El tema de la contaminación por plásticos no es nada nuevo, estos materiales se han esparcido por diferentes ecosistemas, alterándolos y causando su deterioro. Pero gracias a nuevo e interesante método, hongos genéticamente modificados podrían convertir residuos de polietileno en productos con utilidad farmacológica.
Nuevo método combina la degradación catalítica y el metabolismo fúngico para elaborar productos de interés farmacológico a partir de residuos plásticos. Fuente: imagen elaborada en Powerpoint, las imágenes de residuos y de los medicamentos son de dominio público.
Sabemos que los plásticos se han vuelto uno de los materiales más importantes del mundo moderno, por las innumerables mejoras que han incorporado a nuestra calidad de vida, siendo indispensables para la elaboración de un gran número de utensilios, envases, partes de autos y componentes de artículos electrónicos; por lo que la producción de plásticos aumenta año tras a año en millones de toneladas. Pero esto también significa mucha basura, puesto que solo un pequeño porcentaje de los plásticos es reciclado, y un gran porcentaje termina acumulándose en el suelo o contaminando los mares y océanos de todo el mundo, degradándose en pequeñas partículas que ponen en riesgo nuestra propia salud.
Muchos desechos plásticos contaminan nuestros océanos. Fuente: pixabay.com.
Y dentro del grupo de los materiales que llamamos plásticos, los polietilenos resultan especialmente problemáticos por dos razones; por un lado es de los plásticos más comunes y versátiles, por sus propiedades mecánicas y fisicoquímicas es muy utilizado para la fabricación de bolsas de todo tipo, envases para alimentos o envases para detergentes y cosméticos, por mencionar solo algunos usos, entre los que destacan los productos que prácticamente tienen un solo uso, lo que genera una gran cantidad de residuos.
Por otro lado, esas mismas propiedades que lo hacen un plástico muy utilizado, dificultan su reciclaje, ya que a pesar de que el polietileno es el polímetro más simple de todos, es un polímetro constituido de largas cadenas lineales, cuyos átomos de carbono se hayan muy bien unidos, formando una microestructura muy robusta en la que difícilmente se encuentra buenos puntos de ruptura donde se pudiera dividir la cadena en compuestos específicos, sino que los métodos de reciclaje convencionales conducen hacia la producción de una mezcla de compuestos de diferentes longitudes de poco valor o utilidad.
Estructura molecular del polietileno. Fuente: imagen elaborada en Powerpoint.
Y ya que es probable que los polietilenos sigan siendo omnipresentes en nuestra vida cotidiana, lo ideal será encontrar métodos viables de reciclaje que recuperen el valor de estos materiales a fin de minimizar el impacto ambiental de los mismos.
Al respecto, un equipo de cientificos de la Universidad del Sur de California y de la Universidad de Kansas, han presentado un nuevo enfoque, y han desarrollado un nuevo método con fundamentos químico y biológico para reciclar residuos de polietileno y obtener productos valiosos y con interés farmacológico. El proceso consiste básicamente en la conversión catalítica del polietileno en presencia de oxígeno para formar una variedad de diácidos carboxilicos, para luego, alimentar estos compuestos a hongos geneticamente modificados que se encargan de convertir estos productos de forma natural en otros productos de mayor valor.
Según los resultados de la investigación, este equipo logró demostrar que los residuos de polietileno se pueden degradar por métodos químicos rápidamente generando sustratos adecuados que pueden ser convertidos mediante el metabolismo fúngico en otros productos, logrando convertir dichos sustratos derivados del polietileno en diversos asperbenzaldehído, citreoviridina y mutilina, con buenos rendimientos.
Las moléculas de polietileno se degradan químicamente formando una mezcla de diácidos carboxílicos, que luego son metabolizados por los hongos. Fuente: imagen elaborada en Powerpoint con datos de la investigación.
Para el experimento el equipo recolectó residuos plásticos de una bahía, después los clasificaron y seleccionaron los polietilenos para su degradación catalítica, convirtiéndolos en una mezcla de diácidos carboxilicos, de esta mezcla resultante separaron los diácidos carboxilicos de cadena corta ya que resultan tóxicos para los hongos, pero que pueden ser usados para la síntesis de plásticos biodegradables; y los diácidos carboxilicos de cadena larga (>10 átomos de carbono) fueron utilizados para alimentar cepas diseñadas de hongos Aspergillus nidulans, hongos que crecen muy rápido y ya se utilizan para producir medicamentos, como la penicilina.
Mediante micrografías de contraste lograron determinar la abundancia de de cristales de asperbenzaldehído en el medio de cultivo líquido, un compuesto que ha despertado mucho interés para el desarrollo de terapias que inhiban la agregación anormal de una proteína causante de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas. También se produjeron compuestos como la citreoviridina, un grupo de policétidos de polieno que suelen contener una fracción pirona terminal, que muestran una potente actividad antitumoral.
Estructura de una molécula de citreoviridina. Fuente: imagen elaborada en Powerpoint.
Los productos naturales fúngicos ya han demostrado ser una rica fuente de compuestos útiles para la industria farmacéutica, por su amplia variedad de actividades biológicas, y añadir la degradación de plásticos para producir productos útiles de este tipo es una gran contribución para la industria y para el medio ambiente.
Esperemos que métodos como este le agregue mayor valor económico a los residuos de polietileno, para que puedan ser vistos como una materia prima y no solo como un desecho.
Bueno amigos, espero les haya gustado la información. ¡Hasta la próxima!
Referencias
Wikipedia.org. Polietileno
Chris Rabot, Yuhao Chen, Swati Bijlani, et al. (2022). Conversion of Polyethylenes into Fungal Secondary Metabolites; Angewandte Chemie International Edition.
Siwen Yuan, Zhizeng Gao, et al. (2020). Anticancer fungal natural products: Mechanisms of action and biosynthesis,European Journal of Medicinal Chemistry, Vol. 202.
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Hola @emiliomoron
Justamente hace unos meses ví en las playas de la península de Paraguana una playa que parece estar abandonada llena de mucha basura, pero lo que más abundaba eran botellas de plástico y me causo mucha tristeza observar tal situación, porque lamentablemente somos nosotros quienes estamos acabando con el planeta, es por eso que últimamente me gusta comprar productos de la marca farmatodo porque ellos están empleando la técnica de que compres el envase de plástico una sola vez y luego lo recargas produciendo menos impacto ambiental, además que no utilizan animales para pruebas de estos productos. Ahora bien, me parece interesante los resultados que estás investigaciones sobre el aprovechamiento de estos productos, lo que sería bueno saber es el costo de las técnicas que se aplican, para saber al nivel económico que tan rentables pueden ser; aunque ya el hecho de aprovecharlos y ayudar al ambiente para mí es maravilloso.
Excelente artículo, gracias por compartirlo con nosotros 💕
Hola @hannymarchan, gracias por pasar a leer, me alegra que te gustara el artículo. Y si, tristemente somo nosotros mismos los que arruinamos nuestras hermosas playas con toda esa basura, esperemos que se puedan desarrollar este y otros métodos que permita aprovechar todos esos residuos plásticos.