Bacterias que comen plástico y gasolina

El bioquímico medioambiental Jordi Dachs, del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC), andaba estudiando los microorganismos que viven en la microcapa más superficial del océano, en la base antártica española de la isla Livingston. Entonces, se topó con unas bacterias con una habilidad muy especial, las Pseudoalteromonas, expertas en digerir hidrocarburos aromáticos policíclicos, los mismos con los que el ser humano ensucia los mares a un ritmo de 400 millones de toneladas al año. Estos contaminantes provienen de la combustión incompleta de materia orgánica como el carbón, petróleo, gasolina y basuras, y son la mayor fuente de carbono que llega a los océanos. Y resulta que "las poblaciones de bacterias de la microcapa de la superficie marina tienen un papel relevante como bioreactores para eliminarlos de los océanos", escribía Dachs hace unos meses en Frontiers in Microbiology.

Pero no son las únicas que devoran contaminantes antropogénicos. En los últimos años, se han descubierto microbios que atacan otro de los más recalcitrantes: el plástico. En 2016, un equipo liderado por el biólogo molecular Kenji Miyamoto, de la Universidad de Keio, en Tokio, descubrió una bacteria que se comía el PET –polietileno de terefalato, con el que están fabricados multitud de envases y tejidos sintéticos–. La Ideonella sakainensis, que vive a sus anchas en los envases amontonados en las plantas de reciclaje de la ciudad japonesa de Sakai, era capaz de usar este tipo de plástico como fuente de energía –es decir, digerirlo– y, con ayuda de una comunidad microbiana de protozoos y levaduras que prosperan a costa de los restos de comida y suciedad en los envases, transformar los elementos resultantes en dióxido de carbono.

Romper los duros enlaces del plástico

No hablamos de un bichito liándose a mordiscos con una botella. Lo que hace esta bacteria es producir una enzima, que los científicos japoneses bautizaron como PETasa, capaz de romper las cadenas de polímeros y descomponerlas en monómeros –mucho más fáciles de degradar–. El hallazgo abría nuevas perspectivas de investigación, aunque todavía no presenta una solución práctica a escala industrial: la Ideonella necesitaba seis semanas solo para agujerear un film de PET.

¿Sería posible armar un microbio con ingeniería genética que fuera más eficiente que la Ideonella? Un equipo del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EEUU (NREL) se lanzó a la aventura de intentarlo. Primero, sintetizaron el gen que produce la enzima PETasa con algunas modificaciones a medida. Luego, lo introdujeron en la E. coli, una bacteria fácil de cultivar en el laboratorio. El resultado: una enzima que "comía" un 30% más de plástico que la producida por la Ideonella, tal y como publicaron en 2018 en PNAS. Aun así, "seis días para disolver una botella" no era lo bastante rápido para la industria del reciclaje, según indicaba Gregg Beckham, líder de la investigación.

Desde entonces, su equipo del NREL se ha especializado en encontrar la solución. En la actualidad, están diseñando por ingeniera genética "un microbio capaz de producir enzimas que digieren los plásticos y, luego, convierten el producto resultante en materiales con un valor añadido. Por ejemplo, el composite –una resina que proviene de la mezcla heterogénea de materiales sintéticos– para hacer tablas de snowboard, las aspas de una turbina eólica o partes de vehículos", adelanta Beckham.

Ingeniería genética para el reciclado

Parecido es el enfoque con el que el científico español Jorge Barriuso trabaja en el Centro de Investigaciones Biológicas Margaritas Salas del CSIC. En el laboratorio, experimenta con microorganismos capaces de degradar polímeros de origen natural, para que, tras las oportunas modificaciones genéticas, sean capaces de atacar también a los plásticos –que son más duros de pelar porque los enlaces de sus moléculas son más fuertes–. El microbio que Barriuso más utiliza en su laboratorio es la bacteria Pseudomona, "porque es buena colonizadora, es fácil de manipular y versátil genéticamente. Además, es productora de bioplásticos como parte de su metabolismo natural" –aunque no lo hace a partir del plástico y eso es lo que quieren modificar genéticamente.

Barriuso alaba las ventajas del reciclado mediante microorganismos, en el que "no hay que usar productos químicos contaminantes y no tiene el coste energético del reciclado químico o mecánico. Es una alternativa más limpia y más beneficiosa en términos de coste económico", nos dice. Sin embargo, aunque cada vez hay más empresas que apuestan por esta línea de investigación, todavía "costará hacerlo una realidad, porque desarrollar toda la ingeniería necesaria para crear algo nuevo en la naturaleza lleva tiempo y es difícil de escalar", añade este científico.