Bactéria E. coli é alterada para transformar lixo plástico em paracetamol

Um estudo publicado recentemente na revista Nature Chemistry pode ser considerado uma combinação impressionante entre engenharia genética, química e consciência ambiental. Em uma experiência inusitada, cientistas usaram uma bactéria para transformar plástico de garrafas PET em paracetamol. É a primeira vez na história que cientistas conseguiram realizar uma reação química sofisticada — no caso, o “rearranjo de Lossen” — não em um tubo de ensaio, como normalmente acontece, mas sim dentro da bactéria E. coli, e sem matar ou prejudicar a célula. Atualmente, a maioria dos medicamentos, inclusive o paracetamol, é produzida com derivados do petróleo como matéria-prima. Dessa forma, usar lixo plástico como matéria-prima é uma solução ambientalmente vantajosa, pois reduz a dependência do petróleo, e transforma um poluente em remédio popular. Como prova experimental em ambiente intracelular, os cientistas criaram uma linhagem de E. coli geneticamente modificada para ser incapaz de produzir PABA (ácido para-aminobenzoico). Essa substância é fundamental para que a bactéria cresça, pois é um dos blocos de construção do ácido fólico. Isso cria um dilema, pois, uma vez modificada, a bactéria só cresce se receber PABA do meio externo, ou se for capaz de fabricá-lo de outra maneira. É aí que entra em ação a reação de Lossen usada no estudo. Ao fornecerem à cultura, um substrato desse processo, os autores reativaram o crescimento das bactérias. O substrato — um O-acil hidroxamato — é um composto com nitrogênio e oxigênio ligados a uma cadeia acilada, que pode ser transformada em isocianato e depois em amina aromática, no caso o PABA. Só que inovação não parou por aí. Os autores resolveram converter as bactérias em pequenas fábricas celulares. Para isso, pegaram um componente das garrafas PET, o ácido tereftálico, e o transformaram em compostos que foram absorvidos pelas bactérias Escherichia coli. Dentro delas, ocorreram duas etapas cruciais. A primeira foi o rearranjo de Lossen, uma reação química não natural, que produziu o PABA a partir do derivado do plástico. A segunda foi uma rota biossintética enzimática, criada pela engenharia genética, que converteu o PABA em paracetamol. Além de extraordinariamente eficiente, o processo desenvolvido pelos cientistas se mostrou ambientalmente vantajoso. Das moléculas de PABA que entraram no processo, 92% foram convertidas em paracetamol em apenas dois dias, tempo considerado rápido para esse tipo de reação. A eficiência se manteve alta mesmo quando o processo começou diretamente com o resíduo plástico, e não apenas com o PABA puro. O método funciona em temperatura ambiente e as bactérias fazem todo o trabalho sozinhas, sem necessidade de reatores industriais ou produtos químicos tóxicos.