Uma equipa de investigação no Reino Unido conseguiu transformar resíduos de plástico num princípio activo que é, em todo o mundo, a terapêutica de referência para a doença de Parkinson. O que parece ficção científica nasceu no laboratório com a ajuda de bactérias geneticamente modificadas - e, a prazo, poderá mexer de forma profunda tanto com a indústria farmacêutica como com a forma como lidamos com os plásticos.
Como é que garrafas se transformam num fármaco para o cérebro
No centro do trabalho está um plástico omnipresente: o PET, ou polietileno tereftalato. É o material de que são feitas a maioria das garrafas de água e refrigerantes. Globalmente, a indústria produz cerca de 50 milhões de toneladas deste material todos os anos. Uma parte substancial acaba no oceano, em aterros, ou segue para reciclagem de baixa qualidade.
A equipa liderada pelo químico Stephen Wallace, da Universidade de Edimburgo, procurou demonstrar que este resíduo, frequentemente visto como “sem valor”, pode ser convertido em algo de elevado valor. Para isso, os investigadores aplicam um processo em duas etapas:
- Primeiro, o PET é decomposto quimicamente nos seus blocos de construção, sobretudo em ácido tereftálico.
- Depois, esse ácido é fornecido como “alimento” a bactérias E. coli geneticamente modificadas.
Estas bactérias foram equipadas com vias metabólicas introduzidas artificialmente. Com a ajuda das suas enzimas, convertem o ácido tereftálico de forma a que, no fim, se forme L-DOPA - um medicamento que, há décadas, tem um papel central no tratamento da doença de Parkinson.
"O laboratório faz de um problema ambiental um recurso: os resíduos de plástico tornam-se matéria-prima para um medicamento estabelecido contra uma doença neurológica grave."
A lógica é a de uma microfábrica: os microrganismos absorvem os átomos de carbono provenientes do plástico e reorganizam-nos. O resultado é uma substância com utilidade farmacêutica, que até aqui tem sido produzida, em grande medida, recorrendo a processos petroquímicos.
O que a L-DOPA faz na doença de Parkinson
A doença de Parkinson afecta sobretudo pessoas mais velhas. No cérebro, neurónios responsáveis pela produção do mensageiro químico dopamina deterioram-se gradualmente. A redução de dopamina está associada a sinais característicos como tremores, movimentos mais lentos e rigidez muscular.
A L-DOPA - também conhecida como levodopa - funciona como precursora da dopamina. Depois de ingerida, chega ao cérebro e aí é convertida em dopamina. Para muitas doentes e muitos doentes, isto traduz-se numa melhoria clara da capacidade de gerir o dia a dia, pelo menos durante vários anos.
A necessidade é considerável: só no Reino Unido estima-se que vivam cerca de 166.000 pessoas com Parkinson, e a tendência é de crescimento. A nível mundial, o número de casos também aumenta, enquanto a produção do princípio activo continua quase totalmente dependente de vias petroquímicas, dispendiosas e com impacto climático.
Pela primeira vez: um medicamento obtido a partir de lixo plástico
O estudo, publicado na revista Nature Sustainability, é considerado um marco. Até hoje, não havia registo de um processo biológico que convertesse directamente um resíduo de plástico num medicamento aprovado para uma doença neurológica.
Especialistas descrevem este tipo de abordagem como “bio-valorização”: sistemas biológicos transformam um material de baixo valor - ou problemático - num produto de valor muito superior, neste caso um medicamento.
"Em vez de triturar o plástico para o transformar num granulado de menor qualidade, os átomos de carbono são usados de forma direccionada para criar moléculas de alto valor."
O grupo de Wallace já tinha mostrado anteriormente que, com a mesma plataforma baseada em PET, é possível obter outros compostos, incluindo:
- vanilina - um aromatizante com cheiro e sabor a baunilha
- ácido adípico - um componente importante para plásticos e fibras
- paracetamol - um analgésico e antipirético muito utilizado
Com a L-DOPA, junta-se agora mais um alvo com aplicação directa na medicina. Com isso, aumenta de forma significativa a lista de moléculas finais potencialmente viáveis.
Entre a protecção do clima e os cuidados de saúde
O projecto decorre no Carbon-Loop Sustainable Biomanufacturing Hub, um centro de investigação apoiado por um conselho de financiamento britânico com um montante de dezenas de milhões. Ali, equipas de química, biologia e engenharia de processos procuram formas de converter resíduos industriais em substâncias úteis.
A proposta toca em duas frentes centrais das sociedades modernas:
- o peso do lixo plástico, detectável em solos, massas de água e até no corpo humano
- a dependência da indústria farmacêutica de matérias-primas fósseis e de métodos de produção energeticamente intensivos
Se, no futuro, uma parte da produção de medicamentos puder assentar em restos de plástico, as emissões poderão diminuir e, ao mesmo tempo, as taxas de reciclagem poderão subir. Para os fabricantes, existe ainda a hipótese de diversificar cadeias de abastecimento e reduzir a exposição à volatilidade do preço do petróleo.
Porque é que isto ainda não chega à farmácia
Apesar do impacto dos resultados em laboratório, a aplicação à escala industrial ainda está numa fase inicial. Os próprios investigadores apontam vários obstáculos:
- As bactérias têm de trabalhar muito mais depressa para que a produção faça sentido do ponto de vista económico.
- A quantidade de L-DOPA obtida por unidade de plástico ainda é demasiado baixa.
- É necessário reduzir mais os custos de fermentadores, meios de cultura e purificação do princípio activo.
- Falta uma avaliação ecológica e económica abrangente de todo o processo.
A isto somam-se questões regulatórias: mesmo sendo a L-DOPA quimicamente idêntica, quer provenha do petróleo quer do plástico, as autoridades avaliam ao detalhe como se processa a produção, que impurezas podem surgir e se é possível removê-las com segurança.
Quão seguras são as bactérias geneticamente modificadas?
O tema da engenharia genética gera, com frequência, desconforto no debate público. Neste método, porém, as bactérias operam em fermentadores fechados. Não são libertadas para o ambiente e, no produto final, a L-DOPA já não contém microrganismos vivos.
Na fabricação farmacêutica, o recurso a bactérias geneticamente modificadas está longe de ser novidade. A insulina para pessoas com diabetes é produzida desta forma há décadas. Muitas vacinas modernas seguem princípios semelhantes. O que esta abordagem acrescenta é o uso, pela primeira vez em larga escala, de resíduos de plástico como matéria-prima.
O que esta abordagem pode significar no futuro
O estudo sugere uma direcção clara: em vez de serem apenas queimados, depositados ou fundidos, os resíduos de plástico podem servir como base de matérias-primas para um leque alargado de produtos. Para além de medicamentos, são concebíveis fragrâncias, corantes e químicos especializados.
Para municípios e operadores de gestão de resíduos, isto poderia abrir um mercado adicional. O PET recolhido de forma separada, por exemplo através de sistemas de depósito, tende a oferecer matéria relativamente limpa. Poderiam coexistir estratégias: uma parte do PET volta a transformar-se em garrafas, enquanto outra segue para fermentadores para ser convertida em princípios activos.
Para doentes com Parkinson, o ponto, no curto prazo, não é um novo “milagre” terapêutico, mas sim saber se tratamentos comprovados poderão, a longo prazo, tornar-se mais fiáveis, mais favoráveis ao clima e talvez mais baratos. Se a procura continuar a aumentar, uma via produtiva adicional a partir de material residual poderá ajudar a mitigar eventuais faltas.
Conceitos como “bio-valorização” ou “biologia sintética” podem soar técnicos, mas descrevem uma ideia simples: ajustar microrganismos para fazerem, com menos energia, o que a química clássica muitas vezes só consegue com grande intensidade energética. Em combinação com as enormes quantidades de plástico já em circulação, isto torna-se uma ferramenta poderosa para uma indústria que pretende usar recursos de forma mais eficiente.
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