توصل باحثون من جامعة أدنبرة إلى اكتشاف واعد، حيث وجدوا طريقة لتحويل النفايات البلاستيكية إلى مسكنات للألم باستخدام البكتيريا، مما يمهد الطريق لعملية إنتاج أدوية أكثر استدامة، وهو إنجاز يجمع بين حماية البيئة وتطوير الصناعات الدوائية.
وبحسب ما نشره موقع “جارديان”، اكتشف علماء الكيمياء المشاركون في البحث إمكانية استخدام بكتيريا الإشريكية القولونية في إنتاج الباراسيتامول (المعروف أيضاً بالأسيتامينوفين) من مادة يتم تصنيعها معملياً من الزجاجات البلاستيكية، وهي خطوة مبتكرة نحو الاستفادة من المخلفات البلاستيكية بطرق إيجابية.
أوضح البروفيسور ستيفن والاس، الباحث الرئيسي في الدراسة، أن الطريقة التقليدية لإنتاج الباراسيتامول تعتمد على النفط، ولكن التقنية الجديدة تظهر أنه من خلال دمج الكيمياء والبيولوجيا، يمكن إنتاج الباراسيتامول بطريقة أكثر استدامة، وفي الوقت نفسه، التخلص من النفايات البلاستيكية التي تضر بالبيئة، وهو حل مبتكر يخدم البيئة والصحة العامة.
### آلية التحويل البكتيري للبلاستيك إلى مسكنات
يعتمد هذا الاكتشاف على تفاعل كيميائي يسمى “إعادة ترتيب لوسن”، وهي عملية لم يسبق لها مثيل في الطبيعة، وتتميز بأنها متوافقة حيوياً، أي يمكن إجراؤها في وجود خلايا حية دون إلحاق الضرر بها، وهو ما يجعلها آمنة وفعالة في التطبيقات الحيوية.
توصل الفريق البحثي إلى هذا الاكتشاف عندما قاموا بتحويل بولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، وهو نوع شائع من البلاستيك المستخدم في عبوات الطعام والزجاجات، إلى مادة جديدة باستخدام أساليب كيميائية مستدامة، وأشار الباحثون إلى أن هذه النتائج تفتح آفاقاً واعدة لتحويل النفايات البلاستيكية إلى مواد بيولوجية مفيدة، مما يوفر حلاً شاملاً للتخلص من هذه النفايات.
### دور بكتيريا الإشريكية القولونية في العملية
عندما قام الباحثون بخلط المادة المحولة مع سلالة غير ضارة من بكتيريا الإشريكية القولونية، لاحظوا تحولها إلى مادة أخرى تعرف باسم “بابا” (PABA) من خلال عملية إعادة ترتيب لوسن، والأهم في هذا الاكتشاف هو أن هذه العملية، التي عادة ما تتطلب ظروف معملية قاسية، حدثت تلقائياً في وجود البكتيريا، حيث اكتشف الباحثون أن الفوسفات الموجود داخل الخلايا البكتيرية كان يحفز هذا التحول.
أوضح الفريق أن مادة “بابا” تعتبر أساسية لنمو البكتيريا، خاصة في تكوين الحمض النووي (DNA)، وعادة ما يتم إنتاجها داخل الخلية من مواد أخرى، إلا أن سلالة الإشريكية القولونية المستخدمة في التجارب كانت معدلة وراثياً لتعطيل هذه المسارات، مما أجبر البكتيريا على استخدام مادة PET المحولة لإنتاج “بابا”، وهي خطوة حاسمة في عملية التحويل.
### خطوات إضافية نحو إنتاج الباراسيتامول
قام الباحثون بإجراء تعديلات وراثية إضافية على بكتيريا الإشريكية القولونية، حيث أدخلوا جينين، أحدهما من الفطريات والآخر من بكتيريا التربة، مما مكن البكتيريا من تحويل مادة “بابا” إلى باراسيتامول، وهو ما يمثل تقدماً كبيراً في تحقيق الهدف النهائي.
أكد الفريق أنه باستخدام هذه السلالة المعدلة من بكتيريا الإشريكية القولونية، تمكنوا من تحويل المادة الأولية المشتقة من مادة البولي إيثيلين تيرفثاليت إلى باراسيتامول في أقل من 24 ساعة، مع انبعاثات منخفضة وعائد إنتاج يصل إلى 92%، وعلى الرغم من أن إنتاج الباراسيتامول بهذه الطريقة على نطاق تجاري لا يزال يحتاج إلى مزيد من التطوير، إلا أن هذه النتائج تحمل في طياتها إمكانات تطبيقية واعدة، وهي خطوة نحو مستقبل أكثر استدامة في صناعة الأدوية.
بكتيريا