La contaminación plástica es uno de los desafíos ambientales definitorios de nuestro tiempo, y algunos de los organismos más pequeños de la naturaleza pueden ofrecer una salida sorprendente.
En los últimos años, los microbiólogos han descubierto Las bacterias capaces de desglosar varios tipos de plástico, insinuando un camino más sostenible hacia adelante.
Estos microbios de “comer plástico” podrían ayudar algún día a reducir las montañas de los vertederos y los océanos que obstruyen los desechos. Pero no siempre son una solución perfecta. En el entorno equivocado, podrían causar serios problemas.
Los plásticos se usan ampliamente en hospitales en cosas como suturas (especialmente el tipo de disolución), apósitos de heridas e implantes. Entonces, ¿podrían las bacterias que se encuentran en los hospitales descomponerse y alimentarse de plástico?
Para averiguarlo, estudiamos los genomas de los patógenos hospitalarios conocidos (bacterias dañinas) para ver si tenían las mismas enzimas degradantes de plástico que se encuentran en algunas bacterias en el medio ambiente.
Éramos sorprendido de encontrar que algunos gérmenes hospitalarios, como Pseudomonas aeruginosapodría descomponer el plástico.
P. aeruginosa está asociado con aproximadamente 559,000 muertes en todo el año cada año. Y muchas de las infecciones se recogen en los hospitales.
Los pacientes con ventiladores o con heridas abiertas por cirugía o quemaduras están en riesgo particular de P. aeruginosa infección. Al igual que los que tienen catéteres.
Decidimos avanzar de nuestra búsqueda computacional de bases de datos bacterianas para probar la capacidad de comer plástico de P. aeruginosa en el laboratorio.
Nos centramos en una cepa específica de esta bacteria que tenía un gen para hacer una enzima que come plástico. Había sido aislado de un paciente con una infección por heridas. Descubrimos que no solo podría descomponer el plástico, sino que podría usar el plástico como alimento para crecer. Esta habilidad proviene de una enzima que llamamos PAP1.
Biopelículas
P. aeruginosa se considera un patógeno de alta prioridad por el Organización Mundial de la Salud. Puede formar capas difíciles llamadas biopelículas que lo protegen del sistema inmune y los antibióticos, lo que hace que sea muy difícil de tratar.
Nuestro grupo ha demostrado previamente que cuando las bacterias ambientales forman biopelículas, pueden romperse plástico más rápido. Entonces nos preguntamos si tener una enzima degradante de plástico podría ayudar P. aeruginosa ser un patógeno. Sorprendentemente, lo hace. Esta enzima hizo que la tensión fuera más dañina y ayudó a construir biopelículas más grandes.
Para entender como P. aeruginosa Estaba construyendo una biopelícula más grande cuando estaba en plástico, separamos la biopelícula. Luego analizamos de qué estaba hecha la biopelícula y descubrimos que este patógeno estaba produciendo biopelículas más grandes al incluir el plástico degradado en este escudo viscoso, o “matriz”, como se conoce formalmente. P. aeruginosa estaba usando el plástico como cemento para construir una comunidad bacteriana más fuerte.
Patógenos como P. aeruginosa Puede sobrevivir durante mucho tiempo en los hospitales, donde los plásticos están en todas partes. ¿Podría esta persistencia en los hospitales deberse a la capacidad de los patógenos para comer plásticos? Creemos que esta es una posibilidad real.
Muchos tratamientos médicos involucran plásticos, como implantes ortopédicos, catéteres, implantes dentales y almohadillas de hidrogel para tratar quemaduras. Nuestro estudio sugiere que un patógeno que puede degradar el plástico en estos dispositivos podría convertirse en un problema grave. Esto puede hacer que el tratamiento falle o empeorar la condición del paciente.
Afortunadamente, los científicos están trabajando en soluciones, como agregar sustancias antimicrobianas a los plásticos médicos para evitar que los gérmenes se alimenten de ellas. Pero ahora que sabemos que algunos gérmenes pueden romper el plástico, tendremos que considerar eso al elegir materiales para uso médico futuro.
Ronan McCarthyProfesor en Ciencias Biomédicas, Brunel University of London y Rubén de DiosInvestigación postdoctoral, biotecnología, Brunel University of London
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