Biến nhựa thành thuốc: Bước ngoặt mới của công nghệ sinh học

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Edinburgh (Vương Quốc Anh) vừa tạo ra đột phá có tiềm năng làm thay đổi cả ngành công nghiệp dược phẩm và xử lý rác thải nhựa: sử dụng vi khuẩn để biến chai nhựa đã qua sử dụng thành paracetamol – một trong những loại thuốc giảm đau phổ biến nhất hiện nay.

Bằng cách tái lập trình vi khuẩn Escherichia coli, nhóm nghiên cứu đã khiến chúng trở thành những “nhà máy sinh học” cực nhỏ, hoạt động ở nhiệt độ phòng, có khả năng tạo ra paracetamol từ axit terephthalic – hợp chất thu được từ quá trình phân hủy nhựa PET (loại thường dùng để sản xuất chai nước).

Điểm đặc biệt của quy trình này là sự kết hợp giữa hóa học truyền thống và kỹ thuật trao đổi chất vi sinh. Một phản ứng hóa học cổ điển có tên là phản ứng sắp xếp lại Lossen, vốn chưa từng được sử dụng bên trong sinh vật sống – nay đã được nhóm nghiên cứu áp dụng thành công nhờ khai thác chất xúc tác phosphate vốn có trong tế bào. Bên cạnh đó, họ còn mượn các enzyme từ nấm và vi khuẩn khác, kết hợp với chỉnh sửa gen để hoàn thiện chuỗi phản ứng sản xuất thuốc ngay trong cơ thể vi khuẩn.

Kết quả đạt được không chỉ mang ý nghĩa khoa học mà còn mở ra triển vọng môi trường rõ rệt. Hiện nay, mỗi năm thế giới tiêu thụ khoảng 275.000 tấn paracetamol – quá trình sản xuất này thải ra hơn 1 triệu tấn CO₂, chưa kể lượng rác thải nhựa do bao bì và nguyên liệu đầu vào. Trong khi đó, phương pháp mới này gần như không thải khí nhà kính, có thể hoàn tất chu trình sản xuất trong chưa đầy 24 giờ, và diễn ra tương tự như quá trình lên men trong sản xuất bia.

Tuy vẫn đang ở quy mô phòng thí nghiệm, nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nature Chemistry cho thấy tiềm năng rất lớn trong việc phát triển các quy trình sản xuất dược phẩm bền vững hơn. 

Hiện thế giới tạo ra hơn 350 triệu tấn nhựa mỗi năm, trong đó PET chiếm tỷ trọng đáng kể. Dù có thể tái chế về mặt kỹ thuật, phần lớn nhựa PET vẫn bị xử lý bằng những phương pháp thải ra khí nhà kính hoặc hạ thấp chất lượng vật liệu. Phát hiện mới này mang lại một con đường khác: biến nhựa thành các hợp chất có giá trị cao, như thuốc – một hướng đi vừa có tính công nghệ, vừa mang lại lợi ích rõ ràng cho sức khỏe và môi trường.

Dù chưa thể thay thế ngay lập tức các phương pháp sản xuất thuốc hiện tại, công nghệ này bổ sung vào hệ sinh thái các giải pháp đang phát triển nhằm biến nhựa – đại diện cho thách thức ô nhiễm hiện đại – thành nguyên liệu phục vụ sự sống. Một chai nhựa rỗng có thể không phải là kết thúc, mà là khởi đầu cho một hành trình tái sinh đầy tiềm năng trong tay những nhà khoa học – những người đang lập trình vi khuẩn để chữa lành.

Nguồn: Zmescience