Investigadores brasileños identifican una bacteria capaz de transformar residuos plásticos en bioplástico

Denominado BR4, el microorganismo descompone el PET y produce PHB, un biopolímero de alta calidad que puede emplearse en la fabricación de envases sostenibles y en aplicaciones biomédicas

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Un estudio brasileño obtuvo resultados prometedores en el uso de microorganismos para la degradación de plásticos y la producción de bioplásticos, avanzando también en la comprensión de las enzimas y vías bioquímicas involucradas en el proceso. Los detalles fueron descritos en el periódico Science of The Total Environment.

Después de la crisis climática, la contaminación por plásticos se ha convertido en uno de los problemas ambientales más graves. Anualmente, alrededor de 350 millones de toneladas de plástico se convierten en residuos. De ese total, aproximadamente el 40 % corresponde a envases. Estos datos fueron recopilados por el banco Credit Suisse; según la misma fuente, del total de residuos plásticos generados, el 46 % se destina a vertederos, el 17 % se incinera y solo el 15 % se recicla.

Además de tener un impacto limitado, el reciclaje, tal como se practica actualmente, no constituye una solución real al problema. “No resuelve la situación porque, en general, se obtienen plásticos con propiedades y aplicaciones inferiores, que también serán desechados al final de su uso”, argumenta el investigador Fábio Squina, profesor de la Universidad de Sorocaba (Uniso) y coordinador del estudio, que contó con la colaboración de las universidades Estadual de Campinas (Unicamp) y Federal del ABC (UFABC).

Comunidades microbianas

A partir de muestras de suelo contaminado con plásticos, los científicos desarrollaron comunidades microbianas capaces de degradar materiales como el polietileno (PE) y el tereftalato de polietileno (PET). El análisis metagenómico de estas comunidades permitió identificar nuevos microorganismos y enzimas asociadas a la degradación de polímeros. Uno de los principales hallazgos fue el desarrollo de una cepa de Pseudomonas sp., denominada BR4, que no solo descompone el PET, sino que también produce polihidroxibutirato (PHB), un bioplástico de alta calidad. Enriquecido con unidades de hidroxivalerato (HV), este material presenta mayor flexibilidad y resistencia en comparación con el PHB puro, pudiendo utilizarse en la fabricación de envases sostenibles y en aplicaciones biomédicas.

“Para llegar a este y otros resultados, secuenciamos los genomas de 80 bacterias presentes en las comunidades microbianas, identificando especies ya descritas en la literatura, así como otras nuevas, asociadas a la degradación de polímeros plásticos. También evaluamos el potencial genético de cada una para codificar enzimas implicadas en la degradación de polímeros”, explica Squina.

Además, el estudio mapeó transportadores y vías metabólicas implicadas en la degradación y asimilación de polímeros plásticos. “Las comunidades microbianas mostraron características notables, degradando polímeros mediante interacciones cooperativas entre bacterias y vías bioquímicas especializadas”, comenta el investigador.

Apoyada por la FAPESP a través de 13 proyectos (15/23279-6, 19/19360-3, 20/11019-8, 21/04254-3, 22/14112-4, 23/04782-5, 23/04828-5, 23/12398-0, 23/04941-6, 23/08832-7, 20/05784-3, 22/05731-2 y 22/08958-8), la investigación evidenció el potencial de los enfoques ómicos en comunidades microbianas como una plataforma prometedora para descubrir enzimas y microorganismos aplicables a la conversión de plásticos derivados del petróleo en biopolímeros. El trabajo también sugiere que plataformas como las utilizadas pueden aplicarse a otros tipos de plásticos, ampliando así el impacto de la tecnología.

Y añade: “Además de producir bioplásticos, los microorganismos pueden ser aprovechados para la producción de otros compuestos químicos con aplicaciones en agricultura, cosmética e industria alimentaria”. Sin embargo, advierte que se necesitan más investigaciones para validar estos descubrimientos en condiciones ambientales reales y para optimizar el rendimiento de los microorganismos.

Un informe elaborado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) muestra que el plástico representa el 85 % de los residuos que llegan a los océanos. Y que el volumen de plásticos que fluye hacia el mar podría casi triplicarse para 2040, amenazando a todas las especies que dependen del entorno marino para vivir, desde plancton y moluscos hasta aves, tortugas y mamíferos. Los corales, manglares y pastos marinos también podrían asfixiarse por residuos plásticos que impiden el paso de oxígeno y luz. Otro tema emergente es la contaminación por microplásticos, que afecta el suelo, el agua y el aire, y se aloja de forma insidiosa en los órganos humanos.

Mientras los gobiernos aún hacen poco para detener y revertir el proceso, un ejemplo de lo que también ocurre con la crisis climática, la comunidad científica se ha esforzado por encontrar soluciones. El presente estudio es una contribución en ese sentido.

El artículo Plastic-degrading microbial communities reveal novel microorganisms, pathways, and biocatalysts for polymer degradation and bioplastic production puede ser accesado en: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969724050253?via%3Dihub.