Peneliti di Universitas Edinburgh Berhasil Ubah Limbah Plastik Jadi Asetaminofen dengan Bantuan Bakteri E. coli
Para peneliti di Universitas Edinburgh berhasil mengubah limbah plastik tertentu menjadi asetaminofen dengan memanfaatkan sifat alami bakteri umum Escherichia coli (E. coli). Terobosan ini menjadi tonggak penting yang berpotensi mendorong metode produksi obat lebih berkelanjutan sekaligus berkontribusi mengurangi polusi plastik global.
Studi yang dipimpin Stephen Wallace mengungkap bahwa sel E. coli mengandung fosfat, senyawa organik yang mampu mengatalisis reaksi kimia bernama Lossen rearrangement. Secara umum, proses ini melibatkan penyusunan ulang atom dalam molekul hidroksamat ester untuk membentuk struktur baru bernama isosianat—senyawa antara yang, ketika bereaksi dengan air, menghasilkan amina primer. Zat-zat ini penting dalam banyak proses biologis dan sintesis obat.
Dengan biologi sintetis, ilmuwan memanipulasi bakteri untuk mengarahkan kimia internalnya dan mengubah molekul turunan PET, yaitu asam tereftalat, menjadi bahan aktif asetaminofen. Mereka menggunakan proses fermentasi, mirip pembuatan bir, untuk mempercepat konversi limbah PET industri menjadi obat, dengan hasil dalam kurang dari 24 jam. Sekitar 90% produk akhir merupakan asetaminofen.
Yang menarik, konversi ini dilakukan pada suhu ruang dan hampir tanpa emisi karbon, menunjukkan bahwa obat dapat diproduksi dengan cara lebih ramah lingkungan.
Wallace menekankan bahwa yang paling mengejutkan adalah Lossen rearrangement terjadi secara alami dalam bakteri hidup, tanpa katalis laboratorium. Artinya, mereka memanfaatkan kemampuan alami sel mikroba untuk memicu reaksi yang diinginkan.
“Lucunya, kami tidak perlu mengajari bakteri cara melakukan reaksi. Triknya adalah menyadari bahwa mereka sudah punya peralatannya, dan kami hanya perlu mengarahkannya,” jelas Wallace dalam wawancara dengan El País. “Kami menggunakan biologi sintetis untuk membangun jalur metabolik baru dalam bakteri yang mengarahkan kimianya untuk memproduksi senyawa yang kami inginkan—dalam kasus ini, obat.”
Produksi Obat Berkelanjutan
Penelitian yang dipublikasikan di Nature ini mungkin menjadi kasus pertama produksi asetaminofen dari limbah plastik menggunakan E. coli. Namun, penulis menekankan bahwa studi lebih lanjut diperlukan untuk mencapai produksi skala industri. Mereka juga mengingatkan bahwa keamanan dan efikasi obat ini pada manusia belum dievaluasi.
Meski ada keterbatasan, hasil ini membuka peluang baru untuk mengatasi limbah plastik dan mengurangi emisi gas rumah kaca dari produksi obat.
Saat ini, produksi obat seperti asetaminofen menghabiskan ribuan ton bahan bakar fosil, terutama minyak bumi, yang berkontribusi besar pada perubahan iklim. Sementara itu, PET menghasilkan lebih dari 350 juta ton limbah per tahun, merusak lingkungan. Meski bisa didaur ulang, metode saat ini sering menghasilkan produk yang justru memperparah polusi plastik global.
“Penelitian ini membuktikan bahwa plastik PET bukan sekadar limbah atau bahan yang akan jadi lebih banyak plastik: Mikroorganisme bisa mengubahnya menjadi produk bernilai, termasuk yang berpotensi terapeutik,” pungkas Wallace.
Artikel ini pertama kali tayang di WIRED en Español dan telah diterjemahkan dari bahasa Spanyol.