La saliva del gusano de la cera tiene unas enzimas que son capaces degradar el plástico en "apenas una hora", con lo que podrían convertirse en aliados de las aplicaciones de tratamiento o reciclaje de los residuos plásticos, según una investigación realizada por un equipo de investigaciones del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
Los investigadores descubrieron en 2017 que esa especie de gusano, el lepidóptero Galleria mellonella es capaz de descomponer el plástico (polietileno), y ahora han descubierto cómo lo hace.
En concreto, el hallazgo señala que la saliva de esta especie tiene unas encimas de la familia del 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 la directora del estudio, la investigadora del CSIC en el Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) Federica Bertocchini.
Los resultados del trabajo que ha contado con financiación de la Fundación Roechling (Alemania) está pendiente de revisión aunque se ha publicado en pre-print en el repositorio BioRxiv.*
Bertocchini ha precisado que para degradar el plástico es necesario que el oxígeno penetre en el polímero (en la molécula de plástico). Así, añade que ese 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.
"Por eso, en condiciones ambientales normales el plástico tarda meses o años en degradarse", añade la investigadora que celebra que ahora se ha descubierto que estas enzimas de la saliva del gusano de la cera realizan este "paso crucial" de oxidar el plástico y así permiten superar el cuello de botella de la degradación del plástico y acelerar así su descomposición.
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.
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. La investigadora añade que en su laboratorio descubrieron que ese insecto parece ser el más rápido de todos: las larvas del lepidóptero Galleria mellonella, conocido como gusano de la cera, que son capaces de oxidar y descomponer los polímeros del plástico en "muy poco tiempo, tras apenas una hora de exposición".
En ese sentido, expone que en los últimos años se ha intentado averiguar cómo estos insectos logran hacer algo así y 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.
Sin embargo, observa que esta suposición es "muy cuestionable" por lo que la investigación se ha centrado desde el principio en la cavidad bucal de los gusanos. De ese modo, Bertocchini añade que han analizado con detenimiento el comportamiento del gusano de la cera en presencia de polietileno y han descubierto que las enzimas de su saliva son capaces de degradar el polietileno.
"El polímero en contacto con la saliva se oxida y se despolimeriza en unas pocas horas. Hemos identificado residuos degradados que se forman en presencia de su saliva", detalla.
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.
La investigación recuerda que los gusanos de la cera se alimentan de la cera de las abejas en las colmenas y del polen de especies de plantas diversas y si se tiene en cuenta que la cera de las colmenas está llena de fenoles, ese tipo de enzima sería muy útil para los gusanos y eso, indirectamente explicaría por qué los gusanos de la cera pueden descomponer el polietileno.
Pero hasta el momento, según admiten los investigadores, esa es aún una especulación por lo que serán necesarios más estudios que combinen la biología de los insectos con la biotecnología.
