Química biocompatible innovadora para la valorización de residuos plásticos mediante biotecnología
Diagrama del proceso mediante el cual bacterias Escherichia coli (E. coli) genéticamente modificadas transforman residuos de tereftalato de polietileno (PET) en paracetamol. El PET se descompone inicialmente en ácido tereftálico (TPA), que luego, a través de un reordenamiento químico conocido como reacción de Lossen catalizada dentro de la célula, se convierte en ácido para-aminobenzoico (PABA). Posteriormente, rutas metabólicas insertadas en la bacteria convierten el PABA en paracetamol, todo en condiciones suaves y a temperatura ambiente, utilizando procesos bioquímicos y fermentativos que permiten una alta eficiencia y bajas emisiones de carbono.
El reciente avance publicado en Nature Chemistry, donde científicos han logrado que bacterias Escherichia coli (E. coli) modifiquen residuos plásticos para producir paracetamol, representa un hito en la intersección de la biotecnología, la química verde y la economía circular. La imagen que acompaña este artículo sintetiza visualmente el proceso: desde la descomposición del plástico PET (polietileno tereftalato) —el material común de botellas y envases— hasta la obtención final del principio activo del paracetamol, pasando por una serie de transformaciones químicas y biológicas que ocurren en el interior de la bacteria.
El proceso inicia con la despolimerización del PET, que se transforma en un compuesto intermedio clave: el ácido para-aminobenzoico (PABA). Tradicionalmente, el PABA se produce a partir de derivados del petróleo en procesos industriales que requieren altas temperaturas y generan emisiones contaminantes. Sin embargo, el equipo de la Universidad de Edimburgo diseñó una vía alternativa: primero, rompieron químicamente el PET para obtener un precursor que, mediante una reacción conocida como reordenamiento de Lossen, se convierte en PABA. Lo revolucionario es que, por primera vez, esta reacción —habitual en laboratorios de síntesis orgánica desde el siglo XIX— se logró dentro de organismos vivos, usando el fosfato natural de la célula como catalizador, en condiciones suaves y biocompatibles123.
Para asegurar que la bacteria solo pudiera sobrevivir si realizaba esta conversión, los investigadores modificaron genéticamente la E. coli para que no pudiera sintetizar PABA por su vía metabólica habitual. Así, la única fuente de este compuesto esencial era la transformación del precursor derivado del plástico. Una vez verificado que la bacteria podía crecer y producir PABA a partir del PET, los científicos introdujeron genes adicionales —provenientes de hongos y bacterias del suelo— que permitieron completar la ruta metabólica hasta llegar al paracetamol413.
El resultado es asombroso: en menos de 24 horas (o hasta 48 h), el sistema convierte hasta el 92% del material plástico procesado en paracetamol puro, sin necesidad de altas temperaturas ni reactivos tóxicos, y con emisiones de carbono prácticamente nulas425. El proceso es comparable a la fermentación utilizada en la elaboración de cerveza, lo que sugiere que, con la optimización adecuada, podría escalarse industrialmente.
El impacto potencial de esta tecnología es doble. Por un lado, ofrece una solución innovadora al problema de la acumulación de plásticos, uno de los desafíos ambientales más graves del siglo XXI. Cada año se generan millones de toneladas de residuos plásticos, y solo una fracción mínima se recicla de manera efectiva. Convertir estos desechos en medicamentos esenciales no solo reduce la contaminación, sino que también añade valor a materiales que hoy consideramos basura63.
Por otro lado, la producción de paracetamol —uno de los analgésicos y antipiréticos más consumidos del mundo— depende actualmente de rutas petroquímicas que emiten una cantidad significativa de CO₂ anualmente, solo por la fabricación de este fármaco16. La bioproducción a partir de residuos plásticos podría transformar radicalmente la industria farmacéutica, haciéndola más sostenible y menos dependiente de combustibles fósiles. Además, el enfoque híbrido de combinar química tradicional con metabolismo microbiano abre la puerta a la síntesis de otros compuestos farmacéuticos y químicos de alto valor a partir de desechos, lo que podría revolucionar la manufactura de medicamentos y productos químicos en general12.
Aunque este avance se encuentra todavía en fase experimental y de laboratorio, la viabilidad técnica ya ha sido demostrada. Resta por optimizar el proceso para su escalado, garantizar la pureza farmacéutica a gran escala y evaluar los costos y la seguridad en entornos industriales. Sin embargo, este logro marca un antes y un después en la forma en que concebimos la gestión de residuos y la producción de medicamentos, mostrando que la biología sintética puede ofrecer soluciones tangibles y limpias a problemas ambientales y sanitarios de alcance global63.
Referencia
Soon, W.L., Chong, H.Q., Foo, J.L. et al. New-to-nature biocompatible chemistry for plastic waste upcycling. Nat. Chem. (2025). https://doi.org/10.1038/s41557-025-01863-3
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