El plástico ha sido el material sobre el que ha descansado buena parte del desarrollo económico de la segunda mitad del siglo XX. Es duro, resistente, con la elasticidad precisa, transparente si así se desea... pero esas mismas características son las que hacen que sea muy duradero en los ambientes naturales cuando no se gestiona de forma apropiada. O lo que es lo mismo, no es biodegradable, ningún organismo vivo es capaz de alimentarse y degradar este derivado del petróleo. O, al menos, los científicos no conocían ninguno capaz de hacerlo hasta ahora.

Un equipo científico del Instituto de Tecnología de Kioto (Japón) acaba de descubrir recientemente una bacteria desconocida hasta la fecha que es capaz de digerirlo y asimilarlo, es decir, que puede vivir alimentándose de PET (Tereftalato de polietileno), uno de los plásticos más usados por la industria alimenticia para envasar agua mineral, refrescos, aceites o productos farmacéuticos, entre otros.

Los microbiólogos ya conocían algunos informes sobre la capacidad de degradación del PET por parte de raros ejemplos como algunos hongos filamentosos que se habían podido cultivar en medios minerales que contenían este plástico. Pero en ningún caso se había podido evaluar la tasa de crecimiento de estos microorganismos ni la cantidad de este producto sintético que eran capaces de asimilar.

Una vez identificadas, estos organismos con la maquinaria enzimática necesaria para degradar plásticos podrían servir como un método de biorremediación ambiental paradescontaminar ecosistemas colmados por envases mal gestionados y liberados en el mar o en espacios naturales. Por ese motivo, el equipo de investigadores que lideran Kohei Oda y Shosuke Yoshida en el Instituto de Tecnología de Kioto decidió salir a tomar muestras en ambientes contaminados por plásticos.

«Recogimos 250 muestras en todo tipo de medios contaminados por partículas de PET, como suelos, sedimentos, aguas residuales o lodos activos, de una planta de reciclaje de botellas de plástico», cuenta Yoshida en el trabajo recién publicado en la revistaScience. Todas ellas fueron analizadas en busca de microorganismos que pudieran usar este plástico como principal fuente de carbono para desarrollar su actividad vital, o lo que es lo mismo para alimentarse y crecer.

Sólo una de las muestras tomada en un sedimento de la planta de reciclaje contenía un conjunto de microbios diferente que parecía poder desarrollarse en el medio de cultivo de PET diseñado por los investigadores. «La microscopía nos reveló que ese consorcio que se formó en la película de PET contenida en el medio de cultivo, la que denominamos como número 46, contenía una mezcla de bacterias, células parecidas a las levaduras y protozoos, mientras que el fluido del medio de cultivo era prácticamente transparente», aseguran los investigadores.

Finalmente, los científicos fueron capaces de aislar -a base de diluciones de aquella preparación número 46- la única cepa bacteriana responsable de la degradación del PET, una nueva especie perteneciente al género -ya conocido- Ideonella a la que bautizaron como Ideonella sakaiensis.

Según pudieron comprobar, el PET se degradaba a una velocidad de 0,13 miligramos por cada centímetro cuadrado y día a una temperatura de 30 grados, algo muy común en muchos lugares de la Tierra. Pero, ¿esa velocidad era elevada o despreciable si se piensa en términos de su aplicación para descontaminar una zona natural? Las conclusiones de Yoshida, Oda y el resto de su equipo fueron muy contundentes: la bacteria es capaz de degradar de forma casi completa una fina película de PET en apenas seis semanas a esa temperatura de 30 grados, según los propios investigadores.

Oda y sus colegas quisieron ir un paso más allá para tratar de averiguar los procesos biológicos que permiten a este microorganismo comerse este plástico con esa eficiencia nunca vista con anterioridad. Y lo consiguieron. Identificaron una encima -llamada ISF6_4831- que trabaja en presencia de agua para romper el PET en una sustancia intermedia, que a su vez es degradada por una segunda proteína -de nombre igual de complicado que la anterior, ISF6_0224- que es capaz de romper el intermediario hasta componentes más simples y benignos desde un punto de vista ambiental como el etilenglicol y el ácido tereftálico.

Gracias a los potentes microscópios electrónicos, los científicos también pudieron comprobar que las bacterias desarrollan unos apéndices entre la capa de plástico y ellasque podría permitirles la secreción de estas encimas sobre la superficie del PET.

«La asimilación de PET por la bacteria I. sakaiensis puede ser muy útil para eliminar este material derivado del petróleo del medio ambiente», escribe el investigador del Instituto de Bioquímica de la Universidad de Greifswald (Alemania) Uwe T. Bornscheuer en un artículo que acompaña a la investigación. «Además, si el ácido tereftálico se pudiera recuperar y reutilizar, supondría un ahorro importante en la producción de nuevos plásticos que no precisarían de nuevo el uso de derivados del petróleo», explica Bornscheuer.

Sin embargo, los expertos en descontaminación biológica de espacios contaminados opinan que aún queda un largo camino por recorrer para su aplicación práctica. "El trabajo es muy interesante y se suma a otros en la materia. Se han encontrado varios microorganismos capaces de degradar materiales plásticos pero aun queda mucho por hacer para trasladar estos hallazgos a biorremediación a gran escala", asegura a este diario María José López, investigadora del Área de Microbiología de la Universidad de Almería.

Un aliado para la limpieza del planeta

En el mundo se producen cada año más de 300 millones de toneladas de plásticos y el 90% de ellos son derivados del petróleo. Una parte importante se dedica a envases de botellas de bebidas, pero sólo cerca de un 15% se recupera y se recicla a escala global, según el informe La nueva economía del plástico publicado en enero de 2016. La mayoría de estos compuestos se degrada de forma muy lenta y suponen una amenaza importante para el medio ambiente, especialmente en los océanos. En las regiones costeras se genera una cantidad de basura plástica de casi 100 millones de toneladas, de los cuales 32 millones no son gestionados apropiadamente y una media de ocho millones de toneladas termina flotando cada año en los océanos de todo el mundo. Estos residuos se hunden, se acumulan en los sedimentos o se incorporan a la cadena alimenticia marina, de la que los seres humanos somos los depredadores situados en lo alto de la pirámide. «La realidad es que no sabemos dónde está el 99% del plástico que llega al océano», explica a este diario Carlos Duarte, investigador del Centro de Investigación del Mar Rojo de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah de Arabia Saudí. La Unión Europea ocupa una buena posición en la lista de plástico mal gestionado. Aún así, España no gestionó bien cerca de 45.000 toneladas de plástico en el año 2010, según datos del Banco Mundial. Una posible solución pasa por el diseño de nuevos plásticos a partir de fuentes renovables, pero eso no ayudaría con las millones de toneladas que ya se han liberado en la naturaleza. Por ese motivo, el hallazgo de la nueva bacteria I. sakaiensis capaz de degradar por completo el PET puede suponer una excelente noticia para el medio ambiente.