Lo que antes acababa en un vertedero o en el mar ahora podría convertirse en medicamento. Científicos han descubierto cómo transformar residuos plásticos en paracetamol utilizando bacterias, sin necesidad de procesos tóxicos ni altas temperaturas. El hallazgo, publicado en Nature Chemistry, abre una vía insólita para producir fármacos de forma más sostenible.
Durante más de 150 años, la llamada reordenación de Lossen fue una reacción exclusiva de los laboratorios de química. Se usaba para obtener compuestos con grupos amina —moléculas fundamentales para la síntesis de medicamentos—, pero exigía condiciones extremas y no era compatible con organismos vivos. Hasta ahora.
Investigadores de la Universidad de Edimburgo lograron lo que parecía inalcanzable: integrar esta transformación química dentro de bacterias vivas. Utilizando cepas de Escherichia coli, descubrieron que la reacción podía llevarse a cabo en un entorno celular, sin dañar a los microorganismos y sin necesidad de metales pesados o calor. Lo más sorprendente: el proceso ocurría de forma espontánea, gracias al fósforo que ya se encuentra dentro de las bacterias.
Este avance representa un puente inédito entre la química sintética y la biología. Es la primera vez que esta reacción se produce en un organismo vivo, lo que amplía enormemente el repertorio de transformaciones químicas que podrían integrarse en células para fabricar productos útiles.
Cómo funciona la alquimia bacteriana
Todo comienza con un derivado del plástico PET, el mismo que se encuentra en las botellas de refresco o envases de comida. A través de un proceso químico relativamente sencillo, los investigadores transformaron ese plástico en una molécula precursora capaz de activar la reacción de Lossen.
Luego, esta molécula fue introducida en cultivos de bacterias modificadas genéticamente para no producir un compuesto esencial: el ácido paraaminobenzoico (PABA), necesario para que crezcan. Cuando se agregaba el precursor derivado del plástico, la reacción se ponía en marcha dentro de la célula, produciendo PABA y permitiendo que las bacterias siguieran creciendo.
El crecimiento de las bacterias se convirtió así en la señal visible de que la reacción química estaba ocurriendo correctamente. No solo demostraron que la reacción era biocompatible, sino que también podía ser aprovechada por el metabolismo celular.
“La gente no se da cuenta de que el paracetamol proviene del petróleo actualmente… Lo que esta tecnología muestra es que al fusionar la química y la biología de esta manera por primera vez, podemos hacer paracetamol de manera más sostenible y limpiar los residuos plásticos del medio ambiente al mismo tiempo”.
—Profesor Stephen Wallace, autor principal de la investigación de la Universidad de Edimburgo.
Un paso más allá: producir medicamentos dentro de bacterias
Pero los científicos no se conformaron con generar un metabolito esencial. Modificaron aún más las bacterias, insertando genes de hongos y otras bacterias del suelo, capaces de transformar el PABA en paracetamol. Y lo lograron.
En menos de 24 horas, las bacterias convertían residuos plásticos en una molécula farmacológicamente activa: el paracetamol, también conocido como acetaminofén, uno de los analgésicos y antipiréticos más usados en el mundo. Todo esto sin usar petróleo, sin emisiones tóxicas y sin procesos industriales intensivos.
“Este trabajo demuestra que el plástico PET no es solo un residuo o un material destinado a convertirse en más plástico, sino que puede ser transformado por microorganismos en nuevos productos valiosos, incluidos aquellos con potencial para tratar enfermedades”.
—Profesor Stephen Wallace, autor del estudio y miembro de UKRI Future Leaders.
Por primera vez, la química y la biología se unieron para transformar basura plástica en medicina dentro de un sistema vivo. Una proeza que no era posible usando solo biología o solo química convencional.
¿Una solución al problema del plástico?
El PET es uno de los plásticos más comunes y problemáticos del planeta. Cada año se producen más de 56 millones de toneladas, y cerca del 80 % se desecha tras un solo uso. Gran parte termina en vertederos, océanos o incineradoras.
Este nuevo enfoque no solo ofrece una alternativa más ecológica para fabricar fármacos. También sugiere una forma revolucionaria de “devorar” residuos plásticos y convertirlos en productos de alto valor. Las bacterias no solo sobreviven en presencia del precursor derivado del PET, sino que lo aprovechan para crecer y producir compuestos útiles.
Aunque el proceso aún está en etapas de laboratorio, los investigadores ya trabajan en escalarlo. Su objetivo es usar estos sistemas bacterianos para transformar grandes volúmenes de residuos plásticos en medicamentos como el paracetamol, pero también en otros productos farmacéuticos o industriales.
“Permite, por primera vez, un camino desde los residuos plásticos hasta el paracetamol, lo cual no es posible usando la biología sola, y no es posible usar la química sola”
—dijo Wallace.
¿Qué papel juega el fósforo?
Uno de los hallazgos más llamativos del estudio fue descubrir que la reacción no necesita catalizadores artificiales. En lugar de usar metales o enzimas diseñadas, la clave estaba en el fósforo ya presente en las células bacterianas. Este elemento, común en procesos metabólicos, funcionó como catalizador natural de la reacción.
Esto no solo simplifica enormemente el proceso, sino que también demuestra que el entorno intracelular puede ser suficiente para activar reacciones que antes solo eran posibles en el laboratorio. Es un ejemplo de cómo la vida puede adaptarse para aprovechar química artificial, cuando se le da la oportunidad.
Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para incorporar otras reacciones “imposibles” dentro de sistemas vivos, lo que podría cambiar para siempre la forma en que diseñamos microorganismos para la producción de compuestos químicos.
La promesa de una nueva química viva
Este avance forma parte de un campo emergente conocido como química biocompatible, donde se integran reacciones no naturales dentro de organismos vivos. En lugar de depender de procesos químicos tradicionales, se diseñan bacterias o células para actuar como fábricas vivientes.
En este caso, no solo se utilizó una reacción inédita en la naturaleza, sino que se integró completamente en el metabolismo de las bacterias, permitiéndoles crecer, transformar sustancias y producir medicamentos a partir de residuos. Es una muestra del potencial de la biología sintética para resolver problemas ambientales y sanitarios a la vez.
Transformar basura en medicina puede parecer ciencia ficción, pero ya es ciencia real. Y este podría ser solo el comienzo de una revolución donde la vida misma fabrique los materiales que necesitamos, a partir de los desechos que generamos.
Referencias
- Johnson, N.W., Valenzuela-Ortega, M., Thorpe, T.W. et al. A biocompatible Lossen rearrangement in Escherichia coli. Nat. Chem. (2025). doi: 10.1038/s41557-025-01845-5
Cortesía de Muy Interesante
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