Forscher der Universität Edinburgh haben einen vielversprechenden Durchbruch erzielt: Sie nutzten genetisch veränderte E. coli-Bakterien, um aus Plastikabfällen das Schmerzmittel Paracetamol herzustellen. Dies könnte künftig nicht nur zu einer nachhaltigeren Arzneimittelproduktion führen, sondern gleichzeitig auch Kunststoffmüll abbauen.
Von der PET-Flasche zum Schmerzmittel
Paracetamol, auch bekannt als Acetaminophen, stammt traditionell aus Erdöl – ein wenig bekanntes Faktum, wie der leitende Forscher Prof. Stephen Wallace betont. Das neue Verfahren kombiniert erstmals biologische und chemische Prozesse, um PET-Kunststoffe (wie sie in Flaschen und Verpackungen verwendet werden) in eine wertvolle medizinische Substanz umzuwandeln.
Die Forscher wandelten PET mittels umweltschonender chemischer Verfahren in ein Vorprodukt um. Dieses Material wurde anschließend mit einem harmlosen E. coli-Stamm inkubiert. Überraschenderweise wandelte das Bakterium den Stoff in PABA (para-Aminobenzoesäure) um – eine Substanz, die Bakterien für die DNA-Synthese benötigen.
Biokompatible Reaktion im Zellinneren
Kern des Erfolgs ist eine sogenannte Lossen-Umlagerung, eine chemische Reaktion, die bisher nur unter aggressiven Laborbedingungen durchgeführt werden konnte. Die Entdeckung, dass diese Reaktion spontan und biokompatibel in lebenden Zellen abläuft, war ein Meilenstein. Die Forscher fanden heraus, dass Phosphatverbindungen innerhalb der Zelle die Reaktion katalysieren.
Das verwendete E. coli war genetisch so modifiziert, dass es PABA nicht wie üblich selbst herstellen konnte – es war gezwungen, das PET-basierte Material zu nutzen.
Von PABA zu Paracetamol
Um aus PABA schließlich Paracetamol zu gewinnen, ergänzten die Wissenschaftler die Bakterien mit zwei zusätzlichen Genen: eines stammt aus Pilzen, das andere aus Bodenbakterien. Innerhalb von 24 Stunden wandelten die Bakterien den Ausgangsstoff in Paracetamol um – mit einer hohen Ausbeute von bis zu 92 % und minimalem Emissionsausstoß.
Ein neuer Weg zur nachhaltigen Medikamentenproduktion
Zwar ist die Methode derzeit noch nicht reif für eine industrielle Produktion, doch sie zeigt eindrucksvoll das Potenzial synthetischer Biologie. Wallace betont: „Diese Technologie ermöglicht erstmals einen durchgehenden Pfad von Plastikabfall zu Paracetamol – etwas, das weder durch Biologie noch durch Chemie allein möglich ist.“
Die Entdeckung öffnet somit nicht nur neue Türen für die Arzneimittelherstellung, sondern auch für das Recycling und die Verwertung von Kunststoffabfällen in einer zirkulären Bioökonomie.
