Um feito científico inovador marca um novo capítulo na medicina e na gestão ambiental: uma bactéria, precisamente modificada por engenharia genética, converteu polietileno tereftalato (PET), o plástico de muitas garrafas, em paracetamol, um fármaco amplamente usado para alívio de dor e redução de febre. Esta conquista notável não só pavimenta caminhos para métodos inovadores na fabricação de medicamentos, mas também oferece uma abordagem potencial para combater a crescente poluição plástica global.
A pesquisa, cujos resultados foram divulgados em junho deste ano na conceituada revista científica Nature Chemistry, fundamentou-se em um processo químico conhecido como rearranjo de Lossen. Stephen Wallace, professor de biotecnologia química da Universidade de Edimburgo, na Escócia, e um dos principais autores do estudo, explicou que esta reação particular viabiliza a conversão de uma molécula éster de hidroxamato em um intermediário de isocianato. Posteriormente, em contato com a água, este isocianato transforma-se em aminas primárias, substâncias cruciais para a síntese de diversas drogas, incluindo o paracetamol.
Paracetamol de PET: Bactéria transforma plástico em remédio
Até a data de publicação da pesquisa, a execução bem-sucedida do rearranjo de Lossen em seres vivos carecia de registros conclusivos. Diante desse desafio, os pesquisadores empreenderam a modificação da bactéria E. coli para que esta pudesse realizar o complexo rearranjo de Lossen sem comprometer sua viabilidade, caracterizando uma reação química biocompatível. O sucesso dessa adaptação foi significativamente atribuído ao fosfato, um elemento químico naturalmente presente no organismo bacteriano e essencial para o processo.
Wallace resumiu a relevância dessa inovação: “Reações biocompatíveis como esta são entusiasmantes porque nos permitem unir o poder da química com a flexibilidade da biologia, abrindo novas portas para a produção de medicamentos e materiais de uma forma mais limpa e sustentável.” A perspectiva de uma síntese de medicamentos menos poluente e mais alinhada com os princípios da economia circular ressoa com os desafios contemporâneos.
O foco do estudo em sustentabilidade foi impulsionado pela promissora ideia de utilizar resíduos plásticos, especificamente PET, como matéria-prima para o paracetamol. Inicialmente, os cientistas decompuseram o plástico em ácido tereftálico, o composto do qual o PET é derivado. A partir daí, a bactéria E. coli geneticamente modificada para efetuar o rearranjo de Lossen demonstrou capacidade de converter esta substância em PABA, um intermediário bioquímico indispensável na rota sintética do paracetamol.
Complementando o processo, Wallace detalhou as etapas seguintes: “Adicionamos mais algumas enzimas, retiradas de bactérias do solo e cogumelos, para que as bactérias possam completar as etapas finais e produzir paracetamol inteiramente dentro da célula. Assim, o PET se transforma em um medicamento, com a biologia fazendo a maior parte do trabalho.” Este mecanismo endógeno reforça a eficiência e a integração biológica da rota sintética desenvolvida.
Os resultados práticos desta iniciativa foram amplamente favoráveis. Em um conjunto de experimentos conduzidos, a bactéria modificada conseguiu uma taxa de conversão de 83% do material derivado do PET no paracetamol, o conhecido fármaco para tratamento de dor e febre. Em outras repetições do experimento, a eficiência da conversão ascendeu ainda mais, alcançando patamares de 86% e impressionantes 92%, atestando a robustez e a viabilidade do método biotecnológico proposto.
Imagem: www1.folha.uol.com.br
A pauta da sustentabilidade desempenhou um papel preponderante na escolha do paracetamol como alvo desta investigação. Atualmente, a fabricação do paracetamol industrialmente depende de combustíveis fósseis e é acompanhada por uma significativa pegada de carbono, conforme pontuou Wallace. O propósito do estudo era demonstrar a existência de rotas mais ecológicas para desenvolver o medicamento, oferecendo simultaneamente um método inovador para diminuir o volume de resíduos plásticos descartados no meio ambiente.
Apesar dos promissores resultados obtidos, é importante ressaltar que o mecanismo de produção via bactéria ainda está distante de alcançar a escala e os números da fabricação industrial convencional de paracetamol. No momento, Wallace e sua equipe de pesquisa estão empenhados em avançar no desenvolvimento desse campo de estudo, buscando aprimorar a eficiência do processo e expandir suas aplicações.
Um dos principais objetivos delineados pelo professor da Universidade de Edimburgo é incrementar a produtividade da bactéria geneticamente modificada. As modificações visam capacitar a E. coli a “crescer mais rapidamente, lidar com concentrações mais altas da matéria-prima derivada do plástico e produzir maiores quantidades de paracetamol”. Estes ajustes são essenciais para viabilizar uma produção em maior escala e de forma mais econômica.
Outros direcionamentos mencionados pelo pesquisador incluem a otimização das condições de fermentação, fator crucial para a escalabilidade da produção e para a redução de custos, além do desenvolvimento de sistemas mais adaptados às demandas e particularidades do ambiente industrial. Estes passos subsequentes são vitais para transformar uma prova de conceito científica em uma solução prática e de impacto.
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A inovação na produção de paracetamol a partir de resíduos PET, mediada por bactérias, representa uma fusão inteligente entre a biotecnologia e a responsabilidade ambiental. Embora desafios inerentes à escalabilidade industrial ainda se apresentem, o avanço indica um caminho promissor para medicamentos mais sustentáveis e uma gestão de plásticos mais eficiente. Para se manter informado sobre as mais recentes descobertas e debates na ciência e sustentabilidade, explore mais artigos em nossa editoria de Análises.
Crédito da imagem: Benoit Tessier – 7.mai.2024/REUTERS
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