COLIMA, COLIMA.- Sara Centeno Leija, del Programa de Cátedras del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), está desarrollando en el Laboratorio de Bioingeniería de la Universidad de Colima (Ucol), bioplástico para usarlo en la industria biomédica a partir de bacterias modificadas mediante ingeniería metabólica, dado que no presentan características patógenas.
Este proyecto originalmente provenía de bacterias del género Pseudomonas, que fueron aisladas de aguas residuales. Dicho género posee una ruta metabólica muy bien definida para la síntesis de polihidroxialcanoatos, que es el nombre genérico de bioplásticos bacterianos.
Centeno Leija ha realizado varios trabajos relacionados con la biosíntesis de bioplásticos en colaboración con el Instituto de Biotecnología de la UNAM. Específicamente ha utilizado la ingeniería metabólica para modificar la bacteria Escherichia coli para sobreproducir polihidroxibutirato, que es un bioplástico biodegradable que compite con los derivados de petróleo y que actualmente es muy utilizado a nivel industrial. Dada la experiencia, la doctora Centeno se vinculó con este proyecto que se desarrolla en el Laboratorio de Bioingeniería de la Ucol, colaborando con la doctora en biología molecular Pilar Escalante Minakata.
Esta investigación tiene varias ventajas. En primer lugar se elimina la parte patógena del sistema y, en segundo lugar, se puede optimizar de una forma más directa la síntesis del polímero, lo que permite obtener más de este producto de lo que se generaría en una cepa nativa y proporciona mejores rendimientos en la purificación del plástico, disminuyendo los pasos para el proceso de síntesis para su aplicación a nivel biomédico.
Otra de las ventajas de la cepa Escherichia coli, que donó la UNAM, es que puede usar los sustratos de manera versátil. Por ejemplo, puede usar monosacáridos, que son hidrolizados de caña de azúcar, tales como glucosa y fructosa.
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.
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.
En el Laboratorio de Bioingeniería colaboran investigadores en áreas multidisciplinarias, por eso desde el punto de ciencia básica se investigan nuevos genes para la síntesis de bioplásticos, que es una gran familia de polihidroxialcanoatos, siendo uno de los más conocidos el polihidroxibutirato.
“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”, comentó la experta en esta materia en entrevista con la Agencia Informativa Conacyt.
De esta manera se exploran alternativas para producir polihidroxialcanoatos en diferentes ramas, además de que se estudian otros mecanismos para producir rutas metabólicas híbridas, es decir, la combinación de una ruta metabólica indirecta de una bacteria nativa, la de Pseudomonas, y una ruta directa que proviene de otros microorganismos —Ralstonia o Azotobacter— para conjuntarlas y depositarlas en otra bacteria completamente diferente, como la bacteria Escherichia coli MG1655. Esa es la labor de la ingeniería metabólica, apoyada por la ingeniería genética.
Además 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.
con información de la Universidad de Colima
jcrh