Biến đổi khí hậu và ô nhiễm rác thải nhựa đang là hai trong số những thách thức môi trường nghiêm trọng nhất mà thế giới phải đối mặt hiện nay. Trong nỗ lực tìm kiếm giải pháp cho vấn đề chất thải nhựa, một nghiên cứu mới đã mở ra hướng đi đầy hứa hẹn: biến nhựa PET – một loại nhựa phổ biến – thành thuốc chữa bệnh nhờ công nghệ sinh học.

Theo ScienceAlert, dẫn lời TS. Stephen Wallace, nhà công nghệ sinh học tại Đại học Edinburgh (Vương quốc Anh), nghiên cứu mới cho thấy nhựa PET không chỉ là rác thải mà còn có thể trở thành nguyên liệu đầu vào quý giá. Cụ thể, nhờ sự hỗ trợ của vi sinh vật, loại nhựa này có thể được chuyển đổi thành các sản phẩm có giá trị, trong đó có những hợp chất tiềm năng trong y học như acetaminophen – một hoạt chất chính trong thuốc giảm đau, hạ sốt.

Quá trình bắt đầu bằng việc phân hủy hóa học các chai nhựa PET. Các phân tử thu được sau đó được “cho ăn” bởi vi khuẩn E. coli đã được biến đổi gene. Nhờ có sự hỗ trợ của phosphate làm chất xúc tác, những vi khuẩn này chuyển hóa các phân tử thành hợp chất hữu cơ chứa nitơ – nguyên liệu quan trọng để tổng hợp acetaminophen.

Hiện nay, acetaminophen chủ yếu được sản xuất từ các dẫn xuất của dầu mỏ. Do đó, công nghệ sinh học này không chỉ mang lại một cách tiếp cận bền vững hơn, mà còn giúp giảm thiểu lượng nhựa thải ra môi trường – gánh nặng lớn của nhiều quốc gia.

Một ưu điểm vượt trội của quy trình là khả năng thực hiện trong vòng 24 giờ, ở nhiệt độ phòng, và trong một phòng thí nghiệm quy mô nhỏ. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu còn đạt được hiệu suất chuyển đổi lên đến 92%, một con số đầy triển vọng cho khả năng ứng dụng thực tế.

Nhựa PET (polyethylene terephthalate) là loại nhựa phổ biến được sử dụng trong chai nước, bao bì thực phẩm, đồ nội thất, và nhiều sản phẩm khác. Ước tính, mỗi năm có hơn 350 triệu tấn nhựa PET được thải ra toàn cầu, góp phần nghiêm trọng vào ô nhiễm nhựa – một cuộc khủng hoảng môi trường chưa có dấu hiệu hạ nhiệt.

Tác động của ô nhiễm nhựa không chỉ ảnh hưởng tới môi trường sinh thái, mà còn gây hại đến sức khỏe con người, đa dạng sinh học, và tạo áp lực lớn lên hệ thống xử lý rác thải. Việc đốt nhựa có thể phát thải hóa chất độc hại, còn việc chôn lấp hoặc để tồn dư trong môi trường làm suy giảm chất lượng đất, nước, và không khí.

Theo nhóm nghiên cứu, cách tiếp cận này có thể được áp dụng với các loại nhựa và vi khuẩn khác, mở rộng tiềm năng cho các phương pháp tái chế nhựa thông minh, thân thiện với môi trường, đồng thời kết hợp với công nghệ sinh học để sản xuất thuốc và hóa chất có giá trị.

Nghiên cứu là minh chứng rõ ràng cho sự giao thoa giữa hóa học tự nhiên và hóa học tổng hợp, mở ra cánh cửa cho những bước tiến lớn trong ngành công nghiệp dược phẩm và quản lý rác thải. Trong tương lai, vi khuẩn E. coli – vốn thường gắn với các nghiên cứu vi sinh – có thể đóng vai trò như một “nhà máy sinh học” sản xuất thuốc giảm đau, giảm sốt trên quy mô công nghiệp. Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí khoa học Nature Chemistry.