En junio, México conmemora fechas importantes para el medio ambiente: el día mundial del medio ambiente (5 de junio), y el día de los océanos (7 de junio), y el día del biotecnólogo (16 de junio). Si reflexionamos estas tres fechas (ambiente-océanos y biotecnología) podríamos abordar el desafío del problema de los plásticos desde una perspectiva ambiental y biotecnológica.
Un problema que no se degrada solo.
Según el programa de las naciones unidas para el medio ambiente (PNUMA) [1] cada año se producen más de 400 millones de toneladas de plásticos en el mundo, de los cuales gran parte termina en vertederos, ríos y océanos. Muchos materiales, como el PET (polietilen- tereftalato), utilizado en la fabricación de botellas y empaques llegan a tardar años en degradarse y la acumulación de estos residuos está generando una crisis ambiental: micro plásticos que se acumulan en los océanos, en los alimentos y hasta en nuestro cuerpo.
Ante esta emergencia, científicos y científicas buscan soluciones innovadoras y sostenibles. Una de las más prometedoras surge de un lugar inesperado: el mundo invisible de los microorganismos. En los últimos años, ciertas bacterias y hongos demostraron una capacidad sorprendente para “comerse el plástico”, gracias a que cuentan con unas herramientas moleculares muy especiales: las enzimas. Figura 1.
Mecanismo de acción de la enzima
¿Qué son las enzimas que degradan plásticos?
Las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones químicas como se muestra en la figura 1, algunas enzimas recién descubiertas son capaces de romper los enlaces químicos que mantiene unidos los monómeros de los plásticos, lo que hasta hace algunos años parecía un material indestructible empieza a descomponerse en fragmentos más pequeños e incluso a sus componentes originales. Uno de los hallazgos más emblemáticos se dio en 2016, cuando un grupo de científicos japones identificó una bacteria Ideonella sakaiensis, la cual produce dos enzimas clave llamadas PETasa y MHETasa, representadas en la figura 2 en conjunto trabajan para descomponer el PET en sus monómeros básicos [2,3]. Este descubrimiento abrió una puerta fascinante para usar procesos naturales o adaptados biotecnológicamente para el tratamiento de residuos plásticos.
Biotecnología: potenciando el trabajo de las enzimas
La biotecnología entra en juego para mejorar y escalar el poder de estas y otras enzimas, a través de herramientas como la ingeniería genética, en años recientes los investigadores han modificado genes para lograr enzimas para más eficientes, más estables a las altas temperaturas o funcionen mejor en ambientes hostiles, incluso se ha logrado diseñar enzimas completamente nuevas usando técnicas de inteligencia artificial. No se ha descartado la aplicación de organismos como bacterias y levaduras modificados genéticamente y cuyo objetivo sería la producción de estas enzimas a gran escala, y en un futuro no tan lejano las enzimas se pueden producir en biorreactores, lo que permite pensar en aplicaciones industriales como el reciclaje enzimático de plásticos.
Hoy en día, las enzimas se emplean en aplicaciones reales que aportan beneficios concretos para el ser humano [4], de esta manera también existen futuras propuestas, que utilizarían enzimas para reciclar botellas de plástico [5], recuperando los monómeros que pueden volverse a usar en la fabricación de otros productos, se podría considerar como un proceso limpio eficiente y menos contaminante que el reciclaje mecánico tradicional, además de permitir reusar múltiples plásticos que de manera habitual acabarían en el basurero, dando como resultado una adecuada solución al problema ambiental y así reducir el impacto ecológico.
Las enzimas que degradan plásticos son una realidad actual y son una muestra poderosa del potencial de la biotecnología para encontrar soluciones a los problemas ambientales, es posible imaginar un futuro donde los plásticos ya no sean residuos eternos sino recursos que se transforman una y otra vez, sin dañar el planeta. Las enzimas capaces de degradar plásticos nos demuestran que la naturaleza, a través de los organismos más diminutos, puede ofrecernos soluciones sorprendentes a los problemas que hemos creado. La ciencia puede abrir el camino, pero la responsabilidad es de todos.
Referencias
1. Todo Lo Que Necesitas Saber Sobre La Contaminación Por Plásticos Available online: https://www.unep.org/es/noticias-y-reportajes/reportajes/todo-lo-que-necesitas-saber-sobre-la-contaminacion-por-plasticos (accessed on 6 May 2025).
2. Tanasupawat, S.; Takehana, T.; Yoshida, S.; Hiraga, K.; Oda, K. Int J Syst Evol Microbiol2016, 66, 2813–2818, doi:10.1099/ijsem.0.001058.
3. Yoshida, S.; Hiraga, K.; Taniguchi, I.; Oda, K. Ideonella Sakaiensis, PETase, and MHETase: From Identification of Microbial PET Degradation to Enzyme Characterization. In Methods in Enzymology; Academic Press Inc., 2021; Vol. 648, pp. 187–205 ISBN 9780128220122.
4. Yeo, S.K.; Liong, M.T. Int J Food Sci Nutr 2010, 61, 161–181, doi:10.3109/09637480903348122.
5. Tournier, V.; Topham, C.M.; Gilles, A.; David, B.; Folgoas, C.; Moya-Leclair, E.; Kamionka, E.; Desrousseaux, M.L.; Texier, H.; Gavalda, S.; et al. Nature2020, 580, 216–219, doi:10.1038/s41586-020-2149-4.
Méndez Barredo Liliana Hortencia1*, Elizalde Contreras José Miguel1, Hernández Dominguez Eric Edmundo1*
1Laboratorio de Proteómica, Red de Estudios Moleculares Avanzados, Instituto de Ecología A.C., Carretera Antigua a Coatepec No. 351, Congregación el Haya, CP 91073, Xalapa, Veracruz, México.
*Autores de correspondencia: liliana.mendez@inecol.mx, eric.hernandez@inecol.mx