Des médicaments à partir de déchets plastiques

Des champignons convertissent des déchets de polyéthylène en produits métaboliques utiles sur le plan pharmacologique

30.11.2022 - Etats-Unis

Les déchets plastiques constituent l'un des problèmes écologiques et économiques les plus importants de notre époque. Dans la revue Angewandte Chemie, une équipe de chercheurs a présenté une méthode chimico-biologique permettant de recycler les déchets de polyéthylène : le clivage catalytique est utilisé pour produire des diacides carboxyliques qui sont ensuite convertis en produits naturels pharmacologiquement utiles par des champignons génétiquement modifiés.

Les matières plastiques font partie intégrante de notre vie quotidienne. Selon les estimations, la production mondiale atteindra 1,1 milliard de tonnes par an d'ici 2040. En conséquence, la quantité de déchets augmente et finit dans les décharges ou dans les océans. Ces déchets menacent de plus en plus notre approvisionnement alimentaire et les écosystèmes. Les polyéthylènes (PE) sont particulièrement problématiques. Bien qu'il s'agisse des plastiques les plus courants, les procédés de recyclage disponibles sont limités. Les mêmes propriétés qui rendent les PE résistants et utiles entravent leur dégradation et leur recyclage. L'un des problèmes est leur squelette hydrocarboné, qui ne possède pas de bon "point de rupture" permettant de diviser le polymère en morceaux de longueur définie. Cela conduit à de vastes mélanges de produits de faible valeur.

Une équipe dirigée par Travis J. Williams et Clay C. C. Wang de l'université de Californie du Sud (Los Angeles, CA) et Berl Oakley de l'université du Kansas (Lawrence, KS) vient de mettre en place une méthode chimico-biologique combinée pour recycler les déchets de PE en composés précieux et complexes d'intérêt pharmacologique. Dans une première étape, l'équipe convertit catalytiquement le PE sous O2 pour produire une grande variété de diacides carboxyliques différents (chaînes d'hydrocarbures avec deux groupes acides). Dans une deuxième étape, ces diacides sont "donnés" à des champignons qui en font des produits naturels utiles. L'équipe a pu en faire la démonstration en utilisant des déchets de PE provenant du gyre du Pacifique Nord.

Après la séparation du PE, les diacides carboxyliques à chaîne courte doivent être séparés du mélange, car ils sont toxiques pour les champignons. Ils peuvent être utilisés comme matières premières pour la synthèse de plastiques biodégradables pour l'agriculture, par exemple. Les diacides à chaîne plus longue, comportant plus de dix atomes de carbone, peuvent être utilisés pour alimenter les cultures de champignons Aspergillus nidulans. Les champignons poussent rapidement, sont peu coûteux à cultiver et sont déjà largement utilisés pour produire des médicaments, notamment des antibiotiques comme la pénicilline. L'équipe a mis au point une stratégie robuste pour modifier génétiquement les voies métaboliques de A. nidulans afin que le champignon synthétise les produits souhaités avec un rendement élevé. À titre d'exemple, ils ont produit des produits naturels tels que l'asperbenzaldéhyde, la citreoviridine et la mutiline, qui sont des matières premières dans la recherche de médicaments pour traiter des maladies telles que la maladie d'Alzheimer et le cancer, ou d'agents contre les bactéries résistantes aux antibiotiques. Grâce à cette stratégie, une large palette de substances bioactives supplémentaires pourrait être générée à partir des déchets de PE.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.