Нов метод за производство на лекарства превръща пластмасовите отпадъци в парацетамол за 24 часа

Учените са открили начин да превърнат пластмасовите отпадъци в парацетамол, известен също като ацетаминофен с помощта на обикновена бактерия. Пробивът, разработен от изследователи от лабораторията „Уолъс“ на Единбургския университет е начин обезболяването да стане по-евтино и по-устойчиво.

Понастоящем парацетамолът се произвежда от изкопаеми горива като суров петрол, като се използват енергоемки процеси, при които се отделят големи количества въглеродни емисии. Всяка година се изгарят хиляди тонове изкопаеми горива, за да се захранват фабриките, които произвеждат парацетамол и други лекарства.

За разлика от това, новият метод използва генетично препрограмирана E. coli – безвредна бактерия, която превръща терефталовата киселина (съединение, което се съдържа в пластмасовите бутилки) в парацетамол.

Процесът се извършва при стайна температура и не отделя почти никакви въглеродни емисии. Изследователите използват техника за ферментация, подобна на тази при варенето на бира, като за по-малко от 24 часа превръщат пластмасовите отпадъци от промишлен полиетилен терефталат (PET) в парацетамол.

При лабораторните тестове 90% от произведените химикали са чист парацетамол, което показва силни ранни резултати. В процеса на работа изследователите откриват, че химическа реакция, наречена пренареждане на Лосен (досега невиждана в природата) може да се осъществи в живите клетки.

Те са превърнали PET пластмасата в междинно съединение, което при инкубация с генетично модифицирана E. coli се е трансформирало в PABA – молекула, която бактериите обикновено използват за създаване на ДНК.

Тъй като обичайният път на бактериите за производство на PABA е блокиран, те са принудени да разчитат на суровина на базата на PET. Забележително е, че реакцията протича спонтанно в клетките, катализирана от естествено срещащ се фосфат, въпреки че обикновено изисква сериозни лабораторни условия. Това показва, че пластмасовите отпадъци могат да бъдат биологично преобразувани в основни химикали.

След това изследователите направиха още една стъпка напред, като вмъкнаха два допълнителни гена – един от гъби и друг от почвени бактерии, които позволиха на E. coli да превърне PABA в парацетамол. Това нововъведение може да помогне и за справяне с глобалното замърсяване с пластмаса.

PET пластмасата, здрав и лек материал, използван в опаковките за храни и бутилките за напитки представлява над 350 милиона тона отпадъци всяка година. Въпреки че технически тя може да се рециклира, повечето методи все още създават продукти, които в крайна сметка отново влизат в потока на отпадъците.

Екипът казва, че е необходимо по-нататъшно развитие, преди методът да бъде разширен за търговско производство, но ранните резултати показват силен потенциал за създаване на достъпни и нискоемисионни алтернативи на традиционното производство на лекарства.

Според експертите революционното изследване е голяма стъпка напред в съчетаването на биологията и химията за изграждане на по-чисти, кръгови системи за производство на лекарства, като същевременно се намаляват отпадъците, емисиите на парникови газове и зависимостта от изкопаеми горива.

Изследването, публикувано в Nature Chemistry е финансирано от британската EPSRC и AstraZeneca и подкрепено от EI.