Desarrollan bioplástico sin patógeno para la industria biomédica

El laboratorio de Bioingeniería de la Universidad de Colima (Ucol) creó mediante bacterias modificadas un bioplástico que no presenta características patógenas, el cual se puede utilizar en la industria biomédica.

El proyecto de la doctora Sara Centeno Leija, egresada de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y perteneciente al Programa Cátedras del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), usa la ingeniería metabólica para transformar la bacteria Escherichia coli a fin de sobreproducir polihidroxibutirato, un bioplástico biodegradable que compite con los derivados del petróleo.

“Actualmente estoy trabajando en esa ingeniería (metabólica). Estamos aplicando técnicas moleculares a una cepa que es Escherichia coli, específicamente la MG1655, que no es patógena y que es ampliamente usada en bioingeniería”, explicó Centeno Leija.

“Dado que es de crecimiento rápido, fácil cultivo y es factible insertar o eliminar genes para manipular rutas metabólicas, combinaremos los genes de la ruta directa con la ruta indirecta y los produciremos en E. coli”, agregó.

En una entrevista con la Agencia Informativa del Conacyt, la especialista mencionó que en la ruta metabólica de las Pseudomonas podrían estar vinculados 15 genes, que por lo general usan ácidos grasos u otro tipo de ácidos orgánicos para producir los plásticos.

Sin embargo, señaló,  hay un camino más directo procedente del género Ralstonia o Azotobacter que emplea azúcares simples, en donde se ve involucrado el metabolismo primario de la bacteria, así como tres genes claves para la síntesis del polímero.

A partir de la tesis de Luis Ángel Castillo Dávalos, estudiante de ciencias químicas de la Ucol, la doctora investiga cómo dilucidar la secuencia del gen clave para la polimerización del producto.

“Ya hemos logrado aislar un fragmento del gen phaC1 de las Pseudomonas aisladas en la planta de tratamiento, el cual secuenciaremos para compararlo con algunas bases de datos y diseñar oligonucleótidos que nos permitan amplificarlo completamente”, abundó.

La doctora destacó que la investigación presenta varias ventajas, pues elimina la parte patógena del sistema, además, se puede optimizar de forma más directa la síntesis del polímero y permite un mayor beneficio del producto en comparación con una cepa nativa.

También, ofrece mejores rendimientos en la purificación del plástico, lo que reduce de manera significativa los pasos para el proceso de síntesis en su aplicación a nivel biomédico.

“Para poder generar el bioplástico se podría mejorar la cepa para utilizar los hidrolizados lignocelulósicos, que son básicamente bagazo de caña o desperdicios agroindustriales, lo que disminuiría los costos de producción”, aseguró Centeno Leija.

“Es probable que estos genes, que provienen de cepas nativas de un nicho ecológico específico, tengan características a nivel de sitio activo que podrían generar cadenas de polímeros con distintos grados de polimerización o ramificación y proporcionen características fisicoquímicas deseables para la industria”, afirmó.

La especialista señaló que la bacteria se podría modificar aún más para generar polímeros que no sean de uso biomédico, con un valor agregado y que se usen en bolsas para alimentos, contenedores, botellas, embalajes, entre otros materiales.

Colima es un estado agrícola en donde existen excedentes y desechos agroindustriales que son desperdiciados, los cuales podrían usarse en estas bacterias productoras de bioplásticos para generar un gran rendimiento.

Por otra parte, se podría modificar aún más esta bacteria y adaptarla para utilizarla en aguas residuales para generar polímeros que no sean para uso biomédico, pero que tengan un valor agregado y se usen en bolsas para alimentos, contenedores, botellas y embalajes, entre otros; aunque el valor agregado biomédico tiene mayor impacto porque es un producto que podría utilizarse para la producción de prótesis biocompatibles.

Doctoras Pilar Escalante Minakata y Sara Centeno Leija, involucradas en el proyecto.