Plastic afval wordt doorgaans gezien als een last voor het milieu, omdat het bijdraagt aan vervuiling en de verspreiding van microplastics. Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh verkennen echter een radicaal ander perspectief: het gebruik van plastic als grondstof voor medicijnen. In een studie laat het team zien hoe afgedankt plastic kan worden omgezet in levodopa, een belangrijk medicijn dat wordt gebruikt bij de behandeling van de ziekte van Parkinson.
Door E. coli-bacteriën te manipuleren, konden de onderzoekers polyethyleentereftalaat (PET), een veelgebruikt plastic in flessen en verpakkingen, omzetten in levodopa. Deze biotechnologische aanpak biedt een potentieel alternatief voor conventionele productiemethoden, die steunen op chemische processen op basis van fossiele brandstoffen die energie-intensief en koolstofrijk zijn.
Inspelen op de stijgende vraag
Wereldwijd lijden meer dan 10 miljoen mensen aan de ziekte van Parkinson, en de verwachting is dat dit aantal zal toenemen naarmate de bevolking vergrijst. Levodopa blijft de meest effectieve therapie voor het beheersen van symptomen zoals tremoren en spierstijfheid, waardoor duurzame productiemethoden steeds relevanter worden.
Het onderzoek in Edinburgh bouwt voort op eerder werk waarin hetzelfde team met succes plastic omzette in paracetamol. Deze bevindingen ondersteunen een bredere verschuiving naar het gebruik van afvalstoffen als chemische grondstoffen, waardoor de afhankelijkheid van fossiele hulpbronnen wordt verminderd en tegelijkertijd milieu-uitdagingen worden aangepakt.
Parallelle onderzoeksinspanningen, waaronder werk van de University of Southern California en de University of St Andrews, hebben aangetoond dat plastic ook kan worden afgebroken tot bouwstenen voor antibiotica, kankertherapieën en andere geneesmiddelen. Samen benadrukken deze ontwikkelingen het opkomende potentieel van “circulaire chemie” in innovatie in de gezondheidszorg. De studie is onlangs gepubliceerd in Nature Sustainability.
Duurzame medicatie
Het concept van het omzetten van plastic afval in medicijnen sluit aan bij bredere inspanningen om een circulaire economie te creëren, waarin materialen worden hergebruikt in plaats van weggegooid. Door de in plastic opgesloten koolstof vrij te maken, streven onderzoekers ernaar zowel de milieu-impact als de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.
Er blijven echter aanzienlijke uitdagingen bestaan voordat de technologie op grote schaal kan worden toegepast. Industriële productieprocessen moeten worden geoptimaliseerd en er moet aan strenge regelgevingsnormen worden voldaan om de veiligheid en werkzaamheid te waarborgen. Bovendien levert het vinden van voldoende en geschikt plastic afval logistieke en economische hindernissen op.
Ondanks deze uitdagingen biedt het onderzoek een glimp van een toekomst waarin biotechnologie en materiaalkunde samenkomen om zowel aan milieu- als gezondheidszorgbehoeften tegemoet te komen. Hoewel het nog in een vroeg stadium verkeert, zou de aanpak uiteindelijk kunnen bijdragen aan een duurzamere farmaceutische productie en een betere toegang tot essentiële geneesmiddelen. Naarmate het vakgebied zich ontwikkelt, zal samenwerking tussen wetenschappers, de industrie en beleidsmakers essentieel zijn om deze laboratoriumdoorbraken te vertalen naar impact in de praktijk.
AI en optogenetica
Vorig jaar combineerden onderzoekers AI met optogenetica om zowel de diagnose als behandeling van Parkinson in muismodellen te verbeteren. Ze ontwikkelden een methode die diagnose, therapie en mechanismeonderzoek integreert. Met een AI-gestuurde 3D-houdingsanalyse werden meer dan 340 gedragskenmerken samengevat in de AI-predicted Parkinson’s score (APS). Deze score detecteerde al vroeg afwijkingen, eerder en nauwkeuriger dan traditionele tests, en bleek specifiek voor Parkinson door vergelijking met een ALS-model.
Belangrijke signalen waren onder andere asymmetrie en veranderingen in houding en beweging. Daarnaast ontwikkelden de onderzoekers een optogenetische therapie (optoRET) die motorische symptomen verminderde. Regelmatige lichtstimulatie bleek het meest effectief en mogelijk beschermend voor dopamine producerende neuronen.
