O uso de encimas consolidouse nos últimos anos como unha alternativa sostible aos métodos mecánicos ou químicos tradicionais no reciclaxe de plásticos. Estas ferramentas biotecnolóxicas permiten descompoñer polímeros como o PET —presente na maioría de botellas e envases— nos seus compoñentes básicos dun xeito limpo e eficiente. Un novo estudo realizado por investigadores do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS), en colaboración coa profesora Gemma Eibes (Centro de Investigación Interdisciplinar en Tecnoloxías Ambientais - CRETUS), presenta agora unha estratexia innovadora para fixar estas encimas dentro de pequenas esferas de proteínas producidas por bacterias. Este sistema non só simplifica a súa produción e recuperación, senón que tamén prolonga a súa vida útil, permite a súa reutilización en varios ciclos e logra descompoñer máis do 90 % do plástico doméstico sen necesidade de tratamentos previos.
A pesar dos avances neste campo, a aplicación de encimas para a xestión de residuos plásticos segue a atopar importantes barreiras para a súa implementación a gran escala. Entre elas, destacan o elevado custo de produción das encimas e a súa limitada reutilización en procesos industriais. A estratexia desenvolvida neste traballo resolve algúns destes retos mediante un sistema de inmobilización nun só paso, que permite recuperar facilmente a encima activa tras cada ciclo de uso. A diferenza dos métodos clásicos —que requiren producir por separado a encima e o seu soporte—, esta tecnoloxía integra ambos elementos nunha única etapa, reducindo así os custos técnicos e operativos do proceso.
O sistema baséase na tecnoloxía IC-Tagging, desenvolvida previamente polo grupo do profesor José Manuel Martínez Costas no CiQUS, que permite inmobilizar proteínas de interese dentro de nanocompartimentos xerados pola proteína viral muNS-Mi. Esta proteína é capaz de autoensamblarse en forma de nanoesferas dentro de células de Escherichia coli e atraer calquera encima que leve unha pequena etiqueta (o “IC-tag”). Deste xeito, a propia bacteria actúa como unha microfábrica que produce a encima xa inmobilizada nunha estrutura funcional e reutilizable. A metodoloxía xa fora aplicada con outras encimas industriais, pero esta é a primeira vez que se emprega cunha encima de referencia para a degradación de plásticos, abrindo novas posibilidades no eido da biotecnoloxía ambiental.
O estudo inscríbese nun contexto global de crecente preocupación pola acumulación de residuos plásticos no medio ambiente. Estímase que cada ano se producen máis de 400 millóns de toneladas de plástico en todo o mundo, das cales só unha pequena parte se recicla de forma efectiva. O traballo céntrase no tereftalato de polietileno (PET), o polímero máis común nos envases de alimentos e bebidas. Os investigadores empregaron bacterias E. coli modificadas xeneticamente para producir a encima LCCICCG —unha variante optimizada da cutinase— dentro destas nanoesferas. O sistema demostrou a súa eficacia na degradación de PET real procedente de bandexas de froita, froitos secos ou envases de laboratorio, acadando unha depolimerización case completa en menos de tres días, mesmo ao reutilizar a mesma preparación en dous lotes consecutivos de residuos.
Segundo os autores, estes resultados superan os obtidos ata a data con outras estratexias de inmobilización en laboratorio, e representan un paso importante cara á implementación industrial de solucións enzimáticas para o reciclaxe de plásticos: "O noso sistema emerxe como unha ferramenta con gran potencial para apoiar a translación industrial das novas encimas que se están desenvolvendo para a degradación de PET e outros polímeros, contribuíndo así de maneira decisiva á economía circular do plástico", sinala Adrián López Teijeiro, primeiro autor do estudo. O traballo forma parte do proxecto PETzyme, financiado con fondos NextGeneration EU, e coordinado por Gemma Eibes (CRETUS) e José Martínez Costas (CiQUS). Ambos centros contan ademais con apoio financeiro da Unión Europea a través do Programa Galicia FEDER 2021-2027. A tecnoloxía IC-Tagging desenvolvida neste estudo tamén se enmarca nun proxecto máis amplo do Plan Nacional de I+D+i (PID2022-139720OB-I00). Na actualidade, o equipo traballa de maneira conxunta no escalado da tecnoloxía e na mellora do rendemento das encimas inmobilizadas. Os investigadores destacan tamén o potencial desta plataforma para outras aplicacións industriais en ámbitos como a biocatálise, o tratamento de residuos ou o desenvolvemento de novos materiais sostibles.
Referencia bibliográfica:
Adrián López-Teijeiro, Natalia Barreiro-Piñeiro, Gemma Eibes, José Martínez-Costas. Nearly complete depolymerization of untreated post-consumer plastic with an immobilized and reusable PET hydrolase. J. Hazard. Mater., 2025, 495, 138789
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138789
Imaxe de microscopia electrónica de varrido na que se mostra a superficie dunha lámina de PET sendo degradada pola encima immovilizada en nanoesferas proteicas | CiQUS