logró a partir de una botella de PET de desecho y se incorporó metabólicamente para generar biomasa y controlar las biotransformaciones de células completas», detallan los autores en el estudio. Este sistema convierte el PET en un recurso para alimentar procesos microbianos que producen medicamentos en lugar de contaminar el planeta.
Además, el compuesto derivado del plástico PET fue integrado en una ruta biosintética de novo que conduce a la producción de paracetamol dentro de la célula, una estrategia que no podría lograrse únicamente mediante síntesis química o biológica. El enfoque combina lo mejor de ambos mundos: la versatilidad de la química orgánica y la especificidad del metabolismo celular.
El futuro de la química sintética está vivo
Este estudio marca un hito en la llamada «química biocompatible», una disciplina emergente que busca integrar reacciones químicas sintéticas dentro de organismos vivos, como las bacterias, sin afectar su viabilidad ni su metabolismo. «Debemos considerar esta química biocompatible como complementaria al diseño y la ingeniería de enzimas. Su integración cooperativa en células vivas puede expandir radicalmente las posibilidades de la síntesis química en biología sintética», concluyó Wallace.
Más allá de su relevancia científica, este descubrimiento abre la puerta a una nueva economía circular, en la que los residuos plásticos no sólo se reciclan, sino que se convierten en activos para la salud pública. En lugar de incinerar millones de toneladas de PET, podríamos estar transformándolas en medicamentos esenciales mediante procesos limpios, eficientes y a escala microbiana.
Con una producción mundial de PET que alcanza los 56 millones de toneladas anuales, y más del 80% destinado a un solo uso, el potencial de esta tecnología es inmenso. Si se logra escalar este modelo a nivel industrial, el impacto medioambiental y sanitario podría ser transformador.
