Actualmente, los plásticos forman parte de nuestro día a día. Sin embargo, se han convertido en uno de los mayores problemas de contaminación ambiental. Hoy en día, el 90% del agua embotellada está contaminada por microplásticos.

Desde la Unidad de Biotecnología Industrial del CIATEJ, se trabaja en un proyecto de investigación que busca encontrar microorganismos y enzimas que sean capaces de degradar diferentes tipos de plásticos. Los microorganismos cuentan con una maquinaria enzimática diversa y con una capacidad de adaptación rápida ante la presencia de este tipo de contaminantes. Algunas enzimas que se han relacionado con la degradación de plásticos son las lipasas, esterasas, cutinasas, PETasas y MHetasas.

Sin embargo, la degradación natural por microorganismos y enzimas es muy limitada. Es necesario encontrar otros tipos de microorganismos que sean capaces de trabajar bajo las condiciones medioambientales en las que nos encontramos. Para lograrlo, el personal científico y tecnológico ha seguido tres estrategias. La primera es la identificación y muestreo ambiental de diferentes sitios contaminados por plásticos para generar una colección de cepas con potencial en su degradación. Se han realizado muestreos en nueve sitios en los estados de Jalisco y Nayarit. La segunda estrategia fue una búsqueda bioinformática de secuencias putativas para la cual se construyó una base de datos con cerca de 2 millones de secuencias. La tercera estrategia fue el aislamiento de microorganismos del intestino de la polilla de la cera Galleria mellonella después de ser alimentada con plásticos.

A partir de estos sitios de muestreo se realizaron aislamientos y la identificación de las cepas, generando una colección con más de 1200 cepas. Estas cepas fueron evaluadas para identificar aquellas capaces de producir las enzimas de interés en cuanto a la degradación de plásticos. Actualmente, se cuenta con más de 100 cepas con actividad enzimática: lipasa, poliesterasa, cutinasa, esterasa, PETasa, y se continúa evaluando parte de la colección. Aquellas cepas que mostraron más de una actividad enzimática fueron evaluadas en la degradación de LDPE, que son las bolsas de plástico comunes, y PP, que es el material con el que se hacen los cubrebocas. Actualmente se cuenta con cuatro cepas capaces de degradarlos, y continúan los estudios del resto de la colección.

En cuanto a la búsqueda bioinformática, se identificaron 629 secuencias putativas para la degradación del PET, y está en proceso la clonación de cuatro secuencias. Adicionalmente, se realizarán trabajos de mutagénesis dirigida para mejorar las enzimas y expresarlas en bacterias. Finalmente, a partir de los estudios con G. mellonella, se aislaron 133 cepas del intestino, de las cuales 11 mostraron actividad lipasa, 22 actividad poliesterasa, 21 actividad cutinasa y 47 actividad esterasa.

Por otra parte, se pretende hacer un análsis metagenómico de los suelos contaminados, para comprender mejor que es lo que está pasando, así como todo el consorcio que habita en estos sitos.

A largo plazo, lo que se busca es producir a gran escala este tipo de enzimas para poder crear un proceso de biorremediación, ya sea in situ, o llevando todos los plásticos a una planta de tratamiento donde puedan ser degradados enzimáticamente. Se pretende aumentar el conocimiento en esta área y generar conciencia sobre el problema de contaminación por plásticos, con la finalidad de que en un futuro se pueda establecer un proceso de degradación, biorremediación o biorreciclaje de los plásticos de una forma que sea ambientalmente segura.

Este proyecto fue financiado por Conahcyt-Ciencia de Frontera (1727997) 2020-2023, cuyo título es: “Identificando, entendiendo y modificando las enzimas microbianas involucradas en la biodegradación de plásticos utilizando Ideonella sakaiensis como microorganismo modelo”, el cual es coordinado por la Dra. Leticia Casas Godoy, investigadora por México comisionada a la Unidad de Biotecnología Industrial del CIATEJ.