- Forschende der Universität Edinburgh haben eine Methode entwickelt, um Plastikmüll in Paracetamol umzuwandeln, indem sie E. coli-Bakterien verwenden. Dieser Durchbruch könnte nachhaltige Produktionsmethoden fördern und die globale Plastikverschmutzung reduzieren. Der Umwandlungsprozess erfolgt bei Raumtemperatur und mit minimalen Kohlenstoffemissionen, was die umweltfreundliche Herstellung des Medikaments ermöglicht. Die Studie könnte der erste dokumentierte Fall von Paracetamol-Produktion aus Plastikabfällen sein, jedoch sind weitere Untersuchungen für industrielle Anwendungen notwendig. Aktuelle Forschungen heben das Potenzial hervor, Plastikabfälle zu wertvollen Produkten mit therapeutischem Nutzen zu transformieren.
Forschende der Universität Edinburgh haben es geschafft, bestimmten Plastikmüll in Paracetamol umzuwandeln, indem sie sich die natürlichen Eigenschaften des weit verbreiteten Bakteriums E. coli zunutze machten. Dieser Durchbruch stellt einen Meilenstein dar, der das Potenzial besitzt, nachhaltigere Produktionsmethoden voranzutreiben und gleichzeitig zur Reduktion der globalen Plastikverschmutzung beizutragen. Die von Stephen Wallace geleitete Studie zeigte, dass E. coli-Zellen Phosphat enthalten, eine organische Verbindung, die in der Lage ist, eine chemische Reaktion namens Lossen-Umlagerung zu katalysieren. Dabei werden die Atome eines Hydroxamatesters neu angeordnet, um eine neue Struktur namens Isocyanat zu bilden, ein chemisches Zwischenprodukt, das durch Reaktion mit Wasser primäre Amine produziert. Diese Substanzen sind essenziell für viele biologische Prozesse und in der Arzneimittelsynthese.
Eine neue Art der Arzneimittelproduktion
Durch das Vorantreiben der synthetischen Biologie gelang es den Wissenschaftlern, die Bakterien so zu manipulieren, dass sie ihre innere Chemie umleiten und eine aus PET abgeleitete Verbindung namens Terephthalsäure in den aktiven Wirkstoff von Paracetamol umwandeln. Sie nutzten einen Fermentationsprozess, ähnlich wie beim Bierbrauen, um die Umwandlung von industriellem PET-Abfall in das Medikament zu beschleunigen, wobei sie Ergebnisse in weniger als 24 Stunden erzielten. Die Ergebnisse zeigten, dass etwa 90 Prozent des Endprodukts Paracetamol entsprachen. Bemerkenswert ist, dass diese Umwandlung bei Raumtemperatur und mit nahezu keinen Kohlenstoffemissionen stattfand, was darauf hindeutet, dass das Medikament umweltfreundlicher hergestellt werden kann. Wallace betonte, dass das Erstaunlichste am Prozess war, dass die Lossen-Umlagerung natürlich in lebenden Bakterien stattfand, ohne dass Laborkatalysatoren erforderlich waren. Das bedeutete, dass die Forschenden die eigenen Fähigkeiten der mikrobiellen Zellen nutzten, um die gewünschte Reaktion auszulösen.
Revolutionäre Möglichkeiten für die Umwelt
Die im Magazin veröffentlichte Arbeit könnte der erste dokumentierte Fall von Paracetamol-Produktion aus Plastikabfällen unter Verwendung von E. coli sein. Die Autoren betonen jedoch, dass weitere Studien notwendig sein werden, um eine industrielle Produktion zu erreichen. Zudem warnen sie, dass die Sicherheit und Wirksamkeit des daraus resultierenden Medikaments beim Menschen noch bewertet werden müssen, sodass zukünftige Forschungen erforderlich sind. Trotz dieser Einschränkungen heben die Wissenschaftler hervor, dass ihre Ergebnisse neue Möglichkeiten eröffnen, um das Problem der Plastikabfälle anzugehen und Treibhausgasemissionen, die mit der Arzneimittelherstellung verbunden sind, zu reduzieren.
Derzeit verbraucht die Herstellung von Medikamenten wie Paracetamol tausende Tonnen fossiler Brennstoffe, insbesondere Erdöl, was erheblich zum Klimawandel beiträgt. Gleichzeitig erzeugt PET über 350 Millionen Tonnen Abfall pro Jahr, was erheblichen Umweltschäden verursacht. Zwar ist dieses Material recycelbar, aktuelle Methoden führen jedoch oft zu Produkten, die die globale Plastikverschmutzung fortsetzen. “Diese Arbeit zeigt, dass PET-Plastik nicht nur ein Abfallprodukt oder ein Material ist, das dazu bestimmt ist, mehr Plastik zu werden: Mikroorganismen können es in wertvolle neue Produkte umwandeln, einschließlich solcher mit therapeutischem Potenzial”, schloss Wallace.
