Des bouteilles en plastique transformées en médicament contre la maladie de Parkinson grâce à des bactéries
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Une étude révèle qu'il est possible de fabriquer un médicament contre la maladie de Parkinson à partir de bouteilles en plastique usagées grâce à une méthode novatrice. Cette approche exploite le pouvoir des bactéries pour transformer le plastique post-consommation en L-DOPA, un médicament de première intention contre cette maladie neurologique. Selon les chercheurs, c'est la première fois qu'un processus biologique naturel est mis au point pour transformer des déchets plastiques en un traitement contre une maladie neurologique.
Comment les bouteilles en plastique deviennent des médicaments
Des scientifiques de l'Université d'Édimbourg ont modifié génétiquement des bactéries Escherichia coli pour transformer un type de plastique largement utilisé dans l'emballage des aliments et des boissons – le polyéthylène téréphtalate (PET) – en L-DOPA. Le procédé consiste d'abord à décomposer les déchets de PET – dont quelque 50 millions de tonnes sont produites chaque année – en acides téréphtaliques, leurs constituants chimiques de base. Les molécules d'acide téréphtalique sont ensuite transformées en L-DOPA par les bactéries modifiées, grâce à une série de réactions biologiques.
L'utilisation de cette nouvelle technique de production de L-DOPA est plus durable que les méthodes traditionnelles de fabrication de produits pharmaceutiques, qui reposent sur l'utilisation de ressources fossiles non renouvelables, affirme l'équipe.
Défis et nouvelles opportunités en matière de recyclage
L'équipe souligne l'urgence de développer de nouvelles méthodes de recyclage du PET, un plastique résistant et léger issu de ressources non renouvelables comme le pétrole et le gaz. Les procédés de recyclage actuels ne sont pas totalement efficaces et contribuent encore à la pollution plastique mondiale.
Cette avancée offre une solution durable pour réutiliser le carbone précieux contenu dans les déchets plastiques qui, autrement, serait perdu dans les décharges, incinéré ou pollué par l'environnement, explique l'équipe.
Cela pourrait ouvrir la voie à la croissance d'une industrie de bio-recyclage permettant de produire non seulement des produits pharmaceutiques, mais aussi une large gamme de produits, notamment des arômes, des parfums, des cosmétiques et des produits chimiques industriels, ajoutent-ils.
Prochaines étapes et infrastructure de recherche
Après avoir démontré la production et l'isolement de la L-DOPA à l'échelle préparative, l'équipe se concentrera désormais sur le développement de cette technologie en vue d'applications industrielles. Cela impliquera d'optimiser davantage le procédé, d'améliorer son extensibilité et d'évaluer plus en détail ses performances environnementales et économiques, précise l'équipe.
Les résultats sont publiés dans la revue Nature Sustainability . Les recherches ont été menées au sein d'un nouveau pôle d'excellence novateur visant à transformer le secteur manufacturier britannique en valorisant les déchets industriels en produits chimiques et matériaux durables et de grande valeur. Le pôle de bioproduction durable Carbon-Loop (C-Loop), doté d'un budget de 14 millions de livres sterling, est financé par le Conseil de la recherche en ingénierie et en sciences physiques (EPSRC), qui fait partie d'UKRI. Ces recherches bénéficient du soutien d'Edinburgh Innovations, le service de valorisation de la recherche de l'Université d'Édimbourg.
Susan Bodie, directrice du développement de l'innovation et des licences chez Edinburgh Innovations, a déclaré : « Le professeur Wallace est l'un des chercheurs pionniers de l'université qui utilisent des techniques de biologie de l'ingénierie innovantes et durables pour valoriser les déchets, notamment avec des partenaires industriels dans le cadre du nouveau Carbon Loop Hub. Ces techniques pourraient contribuer à une révolution verte dans la production industrielle au Royaume-Uni et au-delà, et nous encourageons les entreprises intéressées à collaborer avec nous à nous contacter. »
Liz Fletcher, directrice de l'impact et directrice générale adjointe d'IBioIC, a déclaré : « Ce projet met en lumière le potentiel de la biologie pour transformer notre rapport aux déchets. Transformer des bouteilles en plastique en un médicament contre la maladie de Parkinson n'est pas seulement une idée de recyclage ingénieuse, c'est une façon de repenser les processus en s'appuyant sur la nature pour obtenir des résultats concrets. En démontrant qu'un matériau nocif peut être transformé en une substance bénéfique pour la santé humaine, l'équipe prouve que les applications durables et à forte valeur ajoutée de la biologie sont à la fois pratiques et efficaces. »
La professeure Charlotte Deane, présidente exécutive du UKRI EPSRC, a déclaré : « Ces recherches démontrent l’immense potentiel du génie biologique pour relever certains des défis les plus urgents de notre société. En transformant des déchets plastiques en un traitement contre la maladie de Parkinson, l’équipe de l’Université d’Édimbourg a prouvé comment le carbone, qui serait autrement perdu dans les décharges ou la pollution, peut être transformé en produits à haute valeur ajoutée qui améliorent la vie des gens. C’est un excellent exemple de la façon dont l’investissement de l’EPSRC dans C-Loop favorise des approches de fabrication innovantes et durables, bénéfiques à la fois pour l’humanité et pour la planète. »
Le professeur Stephen Wallace, de l'École des sciences biologiques de l'Université d'Édimbourg, qui a dirigé l'étude, a déclaré : « Nous avons l'impression que ce n'est que le début. Si nous pouvons créer des médicaments contre les maladies neurologiques à partir d'une bouteille en plastique usagée, il est passionnant d'imaginer tout ce que cette technologie pourrait accomplir. Les déchets plastiques sont souvent perçus comme un problème environnemental, mais ils représentent aussi une immense source de carbone encore inexploitée. En modifiant le vivant pour transformer le plastique en un médicament essentiel, nous montrons comment les déchets peuvent être repensés comme des ressources précieuses pour la santé humaine. »