"Zestresowane" bakterie wytwarzają bioplastik

– Badam bioplastik produkowany przez bakterie – opowiada mikrobiolog dr Maciej Guzik z Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie.

Wyjaśnia, że znamy już ponad 150 gatunków bakterii, które w warunkach stresu wytwarzają polimer przypominający plastik. – Tak jak misie na zimę odkładają tłuszcz, tak te bakterie, kiedy nadchodzą trudne czasy, odkładają bioplastik. To są dla nich zapasy węgla i energii – opowiada.

Perły z bakterii

Kiedy popatrzymy na taką bakterię pod mikroskopem, widzimy w jej wnętrzu perełki. – To jest właśnie bioplastik. Takie granulki mogą stanowić nawet 90% masy bakterii – opowiada mikrobiolog. Jego zespół skupia się na badaniu elastycznych biopolimerów, a szczególnie PHA (polihydroksyalkanianów). Jedna z podgrup PHA ma właściwości podobne do polietylenu. A z polietylenu tworzone są np.: opakowania foliowe czy żyłki wędkarskie.

Bakteryjne plastiki są biodegradowalne. W środowisku naturalnym szybko się więc rozkładają. – Jeśli nasz bioplastik trafi na kompost, gdzie jest wilgoć i ciepło, zostanie rozłożony na dwutlenek węgla i wodę już po trzech miesiącach – opisuje mikrobiolog.

Bakteryjne opatrunki

Kolejną supercechą tych bakteryjnych polimerów jest ich biozgodność. – Ludzki organizm sprawnie radzi sobie z “cięciem” tych polimerów na małe fragmenty, są dla nas zupełnie niegroźne – mówi dr Guzik.

Cząsteczkę polimeru można bowiem porównać do długiego łańcucha. Okazuje się, że ogniwami takiego łańcucha są w przypadku bioplastików (np.: PHA) kwasy tłuszczowe. Te same kwasy tłuszczowe, które wchodzą w skład naszego pokarmu i tworzą tłuszcze. Kiedy więc organizm zetknie się z takim biopolimerem, stopniowo odcina od niego kolejne ogniwa i po prostu się nimi odżywia – przetwarza je na energię.

Dr Guzik chce używać biopolimerów w zastosowaniach medycznych. Materiał świetnie spisze się w opatrunkach, które przyspieszałyby proces gojenia. Chodzi zwłaszcza o leczenie rozległych ran.

Z polimerowej siateczki – czy też pianki – zrobiona byłaby tylko dolna część opatrunku przylegająca do rany. Ta część opatrunku nie musiałaby być zmieniana.  – Nasz biopolimer pozostawałby w ranie i odżywiał komórki dookoła. A skóra dzięki niemu szybciej by odrastała. Właśnie tworzymy taki opatrunek – wyjaśnił. I dodaje, że organizm z czasem samodzielnie pozbyłby się resztek opatrunku.

Poza tym polski opatrunek mógłby też pełnić dodatkowe funkcje – np.: stopniowo uwalniałby do rany leki: antybiotyki czy środki przeciwzapalne. Rana byłaby więc dodatkowo zabezpieczona przez zakażeniem i zapaleniem.

Dr Guzik podkreśla, że jego zespół chciałby też produkować opatrunki na zamówienie. Opatrunek zawierałby więc leki dobrane specjalnie dla konkretnego pacjenta. – Jeśli będziemy mieć już dopracowany proces, przygotowanie takiego wyjątkowego opatrunku zajęłoby nam pewnie jeden dzień – zakłada naukowiec.

Zespół z krakowskiego instytutu pracuje też nad zastosowaniem bioplastiku w implantach – np.: kości. – Powlekamy ceramiczne implanty warstwą naszego bioplastiku. I na tę warstwę w przyszłości będziemy nanosić wyizolowane komórki kości pacjenta. Taki implant wszczepiany będzie pacjentowi – opowiada naukowiec. Wyjaśnia, że dzięki temu organizm zyskuje więcej czasu na “przyzwyczajenie się” do implantu. A ryzyko odrzutu maleje.

Dr Guzik prowadzi badania nad zastosowaniem bioplastików w medycynie dzięki grantowi LIDER z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Źródło: PAP Nauka w Polsce