El plástico es tan útil como problemático: ligero, resistente y barato, pero casi indestructible en la naturaleza. Cada botella de agua o camiseta de poliéster que usamos puede acabar fragmentándose en microplásticos (partículas de menos de 5 milímetros) y nanoplásticos (menos de 100 nanómetros), tan diminutos que se cuelan en ríos, mares e incluso en el aire que respiramos.
Frente a un reciclaje tradicional que apenas cubre una mínima parte del problema, un equipo de investigadores españoles ha dado un paso inédito: reprogramar bacterias comunes, sin añadirles genes extraños, para que devoren plásticos y los conviertan en nuevas materias primas.
El reto del reciclaje
Cada año se producen más de 400 millones de toneladas de plástico, pero solo alrededor del 9% se recicla de forma efectiva. En el caso del polietileno tereftalato (PET), presente en botellas y fibras textiles, las opciones actuales no son suficientes.
El reciclaje mecánico —triturar y fundir el plástico— degrada su calidad tras varios ciclos. El reciclaje químico, mediante procesos como la glicólisis o la hidrólisis, logra descomponer el PET en sus moléculas originales, aunque requiere altas temperaturas, catalizadores caros o enzimas difíciles de producir a gran escala.
La biotecnología se ha presentado como una alternativa prometedora, pero hasta ahora dependía de introducir genes foráneos en bacterias —es decir, fragmentos de ADN procedentes de otros organismos, como hongos o bacterias distintas— que codifican enzimas capaces de degradar plásticos. El problema es que esas piezas "ajenas" pueden desestabilizar el equilibrio interno de la célula, afectar a su crecimiento o incluso perder eficacia con el tiempo.
Una nueva estrategia: GenRewire
En este contexto surge GenRewire, una técnica desarrollada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS). Su innovación está en que no introduce ADN externo, sino que "reprograma" proteínas ya presentes en la bacteria Escherichia coli. Dicho de otro modo: en lugar de añadir piezas nuevas al motor, se rediseñan las que ya tiene la máquina para que hagan también otra función.
Esta reprogramación se apoya en dos herramientas clave. Por un lado, la inteligencia artificial y la simulación computacional, que permiten predecir cómo modificar la estructura de una proteína para que adquiera una nueva actividad. Y, por otro, la edición genética con CRISPR/Cas9, una especie de "tijeras moleculares" capaces de cortar y reemplazar fragmentos específicos de ADN. Con esta combinación, los científicos transformaron una proteína natural, llamada LsrB, en una enzima capaz de romper los enlaces del PET a 37 ºC, la misma temperatura a la que crece E. coli.
Devorando nanoplásticos
Los experimentos confirmaron que las bacterias reprogramadas degradaban tanto polvo como nanopartículas de PET. En solo seis horas a 37 ºC liberaron más de 7.200 micromoles de productos de degradación, una cifra muy superior a la de bacterias naturales capaces de atacar plásticos.
Además, E. coli fue capaz de aprovechar uno de esos productos, el etilenglicol, como fuente de carbono, es decir, como "alimento" para crecer.
Lo más llamativo es que este proceso no alteró el equilibrio interno de la bacteria. A diferencia de otros métodos, que suelen afectar a la estabilidad celular, las bacterias mantenían su ritmo de crecimiento normal.
Del residuo al recurso
Pero la historia no acaba en destruir plásticos. Los investigadores también demostraron que los restos generados por la degradación del PET pueden transformarse en compuestos útiles para la industria.
Introduciendo únicamente cuatro genes adicionales —relacionados con la conversión del ácido tereftálico en protocatecuato (PCA)—, las bacterias lograron producir este compuesto en concentraciones cercanas a los 4.500 micromoles. El PCA es muy valorado como materia prima para fármacos, plásticos biodegradables y antioxidantes.
En otras palabras: no solo se eliminan plásticos contaminantes, sino que además se obtiene un producto con valor añadido.
Un futuro más allá del PET
Aunque todavía se trata de una prueba de concepto, los autores destacan que esta estrategia puede extenderse a otros microorganismos y a diferentes tipos de plásticos. El gran desafío será trasladar el éxito en nanoplásticos a volúmenes mayores y escalables.
Si se consigue, podríamos pasar de hablar de un material prácticamente eterno en la naturaleza a un ciclo cerrado, donde los plásticos se degradan y se convierten en nuevas materias primas.
En un mundo inundado por residuos plásticos, soluciones como esta marcan un camino esperanzador: el de usar la biología y la inteligencia artificial no solo para corregir los daños ambientales, sino para transformar un problema en una oportunidad.