Un equipo de investigadores del CSIC descubre que la saliva de este insecto alberga unas enzimas que inician la degradación del polietileno en poco tiempo. Este descubrimiento podría tener numerosas aplicaciones en el tratamiento o reciclaje de residuos plásticos.
Este equipo descubrió en 2017 que esta especie de gusano (el lepidóptero Galleria mellonella) es capaz de descomponer el plástico (polietileno), y ahora han descubierto cómo lo hace: su saliva contiene unas enzimas (de la familia fenol oxidasa) que inicia la degradación del polietileno en poco tiempo y a temperatura ambiente.
Estas enzimas son las primeras y únicas que se conocen capaces de degradar el plástico polietileno sin pre-tratamiento, según indica Federica Bertocchini, investigadora del CSIC en el Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) que ha dirigido el estudio. Los resultados del trabajo, pendiente de revisión, se han publicado en preprint en el repositorio BioRxiv.
“Para degradar el plástico es necesario que el oxígeno penetre en el polímero (en la molécula de plástico). Este primer paso de oxidación, que normalmente es resultado de la exposición a la luz solar o a altas temperaturas, es un cuello de botella que ralentiza la degradación de plásticos como el polietileno, uno de los más resistentes”, explica Bertocchini.
El polietileno es uno de los plásticos más resistentes y utilizados. Junto al polipropileno y al poliestireno, integran el 70% de la producción total de plásticos.
La contaminación por plásticos supone una amenaza para la salud y el medioambiente del planeta, por lo que es urgente encontrar soluciones para hacer frente a los residuos plásticos. Una de las áreas de Investigación más prometedoras y con más potencial es la degradación de plásticos utilizando medios biológicos.
Y, además, en la mayoría de los casos es necesario un pretratamiento agresivo que asegure la oxidación y permita así que los microorganismos tengan algún efecto (aunque lento) sobre el plástico.
¿Qué son estos gusanos ‘come-plástico’?
Hace pocos años se abrió un nuevo campo de investigación: se observó que algunos insectos del género de los lepidópteros y los coleópteros eran capaces de degradar polietileno y poliestireno.
“En nuestro laboratorio descubrimos el insecto que parece ser el más rápido de todos: las larvas del lepidóptero Galleria mellonella, conocido como gusano de la cera”, detalla Bertocchini.
“En los últimos años se ha intentado averiguar cómo estos insectos consiguen hacer algo así. Muchos estudios se han centrado en los microorganismos que viven en el sistema digestivo de estos gusanos, partiendo de la suposición de que los gusanos pueden usar el plástico como alimento y que la degradación sería resultado de su actividad metabólica y del proceso digestivo”, recuerda la investigadora.
“Hemos observado con detenimiento el comportamiento del gusano de la cera en presencia de polietileno y hemos descubierto que las enzimas presentes en la saliva del gusano (es decir, el líquido recogido de la boca del insecto) son capaces de degradar polietileno”, sostiene Bertocchini.
Además, este equipo de investigadores ha analizado la saliva con microscopía electrónica y ha observado un alto contenido en proteínas. “En la saliva hemos aislado dos enzimas que pueden reproducir la oxidación causada por el conjunto de la saliva”, indica la investigadora. Estas dos proteínas, bautizadas como Demetra y Ceres, pertenecen a la familia de las enzimas fenol-oxidasas.
¿Cómo funcionan estas encimas?
Los fenoles son moléculas que las plantas usan como defensa contra enemigos potenciales, como por ejemplo las larvas de insectos. Por lo tanto, los insectos podrían producir enzimas fenol-oxidasas como una vía para oxidar los fenoles de las plantas, y así neutralizarlos, lo que les permitiría alimentarse de las plantas sin peligro.
Los fenoles también están presentes en muchos aditivos plásticos, lo que podría convertirlos en dianas para estas enzimas y crear las condiciones necesarias para la oxidación y la despolimerización del plástico. “Hasta la fecha, esto es solo una especulación y serán necesarios más experimentos para profundizar en el mecanismo de acción enzimática”, advierten los investigadores.
Otra pregunta aún más interesante es averiguar cómo los insectos de la cera adquirieron esta capacidad. Los investigadores aventuran que podría deberse a un proceso evolutivo. “Los gusanos de la cera se alimentan de la cera de las colmenas y de polen de especies de plantas muy diversas. Si se tiene en cuenta que la cera de las colmenas está llena de fenoles, este tipo de enzimas sería muy útil para los gusanos. Indirectamente, esto explicaría por qué los gusanos de la cera pueden descomponer el polietileno”.
