Un intestino de gusano artificial para descomponer plásticos

14/02/2024

Científicos de la NTU de Singapur han desarrollado un «intestino de gusano» artificial que permite descomponer ciertos tipos de plásticos.

Un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur), ha desarrollado un «intestino de gusano» artificial para descomponer plásticos. El hallazgo supone una luz de esperanza para combatir la basura plástica mediante un método inspirado en la naturaleza.

Al alimentar a los gusanos con plásticos y cultivar microbios que se encuentran en sus intestinos, investigadores de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental (CEE) de NTU y el Centro de Ingeniería de Ciencias de la Vida Ambiental (SCELSE) de Singapur han demostrado un nuevo método para acelerar la biodegradación del plástico.

Estudios anteriores habían demostrado que los gusanos Zophobas atratus, larvas del escarabajo darkling, comercializadas como alimento para mascotas y conocidas como “supergusanos” por su valor nutricional, pueden sobrevivir con una dieta de plástico. Esto se debe a que su intestino contiene bacterias capaces de descomponer tipos comunes de este material.

Sin embargo, su uso en la descomposición de plásticos no había prosperado por el lento ritmo de alimentación y mantenimiento de las larvas. Ahora, sin embargo, los científicos de la NTU han demostrado una manera de superar estos desafíos aislando las bacterias intestinales del gusano y usándolas para hacer el trabajo sin la necesidad de criar gusanos a gran escala.

Dejar al gusano fuera de la ecuación

Cao Bin, profesor asociado de la NTU en la Escuela de CEE e investigador principal de SCELSE, dijo: «Un solo gusano solo puede consumir alrededor de un par de miligramos de plástico durante su vida, así que imagine la cantidad de gusanos que se necesitarían si tuviéramos que confiar en sobre ellos para procesar nuestros residuos plásticos. Nuestro método elimina esta necesidad al sacar al gusano de la ecuación. Nos centramos en estimular los microbios útiles en el intestino del gusano y en construir un «intestino de gusano» artificial que pueda eficazmente reducir los plásticos”.

El estudio, publicado en Environment International en enero, está alineado con el compromiso de la Universidad de fomentar la innovación y traducir la investigación en soluciones prácticas que beneficien a la sociedad según su plan estratégico quinquenal NTU2025.

Un intestino de gusano artificial

Para desarrollar su método, los científicos de la NTU alimentaron a tres grupos de supergusanos con diferentes dietas plásticas: 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 científicos de NTU seleccionaron dichos 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 es un tipo de plástico conocido por su alta resistencia al impacto, lo que dificulta su descomposición.

Después de alimentar a los gusanos con plástico, los científicos extrajeron los microbiomas de su intestino y los incubaron en matraces que contenían nutrientes sintéticos y diferentes tipos de plásticos, formando un «intestino de gusano» artificial. Durante seis semanas, se dejó crecer a los microbiomas en los matraces a temperatura ambiente.

Los científicos descubrieron que, en comparación con el grupo de control, los matraces que contenían los microbiomas intestinales de los gusanos alimentados con plástico mostraron un aumento significativo de bacterias que degradan el plástico. Además, las comunidades microbianas que colonizaron los plásticos en los matraces eran más simples y más adaptadas al tipo específico de plástico que los microbios encontrados en los plásticos que habían sido alimentados directamente a los gusanos.

Cuando las comunidades microbianas son más simples y están dirigidas a un tipo específico de plástico, esto se traduce en un potencial para una degradación del plástico más eficiente cuando se utiliza en aplicaciones de la vida real.

Nuevas posibilidades

Según el principal autor del estudio, el Dr. Liu Yinan, investigador de la Escuela de CEE y SCELSE, «Nuestro estudio representa el primer intento exitoso reportado para desarrollar comunidades bacterianas asociadas al plástico de microbiomas intestinales de gusanos alimentados con plástico. Al exponer los microbiomas intestinales a condiciones específicas, pudimos aumentar la abundancia de bacterias degradantes de plástico presentes en nuestro «intestino de gusano» artificial, lo que sugiere que nuestro método es estable y replicable a escala«.

Para los investigadores, su prueba sienta las bases para desarrollar enfoques biotecnológicos que utilicen los microbiomas intestinales de los gusanos para procesar desechos plásticos.

Así, en sus próximos pasos, los investigadores quieren comprender cómo las bacterias en el intestino del supergusano descomponen los plásticos a nivel molecular. Comprender el mecanismo ayudará a los científicos a diseñar comunidades bacterianas que degraden el plástico para descomponerlos de manera eficiente en el futuro.