Desarrollan un ‘intestino de gusano’ artificial para degradar plástico

Científicos de la NTU Singapur han conseguido aislarlas bacterias intestinales de un gusano capaz de degradar plástico y utilizarlas para elaborar un método que permita acelerar la descomposición de este material.

Un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang de Singapur (NTU Singapur) ha desarrollado un «intestino de gusano» artificial para descomponer plásticos, lo que abre la esperanza de un método inspirado en la naturaleza para atajar el problema mundial de la contaminación por plásticos.

Alimentando gusanos con plásticos y cultivando los microbios de sus intestinos, investigadores de la Escuela de Ingeniería Civil y Medioambiental (CEE) de la NTU y del Centro de Ingeniería de Ciencias de la Vida Medioambiental de Singapur (SCELSE) han demostrado un nuevo método para acelerar la biodegradación del plástico.

Estudios anteriores han demostrado que los gusanos Zophobas atratus -las larvas del escarabajo oscuro que se venden habitualmente como alimento para mascotas y se conocen como «supergusanos» por su valor nutritivo- pueden sobrevivir con una dieta de plástico porque su intestino contiene bacterias capaces de descomponer los tipos comunes de plástico.

Sin embargo, su uso en el procesamiento de plásticos ha sido poco práctico debido a la lentitud de su alimentación y al mantenimiento de los gusanos.

Ahora, los científicos de la NTU han demostrado una forma de superar estos problemas aislando las bacterias intestinales del gusano y utilizándolas para realizar el trabajo sin necesidad de criar gusanos a gran escala.

El profesor asociado de la NTU Cao Bin, de la Escuela de CEE e investigador principal del SCELSE, explica que «un solo gusano sólo puede consumir un par de miligramos de plástico a lo largo de su vida, así que imagínense el número de gusanos que harían falta si dependiéramos de ellos para procesar nuestros residuos plásticos. Nuestro método elimina esta necesidad eliminando al gusano de la ecuación. Nos centramos en potenciar los microbios útiles del intestino del gusano y en construir un ‘intestino de gusano’ artificial que pueda descomponer eficazmente los plásticos». Su estudio se ha publicado el pasado mes de enero en Environment International.

Diferentes dietas de plástico

Para desarrollar su método, los científicos de la NTU alimentaron a tres grupos de supergusanos con diferentes dietas de plástico -polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno (PP) y poliestireno (PS)- durante 30 días. El grupo de control fue alimentado con una dieta de avena.

Los investigadores seleccionaron estos plásticos porque se encuentran entre los más comunes del mundo y se utilizan en artículos cotidianos como cajas de alimentos y botellas de detergente.

El HDPE, concretamente, es un tipo de plástico conocido por su gran resistencia al impacto, lo que dificulta su descomposición.

Tras alimentar a los gusanos con plástico, los científicos extrajeron los microbiomas de sus intestinos y los incubaron en frascos que contenían nutrientes sintéticos y distintos tipos de plásticos, formando un «intestino de gusano» artificial. Durante seis semanas, los microbiomas se dejaron crecer en los frascos a temperatura ambiente.

Aumento de las bacterias que degradan el plástico

Los investigadores descubrieron que, en comparación con el grupo de control, los frascos que contenían los microbiomas intestinales de los gusanos alimentados con plástico mostraban un aumento significativo de bacterias que degradan el plástico.

Además, las comunidades microbianas que colonizaban los plásticos en los frascos eran más simples y estaban más adaptadas al tipo específico de plástico que los microbios presentes en los plásticos con los que se había alimentado directamente a los gusanos. Cuando las comunidades microbianas son más sencillas y se adaptan mejor a un tipo concreto de plástico, la degradación del plástico puede ser más eficaz en aplicaciones reales.

El primer autor del estudio, el Dr. Liu Yinan, investigador de la Escuela de CEE y SCELSE, declara que «nuestro estudio representa el primer intento con éxito de desarrollar comunidades bacterianas asociadas al plástico a partir de microbiomas intestinales de gusanos alimentados con plástico. Mediante la exposición de los microbiomas intestinales a condiciones específicas, pudimos aumentar la abundancia de bacterias que degradan el plástico presentes en nuestro ‘intestino de gusano’ artificial, lo que sugiere que nuestro método es estable y reproducible a escala».

Los investigadores afirman que su prueba de concepto sienta las bases para desarrollar enfoques biotecnológicos que utilicen el microbioma intestinal de los gusanos para procesar los residuos plásticos.

En sus próximos pasos, los investigadores quieren entender cómo las bacterias del intestino del supergusano descomponen los plásticos a nivel molecular. Comprender el mecanismo ayudará a los científicos a diseñar comunidades bacterianas que degraden los plásticos de forma eficiente en el futuro.