Dalla bottiglia alla cura: i batteri che trasformano la plastica in un farmaco per il Parkinson
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Redazione Salute
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Il polietilene tereftalato, quel materiale onnipresente che conosciamo come PET e che utilizziamo per le bottiglie d’acqua o i contenitori per alimenti, potrebbe presto smettere di essere semplicemente un rifiuto inquinante per diventare una risorsa preziosa per la medicina. Un gruppo di ricercatori dell’Università di Edimburgo, guidato dal professor Stephen Wallace, ha messo a punto un processo biologico che suona quasi come un paradosso: impiegare batteri geneticamente modificati per convertire gli scarti di plastica in L-Dopa, uno dei farmaci cardine nella lotta contro il morbo di Parkinson. La ricerca, pubblicata sulle pagine della rivista Nature Sustainability, dimostra per la prima volta la fattibilità di trasformare un materiale di scarto, prodotto in oltre cinquanta milioni di tonnellate all’anno a livello globale, in un principio attivo essenziale per la salute umana.
Un ingegnere invisibile: l’E. coli riconvertito a nuovo scopo
Il cuore dell’innovazione, spiegano gli scienziati nel loro studio, risiede nella manipolazione di un batterio molto comune, l’Escherichia coli. In natura, questi microrganismi non sono certo noti per la loro voracità nei confronti della plastica. Tuttavia, il team scozzese è riuscito a ingegnerizzare un ceppo batterico capace di compiere un’autentica trasmutazione chimica. Il processo prende avvio dalla scomposizione del PET nei suoi elementi costitutivi, in particolare l’acido tereftalico. È a questo punto che entrano in scena i batteri modificati: queste piccole fabbriche viventi, operando in condizioni di temperatura e pressione blande (in acqua, a temperatura ambiente), assimilano l’acido tereftalico e, attraverso una cascata di reazioni biologiche, lo convertono in levodopa. Un aspetto particolarmente interessante, emerso dalla sperimentazione, è che il sistema ha funzionato efficacemente anche partendo da una singola bottiglia di plastica post-consumo, dimostrando una flessibilità che apre la strada a possibili applicazioni pratiche. I ricercatori hanno inoltre esplorato l'integrazione di altri elementi di sostenibilità, come l'impiego di glucosio derivato da pane invenduto per alimentare il processo, e l'utilizzo di un microorganismo fotosintetico, la Chlamydomonas reinhardtii, per catturare l'anidride carbonica prodotta in una delle fasi della conversione.
Il valore nascosto del carbonio e la fine della dipendenza dai fossili
La produzione farmaceutica tradizionale, ed è bene ricordarlo, fa ancora largo uso di sostanze chimiche derivanti dal petrolio, una risorsa finita e tutt'altro che ecosostenibile. La novità introdotta dall’équipe britannica risiede proprio nel sovvertire questa logica: invece di estrarre nuovo carbonio dal sottosuolo, lo si va a ripescare da quello già in circolo sotto forma di rifiuti. La plastica, dopotutto, non è altro che una complessa rete di molecole di carbonio, e l'idea di riutilizzarlo per creare qualcosa di utile non è solo affascinante ma profondamente logica. Il professor Wallace ha sottolineato come questo approccio permetta di reimmaginare il concetto stesso di scarto, trasformandolo da problema ambientale a serbatoio potenziale di materie prime seconde. Sebbene la produzione mondiale di L-Dopa sia già ingente e destinata a crescere, vista la diffusione del Parkinson che colpisce circa dieci milioni di individui, l'aspetto più rilevante della scoperta potrebbe rivelarsi la sua replicabilità. Gli stessi autori dello studio suggeriscono che la tecnologia alla base di questo "bio-upcycling" potrebbe essere adattata per produrre altre molecole complesse, come aromi, fragranze o altri composti chimici di interesse industriale.
Oltre la prova di concetto: le sfide per il domani
Bisogna tuttavia guardare a questi risultati con il cauto ottimismo che la scienza impone. Lo studio pubblicato su Nature Sustainability, per quanto promettente, rappresenta una dimostrazione di principio, una prova che il meccanismo funziona. La strada che porta dalla provetta alla produzione industriale su larga scala è lastricata di ostacoli tecnici e ingegneristici non indifferenti. I ricercatori stessi ammettono che il processo attuale necessita di ottimizzazioni sostanziali per migliorarne la resa e, soprattutto, la scalabilità. Occorrerà mettere a punto metodi più efficienti per recuperare la L-Dopa dal brodo di fermentazione in cui viene prodotta e stabilizzare geneticamente i batteri, integrando le vie metaboliche direttamente nel loro genoma per evitare il ricorso a antibiotici nei fermentatori di grandi dimensioni. Si tratta di passaggi obbligati per rendere il procedimento economicamente competitivo e industrialmente sostenibile. Il gruppo di ricerca ha già annunciato che il prossimo passo sarà proprio concentrarsi su questi aspetti, cercando di perfezionare il sistema per avvicinarlo a un'applicazione concreta. L'ipotesi, a questo punto, è che il carbonio intrappolato nei nostri rifiuti possa un giorno diventare una materia prima ordinaria per l'industria farmaceutica, chiudendo un cerchio che dall'inquinamento porta alla cura.




