کشف روشی نوین: تبدیل زباله‌های پلاستیکی به داروی پارکینسون با باکتری

در یک پیشرفت علمی چشمگیر، دانشمندان موفق به کشف روشی نوین برای تبدیل زباله‌های پلاستیکی رایج به داروی حیاتی لوودوپا شده‌اند که برای درمان بیماری پارکینسون کاربرد دارد. این دستاورد نه تنها دریچه‌ای تازه به سوی مدیریت پایدار پسماندهای پلاستیکی می‌گشاید، بلکه راهکاری دوستدار محیط زیست برای تولید داروهای ضروری ارائه می‌دهد.

پلاستیک PET و داروی لوودوپا

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، نوعی پلاستیک که به وفور در بطری‌ها و بسته‌بندی‌ها یافت می‌شود و به معضلی زیست‌محیطی تبدیل شده است، اکنون می‌تواند به داروی لوودوپا تبدیل شود. لوودوپا به عنوان «استاندارد طلایی» در کنترل مشکلات حرکتی ناشی از بیماری پارکینسون شناخته می‌شود.

نقش کلیدی باکتری اشریشیا کولی

تیمی از محققان دانشگاه ادینبرو در اسکاتلند، با بهره‌گیری از باکتری‌های اشریشیا کولی (E. coli) مهندسی‌شده، فرآیندی پایدار برای این تبدیل را توسعه داده‌اند. این روش، برخلاف شیوه‌های کنونی تولید لوودوپا که به شدت به سوخت‌های فسیلی وابسته هستند، رویکردی سبز و پایدار محسوب می‌شود.

«این کار نشان می‌دهد که چگونه زیست‌شناسی مهندسی می‌تواند مونومرهای آروماتیک مشتق‌شده از پلاستیک را به داروهای با ارزش بالا برای درمان بیماری‌های عصبی در انسان تبدیل کند.»

فرآیند پیچیده تبدیل

تبدیل پلاستیک به دارو به سادگی یک فرآیند مستقیم نیست. ابتدا پلاستیک PET باید به اجزای تشکیل‌دهنده‌اش، از جمله اسید ترفتالیک (TPA) تجزیه شود. سپس، محققان با ایجاد یک مسیر متابولیکی جدید در باکتری E. coli و یک واکنش زنجیره‌ای شیمیایی هدایت‌شده توسط آنزیم‌ها، این باکتری‌ها را قادر ساختند تا TPA را جذب کرده و آن را به لوودوپا تبدیل کنند.

از آزمایشگاه تا صنعت: پتانسیل عظیم

اگرچه این روش در حال حاضر در مرحله اثبات آزمایشگاهی است و برای کاربرد صنعتی نیازمند تحقیقات و توسعه بیشتر است، اما پتانسیل عظیمی برای بازیافت مبتنی بر باکتری با تولید محصولات واقعاً مفید را نشان می‌دهد.

استیون والاس، متخصص بیوتکنولوژی در دانشگاه ادینبرو می‌گوید: «این فقط آغاز کار است. اگر بتوانیم از یک بطری پلاستیکی دور ریخته شده، داروهایی برای بیماری‌های عصبی بسازیم، تصور اینکه این فناوری چه دستاوردهای دیگری می‌تواند داشته باشد، هیجان‌انگیز است.»

وی همچنین افزود که ضایعات پلاستیکی، علاوه بر یک مشکل زیست‌محیطی، منبعی عظیم و بکر از کربن هستند که با مهندسی زیست‌شناسی می‌توان آنها را به منابع ارزشمندی برای حمایت از سلامت انسان تبدیل کرد.

تأثیر بر بحران پلاستیک و آینده تولید دارو

محققان اذعان دارند که حتی اگر تمام نیاز جهانی به لوودوپا از این طریق تأمین شود، تأثیر چندانی بر حدود ۱۰۰ میلیون تن پلاستیکی که سالانه دور ریخته می‌شود، نخواهد داشت. با این حال، این کشف بخشی از یک تصویر بزرگتر است؛ تلاشی گسترده برای یافتن روش‌های پایدار جهت تبدیل پلاستیک به محصولات مفید، به جای رها کردن آن در محیط زیست یا پر کردن محل‌های دفن زباله.

پیش از این نیز، همین آزمایشگاه نشان داده بود که چگونه می‌توان باکتری E. coli را برای تبدیل پلاستیک PET به مسکن پاراستامول مهندسی کرد. این نشان‌دهنده پتانسیل بالای این تکنیک‌ها در تولید مواد شیمیایی اولیه و نهایی متنوع است.

تغییر رویکرد در تولید پلاستیک

تلاش‌هایی نیز برای تغییر انواع پلاستیک‌های تولیدی در حال انجام است. اگر محصولات پلاستیکی از ابتدا زیست‌تخریب‌پذیرتر ساخته شوند، دفع آنها پس از استفاده بسیار آسان‌تر خواهد شد. این رویکردها در کنار یکدیگر، می‌توانند به زودی تولید داروهای حیاتی را از مواد زائد فراوان امکان‌پذیر سازند و نیاز به منابع رو به کاهش سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند.

حمایت مالی و انتشار علمی

این مطالعه با حمایت مالی شورای تحقیقات علوم مهندسی و فیزیک (EPSRC) در بریتانیا انجام شده و نتایج آن در مجله معتبر Nature Sustainability به چاپ رسیده است.