Genmanipulierte Bakterien wandeln Kunststoffabfälle in Parkinson-Medikament um
Alte PET-Kunststoffverpackungen erhalten durch gentechnisch veränderte Bakterien ein zweites Leben – als L-DOPA für Parkinson-Patienten.
Professor Stephen Wallace der University of Edinburgh extrahiert genmanipulierte Bakterien.
(Bild: Edinburgh Innovations)
Wissenschaftler der University of Edinburgh haben ein biologisches Verfahren entwickelt, um PET-Kunststoffe von Lebensmittel- und Getränkeverpackungen in ein Medikament zur Dopaminersatztherapie bei Morbus Parkinson umzuwandeln. Die Forscher nutzten dazu gentechnisch veränderte „E. coli“-Bakterien.
Das Verfahren der schottischen Wissenschaftler nutzt Leichtverpackungen aus Polyethylenterephtalat (PET) als Grundstoff. Der Kunststoff steht in großen Mengen zur Verfügung. Die Verpackungen gelangen zwar vielfach in den Recyclingkreislauf, landen allerdings häufig auch nur auf Mülldeponien. Weltweit werden etwa 50 Millionen Tonnen PET jährlich hergestellt.
Die Forscher haben es sich zur Aufgabe gemacht, diesen Kunststoffabfall wiederzuverwenden und etwas Sinnvolles daraus zu machen. Sie wollten daraus ein lebensrettendes Medikament erstellen, um so herkömmlichen Methoden der pharmazeutischen Produktion auf Basis von Rohöl etwas entgegenzustellen, wie sie in der Studie „Microbial upcycling of plastic waste to levodopa“ schreiben, die in „Nature sustainability“ erschienen ist.
Vom PET-Kunststoff zum Parkinson-Medikament
Das von den Wissenschaftlern entwickelte Verfahren beginnt mit der Zerlegung der Kunststoffabfälle in ihren Hauptbestandteil Terephthalsäure als Rohstoff. Gentechnisch veränderte „E. coli“-Bakterien sorgen dann dafür, dass die Kohlenstoffmoleküle der Säure neu angeordnet werden. Mittels dieser „programmierten“ biologischen Reaktionen synthetisieren die Bakterien aus den Fragmenten L-DOPA (auch Levodopa), eine Vorstufe des Neurotransmitters Dopamin. Der Wirkstoff wird zur Behandlung von Morbus-Parkinson und dem Restless-Legs-Syndrom (RLS) eingesetzt. Es wird dabei als Dopaminersatz verwendet, da es im Gehirn der Parkinson-Patienten durch das Enzym Dopa-Decarboxylase (DDC) in Dopamin umgewandelt wird.
Die Wissenschaftler sehen ihre Methode als ein Beispiel dafür an, wie Kunststoffabfälle mithilfe von Biotechnologie wiederverwendet werden können. Die Forscher gehen davon aus, dass es noch unzählige andere Möglichkeiten zur Verwendung kunststoffabbauender Bakterien gibt – etwa in der Herstellung von Parfüms, Aromen und Industriefarbstoffen. Die Forscher der University of Edinburgh hatten die Methode bereits angewendet, um das Schmerzmittel Paracetamol herzustellen.
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Die Wissenschaftler arbeiten nun daran, den Umwandlungsprozess durch die Bakterien zu beschleunigen. Die Ausbeute soll dadurch erhöht und das Verfahren kostengünstiger werden. Denn bisher wurde der Prozess lediglich im Labormaßstab ausprobiert. Der nächste Schritt ist nun die Skalierbarkeit auf einen industriellen Maßstab.
(olb)
