Bottiglie di plastica trasformate in farmaci per il Parkinson
I ricercatori di Edimburgo sviluppano un'alternativa alle materie prime di origine fossile nella produzione farmaceutica
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Uno studio dimostra che un farmaco per il trattamento del morbo di Parkinson può essere ricavato dai rifiuti delle bottiglie di plastica grazie a un metodo pionieristico. L'approccio sfrutta la potenza dei batteri per trasformare la plastica post-consumo in L-DOPA, un farmaco di prima linea per il disturbo neurologico. Secondo i ricercatori, è la prima volta che un processo biologico naturale viene ingegnerizzato per trasformare i rifiuti di plastica in un farmaco per una malattia neurologica.
Gli scienziati dell'Università di Edimburgo hanno ingegnerizzato i batteri E. coli per trasformare un tipo di plastica ampiamente utilizzato negli imballaggi di alimenti e bevande - il polietilene tereftalato, o PET - in L-DOPA. Il processo prevede innanzitutto la scomposizione dei rifiuti di PET - di cui si producono circa 50 milioni di tonnellate all'anno - in blocchi chimici di acido tereftalico. Le molecole di acido tereftalico vengono poi trasformate in L-DOPA dai batteri ingegnerizzati attraverso una serie di reazioni biologiche.
L'uso della nuova tecnica per produrre L-DOPA è più sostenibile rispetto ai metodi tradizionali di produzione di farmaci, che si basano sull'uso di combustibili fossili limitati, afferma il team.
È urgente trovare nuovi metodi per riciclare il PET, una plastica resistente e leggera derivata da materiali non rinnovabili come il petrolio e il gas, afferma il team. I processi di riciclaggio esistenti non sono completamente efficienti e contribuiscono all'inquinamento da plastica in tutto il mondo.
Questo progresso offre un modo sostenibile di riutilizzare il prezioso carbonio contenuto nei rifiuti di plastica che altrimenti andrebbe perso in discarica, nell'incenerimento o nell'inquinamento ambientale, afferma il team.
Potrebbe aprire la strada alla crescita di un'industria del bio-riciclo per la produzione non solo di farmaci, ma anche di un'ampia gamma di prodotti, tra cui aromi, profumi, cosmetici e prodotti chimici industriali.
Dopo aver dimostrato la produzione e l'isolamento della L-DOPA su scala preparativa, il team si concentrerà sull'avanzamento della tecnologia verso l'applicazione industriale. Ciò comporterà l'ulteriore ottimizzazione del processo, il miglioramento della sua scalabilità e l'ulteriore valutazione delle sue prestazioni ambientali ed economiche.
I risultati sono pubblicati sulla rivista Nature Sustainability. La ricerca è stata finanziata da UK Research and Innovation (UKRI) e dall'Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC), con il laboratorio di prova e centro di innovazione Impact Solutions come partner industriale.
La ricerca è stata condotta presso un nuovo polo pionieristico che intende contribuire a trasformare l'industria manifatturiera britannica convertendo i rifiuti industriali in prodotti chimici e materiali preziosi e sostenibili. Il Carbon-Loop Sustainable Biomanufacturing Hub (C-Loop), del valore di 14 milioni di sterline, è sostenuto dall'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), parte dell'UKRI.
La ricerca è sostenuta da Edinburgh Innovations, il servizio di commercializzazione dell'Università di Edimburgo.
La dott.ssa Susan Bodie, direttore dello sviluppo dell'innovazione e delle licenze presso Edinburgh Innovations, ha dichiarato: "Il professor Wallace è uno dei numerosi ricercatori all'avanguardia dell'Università che utilizzano tecniche di biologia ingegneristica innovative e sostenibili per valorizzare i rifiuti, anche con partner industriali nell'ambito del nuovo Carbon Loop Hub. Queste tecniche potrebbero contribuire a realizzare una rivoluzione verde nella produzione industriale nel Regno Unito e oltre, e invitiamo le aziende interessate a collaborare con noi a mettersi in contatto".
La dottoressa Liz Fletcher, direttore dell'impatto e vice direttore generale dell'IBioIC, ha dichiarato: "Questo progetto evidenzia il potenziale della biologia per rimodellare il modo in cui pensiamo ai rifiuti. Trasformare le bottiglie di plastica in un farmaco per il Parkinson non è solo un'idea di riciclo creativo, ma un modo per riprogettare i processi che lavorano con la natura per ottenere benefici reali. Dimostrando che un materiale dannoso può essere convertito in qualcosa che migliora la salute umana, il team sta dimostrando che le applicazioni sostenibili e di alto valore della biologia sono sia pratiche che efficaci".
La professoressa Charlotte Deane, presidente esecutivo dell'UKRI EPSRC, ha dichiarato: "Questa ricerca dimostra l'enorme potenziale della biologia ingegneristica per affrontare alcune delle sfide più urgenti della società. Convertendo la plastica dismessa in un trattamento per il morbo di Parkinson, il team dell'Università di Edimburgo ha dimostrato come il carbonio che altrimenti andrebbe perso in discarica o nell'inquinamento possa essere trasformato in prodotti di alto valore che migliorano la vita. È un ottimo esempio di come l'investimento dell'EPSRC in C-Loop stia consentendo approcci produttivi innovativi e sostenibili a beneficio sia delle persone che del pianeta".
Il professor Stephen Wallace, della Scuola di Scienze Biologiche dell'Università di Edimburgo, che ha guidato lo studio, ha dichiarato: "Questo sembra solo l'inizio. Se siamo in grado di creare farmaci per le malattie neurologiche da una bottiglia di plastica di scarto, è emozionante immaginare cos'altro questa tecnologia potrebbe realizzare". I rifiuti di plastica sono spesso considerati un problema ambientale, ma rappresentano anche una vasta fonte di carbonio non sfruttata. Ingegnerizzando la biologia per trasformare la plastica in un farmaco essenziale, dimostriamo come i materiali di scarto possano essere reimmaginati come risorse preziose a sostegno della salute umana".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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