Une bactérie transforme les plastiques en paracétamol

Une bactérie ingère une bouteille en plastique et, une fois à l'intérieur, la cellule fermente les déchets comme de la bière et les transforme en paracétamol. C'est ainsi que se résume une étude scientifique, publiée ce lundi dans la revue Nature . Cette étude, publiée pour la première fois de manière « entièrement inédite », utilise la chimie classique, selon Stephen Wallace, auteur de l'étude. Il explique cette innovation : « À l'aide de microbes vivants, nous avons réalisé des transformations chimiques sophistiquées, qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles méthodes, plus écologiques et plus durables, de production de matériaux de valeur, comme des médicaments, à partir de déchets. »

Wallace et son équipe de scientifiques de l'Université d'Édimbourg (Royaume-Uni) sont parvenus à induire naturellement, au sein d'une bactérie Escherichia coli vivante, ce qui n'avait jusqu'alors été observé qu'en éprouvette . Il s'agit de la transformation de molécules dérivées d'acides en composés essentiels à la fabrication de médicaments, comme le paracétamol, suite à une réaction appelée réarrangement de Lossen. Les chercheurs ont poussé cette technique plus loin et ont pu reproduire cette capacité au sein de bactéries, en utilisant uniquement les cellules microbiennes elles-mêmes et sans recourir à des catalyseurs de laboratoire complexes.

« Ce qui est intéressant, c'est que nous n'avons pas eu besoin d' apprendre aux bactéries comment réaliser la réaction : l'astuce a consisté à comprendre qu'elles possédaient déjà les outils et qu'il suffisait de les guider », explique Wallace. Dans leurs cellules, les bactéries contiennent naturellement du phosphate, capable d'activer la catalyse chimique qui intéressait les scientifiques. « Nous avons utilisé la biologie synthétique pour créer de nouvelles voies biologiques au sein des bactéries. Ces voies guident la chimie cellulaire vers la production du composé spécifique que nous souhaitions. Dans ce cas, un médicament », explique l'auteur. Ainsi, au lieu de forcer les bactéries à faire quelque chose de nouveau, les scientifiques leur ont simplement fourni la bonne carte et ont laissé leur propre chimie faire le reste.

Le plastique entre en jeu dès le début du processus, lorsque le PET, largement utilisé dans les contenants de boissons, est décomposé en l'un de ses composants, qui devient alors une molécule capable de déclencher la réaction chimique au sein des bactéries. Les micro-organismes transforment ensuite cette molécule en un ingrédient clé, puis en paracétamol. « D'après nos observations, il est très probable que de nombreuses bactéries , voire la plupart, puissent réaliser ce type de transmutation. Cela ouvre une nouvelle perspective sur la manière dont nous pourrions utiliser les microbes comme de minuscules usines chimiques », remarque Wallace.

Usines sans émissions

Ces usines miniatures fonctionnent également à température ambiante et ne génèrent aucune émission de carbone. C'est une autre différence essentielle avec la production traditionnelle de paracétamol. Le chercheur explique : « Il est fascinant de constater que si peu de gens savent que le paracétamol qu'ils consomment est d'origine pétrolière. » Il ajoute : « Ce qui me passionne le plus dans notre travail, c'est que nous avons démontré une nouvelle méthode, plus écologique, de fabrication de ce médicament mondial, en utilisant la fermentation bactérienne plutôt que les combustibles fossiles. »

Bien qu'il soit encore trop tôt pour le dire, cela pourrait s'inscrire dans une évolution plus large vers une production plus durable et biosourcée, tant dans l'industrie pharmaceutique que dans le recyclage des plastiques. « Après tout, les déchets ne sont que du carbone, et les microbes adorent le carbone. Au lieu de rejeter les déchets dans l'atmosphère par incinération ou enfouissement, nous pouvons les valoriser », ajoute Wallace.

Au cours de cette première phase de recherche, seules de petites quantités de paracétamol ont été produites et extraites. L'objectif suivant est d'augmenter la production, et enfin, de tester les résultats : « Les essais sur l'homme constituent une étape complètement différente, et à juste titre. Tout médicament destiné à une utilisation commerciale doit être soumis à des tests de sécurité et réglementaires rigoureux, ce qui prend du temps et une surveillance stricte », souligne le chercheur. Ainsi, bien que les scientifiques estiment que leurs travaux présentent un « potentiel prometteur », il reste encore beaucoup à faire avant que cette version bactérienne du paracétamol puisse être envisagée pour un usage médical.