Эдинбургские ученые разработали технологию, позволяющую превращать пластиковые отходы в лекарственное вещество, применяемое для лечения болезни Паркинсона. Новый подход может одновременно помочь в борьбе с загрязнением окружающей среды и предложить альтернативный способ производства фармацевтических препаратов.
В центре исследования оказался полиэтилентерефталат (ПЭТ) – распространенный вид пластика, из которого изготавливают бутылки и упаковку для напитков и продуктов. Ученым впервые удалось преобразовать этот материал в леводопу (L-DOPA) – одно из основных лекарств, применяемых для терапии болезни Паркинсона.
Ключевую роль в технологии играют генетически модифицированные бактерии кишечной палочки E. coli. Научная группа под руководством профессора Стивена Уоллеса разработала систему биохимических реакций, в ходе которой пластиковые отходы сначала расщепляются до терефталевой кислоты. Именно она становится источником углерода для микроорганизмов.
Используя эту кислоту в качестве «питания», бактерии перестраивают молекулы и в результате серии биохимических процессов синтезируют леводопу. Этот препарат используется для восполнения дефицита дофамина в мозге пациентов, страдающих болезнью Паркинсона.
По словам специалистов, новая технология может стать примером так называемой восходящей переработки отходов. Вместо обычной утилизации пластик превращается в продукт с высокой добавленной стоимостью – лекарственное вещество.
Эксперты отмечают, что ежегодно в мире производится около 50 млн. тонн ПЭТ-пластика, и значительная его часть оказывается на свалках или в океане. Использование таких отходов как сырья для биотехнологических процессов может существенно снизить нагрузку на окружающую среду.
Кроме того, разработка позволяет отказаться от традиционных методов химического синтеза, которые часто требуют использования ископаемого топлива и токсичных реагентов. Биологическое производство лекарств с помощью микроорганизмов считается более экологичным и потенциально экономичным.
Ученые полагают, что в будущем подобные технологии могут стать основой новой отрасли биопереработки. В специальных биореакторах бактерии смогут превращать пластиковые отходы не только в лекарства, но и в другие востребованные вещества – например ароматизаторы, красители и химические компоненты для промышленности, написали в научном журнале Nature Sustainability.
Пока технология продемонстрировала эффективность лишь в лабораторных условиях. Следующий этап исследований связан с увеличением скорости работы микроорганизмов, снижением стоимости процесса и масштабированием производства до промышленного уровня.
