Innovadora técnica para reciclar plástico utilizando enzimas reutilizables

El uso de enzimas se ha consolidado en los últimos años como una alternativa sostenible para la reciclaje de plásticos, superando a los métodos mecánicos o químicos tradicionales. Estas herramientas biotecnológicas permiten descomponer polímeros como el PET, presente en la mayoría de botellas y envases, en sus componentes básicos de manera limpia y eficiente. Un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS), junto a la profesora del Centro de Investigación Interdisciplinar en Tecnologías Ambientales (CRETUS), Gemma Eibes, presenta una estrategia innovadora para fijar estas enzimas dentro de pequeñas esferas proteicas producidas por bacterias.

Este sistema no solo simplifica la producción y recuperación de las enzimas, sino que también prolonga su vida útil, permitiendo su reutilización en múltiples ocasiones y logrando descomponer más del 90% del plástico doméstico sin necesidad de tratamientos previos. Sin embargo, a pesar de los avances, la aplicación de enzimas para gestionar residuos plásticos enfrenta importantes barreras para su implementación a gran escala, como el alto costo de producción y su limitada reutilización en procesos industriales.

Estrategia innovadora para la inmovilización de enzimas

La estrategia desarrollada supera algunos de estos desafíos mediante un sistema de inmovilización en un solo paso, lo que facilita la recuperación del enzima activo después de cada ciclo. A diferencia de los métodos tradicionales que requieren producir el enzima y su soporte por separado, esta tecnología integra ambos elementos en un único proceso, reduciendo así los costos operativos y técnicos.

El sistema se basa en la tecnología IC-Tagging, previamente desarrollada por el grupo del profesor José Manuel Martínez Costas en CiQUS. Esta técnica permite inmovilizar proteínas dentro de nanocompartimentos proteicos generados por la proteína viral muNS-Mi. La bacteria actúa como una microfábrica que produce el enzima ya inmovilizado en una estructura funcional y reutilizable. Aunque esta metodología ya se había aplicado con otros enzimas industriales, es la primera vez que se utiliza con un enzima específico para degradar plásticos, abriendo nuevas posibilidades en el ámbito de la biotecnología ambiental.

Impacto ambiental y futuro prometedor

Este estudio responde a una creciente preocupación por la acumulación de residuos plásticos en el medio ambiente. Se estima que anualmente se producen más de 400 millones de toneladas de plástico a nivel mundial, siendo solo una fracción reciclada efectivamente. El equipo investigador utilizó bacterias E. coli modificadas genéticamente para producir el enzima LCCICCG (una variante optimizada de cutinasa) dentro de las nanosferas. Este sistema demostró ser eficaz en la degradación del PET real proveniente de envases alimentarios, logrando una despolimerización casi completa en menos de tres días.

Según los autores del estudio, estos resultados superan lo obtenido hasta ahora con otras estrategias e indican un avance significativo hacia soluciones enzimáticas para el reciclaje plástico. “Nuestro sistema surge como una herramienta con gran potencial para apoyar la transición industrial hacia nuevos enzimas destinados a la degradación del PET y otros polímeros”, afirma Adrián López Teijeiro, primer autor del estudio.

Colaboración y financiación

El trabajo forma parte del proyecto PETzyme, financiado por fondos NextGeneration de la UE y coordinado por Gemma Eibes (CRETUS) y José Martínez Costas (CiQUS). Ambos centros también reciben apoyo financiero a través del Programa FEDER Galicia 2021-2027. La tecnología IC-Tagging es parte integral de un proyecto más amplio bajo el Plan Nacional I+D+i (PID2022-139720OB-I00). Actualmente, el equipo colabora para escalar esta tecnología y mejorar aún más el rendimiento de las enzimas inmovilizadas. Además, destacan que esta plataforma podría adaptarse a otros enzimas industriales, ampliando su aplicación en procesos relacionados con biocatálisis o desarrollo sostenible.

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