Ученые из Эдинбургского университета разработали новый способ переработки пластиковых отходов, который позволяет получать из них леводопу — один из основных препаратов для лечения болезни Паркинсона. Исследователи впервые смогли превратить полиэтилентерефталат, или ПЭТ-пластик, который широко используется для упаковки напитков и продуктов, в важное лекарственное средство.
Главную роль в этом процессе играют специально измененные бактерии кишечной палочки. Команда под руководством профессора Стивена Уоллеса предложила технологию, которая одновременно решает сразу 2 задачи: помогает использовать пластиковые отходы с пользой и создает более устойчивый способ выпуска фармацевтической продукции.
Ежегодно в мире производят около 50 млн тонн ПЭТ-пластика. Значительная часть этого объема после использования оказывается на свалках или попадает в океан. Исследователи решили рассматривать такой пластик не как мусор, а как полезный источник углерода, который можно использовать в биотехнологии.
Разработанная схема начинается с расщепления пластиковых отходов до терефталевой кислоты. Именно это вещество становится основой для дальнейшего процесса. После этого кислоту используют как питательную среду для модифицированных бактерий E. coli. Внутри этих микроорганизмов углеродные молекулы проходят через цепочку заранее настроенных биохимических реакций, в результате чего образуется леводопа.
Этот препарат необходим людям с болезнью Паркинсона, поскольку помогает восполнять дефицит дофамина в мозге. Авторы работы отмечают, что новый подход отличается от традиционного фармацевтического производства тем, что позволяет отказаться от ископаемого сырья и токсичных химических методов синтеза.
По словам доктора Лиз Флетчер из Промышленного биотехнологического инновационного центра, превращение пластиковых бутылок в лекарство — это не просто необычный способ переработки отходов. Речь идет о создании таких производственных процессов, которые будут работать в согласии с природными механизмами и приносить практическую пользу.
Профессор Шарлотта Дин из Британского исследовательского совета по инженерным и физическим наукам подчеркнула, что эта работа показывает возможности инженерной биологии в решении важных общественных задач. По ее словам, речь идет о технологии, которая позволяет превращать углерод из отходов в продукцию, способную улучшать качество жизни людей.
Новый метод относится не к обычной утилизации, а к так называемой восходящей переработке, когда отходы не просто уничтожают, а превращают в более ценный продукт. В данном случае пластиковый мусор становится сырьем для получения медицинского препарата, что одновременно может снизить нагрузку на окружающую среду и сократить экологический след промышленности.
Успешный лабораторный результат открывает возможности для появления целой отрасли биопереработки. В перспективе подобные установки с бактериями смогут производить не только лекарства, но и красители, ароматизаторы, а также другие востребованные соединения.
Пока технология подтверждена только в лабораторных условиях. Сейчас ученые работают над следующим этапом — им нужно ускорить работу бактерий, снизить себестоимость процесса и увеличить количество готового продукта. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Sustainability.
