من البلاستيك إلى الباراسيتامول: ثورة مستدامة بهندسة البكتيريا المعدلة وراثيًا
تحويل البلاستيك إلى دواء باستخدام التكنولوجيا الحيوية الحديثة
في إنجاز علمي بارز، تمكن باحثون من جامعة إدنبرة من تعديل بكتيريا قادرة على تحويل النفايات البلاستيكية إلى دواء الباراسيتامول، وهو مسكن للألم يُستخدم على نطاق واسع. وقد نُشرت هذه الابتكار في مجلة Nature Chemistry في يونيو 2025، ويُعدّ هذا التقدّم ثنائي الفائدة، إذ يعالج مشكلتي التلوث البلاستيكي والاعتماد على الوقود الأحفوري في صناعة الأدوية.
الاكتشاف: تحويل بكتيريا E. coli للبلاستيك PET إلى دواء
تُعتبر عبوات البلاستيك المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) من أكثر النفايات شيوعًا في العالم. تمكن العلماء الآن من إعادة تدوير البلاستيك في الصناعات الدوائية.
بقيادة البروفيسور ستيفن والاس، قامت مجموعة البحث بتعديل بكتيريا الإشريكية القولونية (E. coli) وراثيًا بحيث أصبحت قادرة على تحويل البلاستيك إلى باراسيتامول عالي النقاء. ويتميّز هذا التحول بنسبة إنتاج تصل إلى 92% في أقل من 24 ساعة — وهو إنجاز غير مسبوق في مجال إنتاج الدواء الصديق للبيئة.
عادةً ما يتم تصنيع الباراسيتامول من مركّبات مشتقة من البترول، ما يؤدي إلى انبعاثات كربونية مرتفعة. أما هذه الطريقة الجديدة، فتُعدّ بديلاً أخضر وأكثر استدامة.
كيف تعمل هذه التقنية؟ الكيمياء الحيوية المتوافقة
يعتمد هذا التحوّل المبتكر على تفاعل كيميائي نادر يُعرف باسم إعادة ترتيب لوسين (Lossen rearrangement)، ولم يُلاحظ سابقًا في الطبيعة. يشمل هذا التحول 3 مراحل رئيسية:
تحضير البلاستيك
يتم أولاً تحليل البلاستيك PET إلى حمض تيريفثاليك، ثم يُحوّل إلى مركب مناسب لاستهلاك البكتيريا.
التحويل البيولوجي
تُزرع بكتيريا E. coli المعدلة وراثيًا في بيئة تحتوي على المركب الناتج، وتقوم بتحويله إلى حمض بارا-أمينو بنزويك (PABA) باستخدام الفوسفات الطبيعي كمحفّز.
إنتاج الباراسيتامول
تُضاف جينات إضافية للبكتيريا (من الفطريات وبكتيريا التربة)، فتُمكّنها من تحويل PABA مباشرة إلى دواء الباراسيتامول.
هذا النموذج يُظهر كيف يمكن لـ الهندسة الوراثية للبكتيريا أن تدمج بين الكيمياء الحيوية والتكنولوجيا من أجل حلول مستدامة.
التأثير البيئي والاقتصادي
يقدّم هذا الابتكار فوائد بيئية واقتصادية ملموسة:
. تقليل النفايات البلاستيكية
بفضل هذا النظام، يمكن إعادة استخدام ملايين الأطنان من البلاستيك PET كل عام، مما يساهم في حل مستدام للتلوث البلاستيكي.
. خفض انبعاثات الكربون
لأن العملية لا تعتمد على مشتقات النفط وتتم في درجات حرارة منخفضة، فإنها تُخفض بشكل كبير من البصمة الكربونية المرتبطة بإنتاج الأدوية.
. دعم الاقتصاد الدائري
يُمثّل هذا النموذج اقتصادًا دائريًا مثاليًا، يحوّل النفايات إلى موارد مفيدة دون الحاجة إلى موارد خام جديدة.
اقتصاديًا، قد يؤدي هذا الابتكار إلى تغييرات كبرى في مجالي الصناعة الدوائية وإدارة النفايات، لأنه يُوفّر طريقة إنتاج أرخص، وأكثر احترامًا للبيئة، ويُحوّل النفايات إلى أرباح.
التحديات والمستقبل
رغم الإنجاز المذهل، ما تزال هناك تحديات حقيقية:
الحاجة إلى توسيع نطاق الإنتاج ليصبح صناعيًا؛
الحصول على موافقات تنظيمية لهذه الطريقة الجديدة؛
التنافس اقتصاديًا مع الطرق التقليدية القائمة.
يطمح الباحثون إلى تطوير هذه التقنية لتشمل أدوية أخرى وأنواعًا متعددة من البلاستيك، مما قد يوسع الفائدة البيئية والاقتصادية.
هذا الإنجاز يُبرهن مرة أخرى على قدرة التكنولوجيا الحيوية المستدامة في معالجة التحديات العالمية، وتحويل الأزمات إلى فرص مبتكرة.
