Forschende der Universität Edinburgh ist es erstmals gelungen, den Wirkstoff mithilfe lebender Bakterien aus recyceltem PET herzustellen. Lebendige Zellen können Paracetamol aus Plastik produzieren.
Aus dem, was sonst verbrannt wird, entsteht im Labor ein Schmerzmittel: Bakterien erzeugen Paracetamol aus PET. Foto von Michal Jarmoluk
Wissenschaftler der Universität Edinburgh haben einen bislang einzigartigen Weg gefunden, aus Plastikmüll den Wirkstoff Paracetamol zu gewinnen. Erstmals gelang es, diese chemische Reaktion in lebenden Zellen ablaufen zu lassen. Die im Fachjournal Nature Chemistry veröffentlichte Studie beschreibt, wie das Bakterium Escherichia coli ein aus PET-Flaschen gewonnenes Molekül in Paracetamol umwandelt.
Das Team um Dr. Stephen Wallace zeigte, dass sich die Umwandlung durch natürliche Zellbestandteile steuern lässt. Entscheidender war dafür ein Phosphat, das ohnehin zentraler Bestandteil zellulärer Stoffwechselvorgänge ist. Statt das Bakterium gentechnisch aufwendig zu verändern, integrierten die Forscher gezielte Stoffwechselpfade, die die Umwandlung in gewünschte Produkte wie Paracetamol ermöglichen. Der Ausgangsstoff, ein sogenanntes acylhydroxamiertes Substrat, wurde in einem einfachen Verfahren direkt aus recyceltem PET hergestellt.
Emissionsfrei können die Bakterien aus Abfallstoffen bei Raumtemperatur das sonst aufwendig synthetisierte Paracetamol erzeugen. Ein riesengroßer Unterschied zur herkömmlichen, industriellen Produktion, bei der das Paracetamol aufwendig aus Erdöl synthetisiert wird. In Versuchen erreichte die Methode Umwandlungsraten von bis zu 92 Prozent. Was laut Wallace zeigt, dass „biologische Systeme in der Lage sind, komplexe chemische Transformationen mit industrieller Relevanz zu übernehmen.“ Nach Angaben der Forscher sei auch die Übertragung auf weitere Wirkstoffe denkbar. Langfristig zielt das Forschungsteam auf eine industrielle Umsetzung. Noch beschränkt sich die Produktion auf Labormaßstab. Doch die Autoren sehen in ihrem Verfahren eine Grundlage für eine neue Klasse von Produktionssystemen: kombinierte Prozesse aus Chemie und synthetischer Biologie.
Laut Studie könnte dieser Ansatz skaliert und übertragen werden. Eine Möglichkeit, die für die Kreislaufwirtschaft bedeutsam ist. Denn PET-Abfälle werden bisher überwiegend deponiert oder verbrannt. Weltweit fallen jährlich rund 24 Millionen Tonnen davon an. Die neue Methode bietet eine biotechnologische Alternative: Upcycling von Kunststoff in pharmazeutisch nutzbare Produkte. Der kombinierte Ansatz aus Abfallverwertung, biokompatibler Reaktion und genetisch gesteuerter Fermentation könnte einen Wendepunkt markieren: Weg von linearen Rohstoffketten hin zu zellbasierten, nachhaltigen Produktionszyklen.
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