Descobreixen un nou bacteri capaç de produir un polímer per fabricar partícules portadores de fàrmacs

Calafell, Rodriguez i MarquésEl descobriment permetrà encapsular antibiòtics, antiinflamatoris o aromes en micro i nanoesferes, fabricar plàstics no derivats del petroli per a la indústria de l’embalatge i suplements per a la indústria alimentària, i tractar les aigües residuals amb  alts continguts de sal.

 

Un equip d’investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya·Barcelona Tech (UPC) al Campus de Terrassa han aconseguit aïllar i manipular exitosament un nou bacteri que han descobert al desert de sal d’Uyuni (Bolívia), per tal que produeixi un biopolímer biodegradable i biocompatible anomenat PHB. La recerca forma part de la tesi doctoral d’Alejandra Rodríguez, dirigida per les investigadores Marisol Marqués i Margarita Calafell; un treball de recerca interdisciplinari, a mig camí entre la microbiologia, la biotecnologia, la química i l’enginyeria de materials. El treball, que s’ha dut a terme amb la col·laboració de científics de la Universitat Tècnica de Gratz (Àustria), s’ha publicat a les  revistes Food Technology & Biotechnology i Journal of Applied Microbiology i a l’agència SINC

 

Els biopolímers són l’alternativa als plàstics derivats del petroli, que causen gran problemes mediambientals. El biopolímer PHB el produeixen certs tipus de microorganismes. Després del seu ús es degrada i, fins i tot, es pot compostar per tancar el cercle natural. Marisol Marqués, del Laboratori de Microbiologia Sanitària i Mediambiental (MSMLab); Margarita Calafell, del Departament d’Enginyeria Química, i Alejandra Rodríguez, amb la col·laboració de científics de la Universitat Tècnica de Gratz (Àustria), han manipulat amb tècniques de fermentació en bioreactor i amb limitació de nitrogen la nova soca bacteriana batejada com Bacillus megaterium uyuni S29, descoberta per Marisol Marqués al gran Salar d’Uyuni (Bolívia). El nou bacteri ha estat dipositat a la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT). 

 

Fabricar plàstic biodegradable

 

El descobriment de Marqués, Calafell i Rodríguez obre una via sostenible amb el medi ambient per a la fabricació de material plàstic per a embalatges, suplements alimentaris i també per encapsular fàrmacs i millorar-ne l’efectivitat. I és que els experiments que han realitzat les tres investigadores amb Bacillus megaterium uyuni S29 han donat com a resultat preliminar un contingut de polímer PHB del 70% en el bacteri un cop sotmès a limitació de nitrogen (condició necessària per a la inducció de la producció del polímer per part del bacteri) i amb les condicions industrials proposades. Es tracta d’una quantitat de PHB que mai abans no s’havia obtingut en bacteris d’aquest gènere.

 

D’altra banda, les fermentacions induïdes per les investigadores van mostrar que el bacteri és capaç de créixer i produir PHB en presència d’altes concentracions de sal.

 

Antibiòtics més efectius amb menys efectes secundaris

 

Un dels objectius  del treball era investigar la possible aplicació del polímer PHB com a sistema d’alliberament controlat de fàrmacs. Segons Rodríguez, “fins ara existia molt poca informació sobre aquesta possibilitat amb el sistema PHB-doxiciclina. Hem experimentat amb l’antibiòtic doxiciclina, que es fa servir pel tractament de malalties com ara la periodontitis (més coneguda com piorrea). L’administració de doxiciclina a vegades genera trastorns intestinals. Per tal d'evitar aquests efectes i arribar a la infecció amb una concentració eficaç de fàrmac, aquest s’ha atrapat en una matriu polimèrica biocompatible i biodegradable de PHB. Mitjançant diferents tractaments fisicomecànics, com  per exemple els ultrasons, s’han obtingut micro i nanopartícules del PHB procedent del nou bacteri. “Hem comprovat que si tractem la doxiciclina d’aquesta manera s’obtenen partícules aptes per alliberar l’antibiòtic  en el cos humà d’una manera més efectiva i controlada, evitant així els efectes secundaris”, explica Rodríguez.

 

Valorització d’aigües residuals

 

Les aplicacions dels resultats de la recerca de les tres investigadores del Campus de la UPC a Terrassa no es limiten, però, a la fabricació industrial de plàstics biodegradables o a la indústria farmacèutica. La comprovació de que el nou bacteri Bacillus megaterium uyuni S29 creix en entorns amb salinitat extrema obre la porta a la valorització industrial d’aigües residuals amb altes concentracions de sal. Així, aquest tipus d’entorns es podrien convertir en vivers del bacteri per ser produït a escala industrial i sintetitzar grans quantitats de PHB de manera controlada.

 

Accés als articles científics de la investigació

 

http://tinyurl.com/pwrxjpg

 

http://tinyurl.com/pwzgpyr