Cada segon es llencen més de 200 kg de plàstic als mars i als oceans. Aquest plàstic es va desintegrant amb el temps degut als rajos ultraviolats i la fricció amb l’aire i l’aigua formant microplàstics. Aquests, finalment, són digerits per animals marins i escalant la xarxa tròfica acaben tenint un impacte també en la nostra salut. Si bé és cert que molts dels residus plàstics acaben en les anomenades illes de plàstic a causa dels corrents marítims, molts microplàstics es queden al Mediterrani. En el 2018, tot i només representar un 1% de la superfície marítima mundial, un 7% dels microplàstics mundials eren al mar Mediterrani [1]. I Espanya és el segon major abocador de residus plàstics del Mediterrani (amb 126 tones de plàstic abocat al dia) [1].
És evident que alguna cosa s’ha de fer per solucionar el problema. No n’hi ha prou en deixar d’abocar aquests residus, perquè els que hem anat acumulant dins del mar són suficients per tenir conseqüències greus a llarg termini. Cal treure’ls del mar. Hi ha moltes empreses treballant en aquesta línia, la més famosa possiblement anomenada The Ocean Cleanup [2], que es dedica a treure els microplàstics flotants de les illes de plàstic, i impedeix que els plàstics provinents dels rius més contaminants del món arribin al mar. Però resulta que només l’1% del plàstic es queda flotant a la superfície del mar [3], així que aquests enfocaments no actuen sobre el 99% de residus restants.
Plàstic flotant al mar
Pensant com poder eliminar el plàstic que no flota, se’m va ocórrer que es pot aprofitar la natura: les algues són unes excel·lents filtradores d’aigua. Potser es poden fer algues capaces de filtrar i eliminar els microplàstics. Però no sabia com fer-ho. 30 articles, 40+ correus, i moltes hores d’estudi després, vaig descobrir que era teòricament possible. En aquest article intentaré explicar-vos la meva idea, però sobretot el procés per dur-la a terme, així com els recursos que he anat descobrint al llarg d’aquest camí.
Un enzim és una molècula produïda per les cèl·lules -mitjançant l’ADN- que afavoreix i regula les reaccions químiques en els éssers vius. Cada enzim es responsabilitza de dur a terme una reacció química específica. En particular, hi ha un enzim anomenat PETasa que és capaç de desintegrar les cadenes de plàstic de tipus PET (un dels tipus de plàstic més comuns, que de forma natural tardaria quatre-cents cinquanta anys a degradar-se) en subproductes [4], que al seu torn es poden desintegrar amb un altre enzim (MHETasa) en molècules que poden aprofitar algunes algues per desenvolupar-se, o com a font d’energia [5]. És a dir, que si es pogués integrar la cadena d’ADN que codifica la producció d’aquests enzims al genoma (la seqüència total d’ADN d’un organisme) de les algues, aquestes tindrien la capacitat “d’alimentar-se” de plàstic.
Però els éssers vius són molt intel·ligents: si la modificació genètica no els suposa una ajuda per sobreviure, expulsaran aquest tros d’ADN que els hem incorporat. Per tant, per tal que funcionés aquesta idea, les algues només haurien de produir la PETasa i la MHETasa si detecten plàstic al seu entorn; si no, els suposaria un malgast d’energia. Per detectar si hi havia o no plàstic entorn de les algues, necessitava una mena de sensor biològic. Per sort, existeix una proteïna capaç de detectar un àcid que resulta ser el mateix que el que produeix el plàstic de tipus PET arran de la descomposició (en microplàstics) a causa dels als rajos ultraviolats del sol [6]. Curiosament, aquest àcid és el component principal del medicament Aspirina [7]. Si pogués fer que les algues en detectar el plàstic desencadenessin la producció dels enzims que eliminen aquest plàstic, el projecte seria viable.
Així doncs, em vaig posar a investigar com podia modificar les algues genèticament per incorporar aquestes proteïnes. A priori semblava que necessitaria dues coses fonamentals:
- Un súper laboratori que costés milions d’euros;
- Alguna manera de dissenyar el plasmidi –és a dir, una molècula d’ADN que pot existir, replicar-se i incorporar-se en una cèl·lula hoste; per a informàtics, es pot pensar el plasmidi com a una funció a incorporar en un codi corrent en un hardware determinat (el genoma de la cèl·lula hoste)– per a introduir el nou ADN a les algues.
Resulta que per poc més de 100€ vaig poder muntar un laboratori amb els aparells suficients per a poder modificar genèticament les algues (i altres éssers vius). Tot el material necessari es pot trobar barat a plataformes de venda online (com Amazon o AliExpress), o en altres pàgines dedicades exclusivament a laboratoris casolans [8]. A sobre, vaig contactar amb molts laboratoris catalans preguntant si els sobrava material en desús. Sovint aquest material acaba a classes en cas que el laboratori sigui associat a una universitat, o acaba llençat, reciclant algun component si és possible. Però no sempre és el cas. Per sort, un dels laboratoris just acabava de comprar unes màquines noves i volia desfer-se de les antigues, i me les va donar.
El laboratori en construcció
Pel que fa al disseny de plasmidis, vaig descobrir que hi ha programes gratuïts que et permeten dur a terme aquesta tasca [9], i estudiant una mica amb recursos gratuïts i online [10][11][12][13], es pot crear veritablement el que es vulgui: llevat que produeix llet de cérvol? Tomàquets picants? Seda de les teranyines sense necessitat d’aranyes? Cap problema! És més, un cop dissenyat el plasmidi es pot demanar a empreses que te l’imprimeixin i te l’enviïn a casa, com si es tractés d’una figura impresa en 3D. En el cas que sigui per fins educacionals, fins i tot pot arribar a ser gratuït [14]. A sobre, hi ha bancs de plasmidis ja creats que pots agafar com a base per a modificar, o si ja fan el que necessites, els pots comprar per uns 50€ [15].
En el meu cas, però, vaig veure que un grup d’investigadors espanyols havien ja creat un plasmidi preparat per introduir-se en bacteris (molt més estudiats que la majoria de les algues) i que incorporava la proteïna que permet detectar el plàstic. I quan en detectava, els bacteris brillaven [6]. Els vaig contactar i em van enviar aquest plasmidi ja incorporat en bacteris. Ara calia canviar el plasmidi per tal de produir la PETasa i MHETasa, en comptes de brillar en detectar el plàstic. I comprovar que funcionés. L’ única forma de comprovar-ho era afegint microplàstics als bacteris. D’on podia treure els microplàstics? Vaig contactar amb una empresa de Barcelona que havia fet una prova pilot de captura de microplàstics del mar utilitzant boies amb filtres a les platges de la costa catalana [16]. Després recollien i analitzaven aquests microplàstics. Em van deixar unes quantes mostres de microplàstics que ja havien analitzat.
També calia que funcionés en algues, no en bacteris. Aquest punt era especialment complicat, ja que la variabilitat genètica entre algues és massiva. Per fer-vos una idea, hi ha algues que comparteixen un percentatge molt, molt més baix de material genètic entre si que els humans amb les balenes. Per tant, voler modificar genèticament una alga, entenent la paraula alga com a concepte general, és absurd: cal especificar de quina alga estem parlant. Vaig haver de fer un curs per poder entendre millor quin tipus d’alga és el que interessa modificar per aquest projecte [17]. Un altre tema a tractar era l’aspecte legal. Evidentment, no es pot alliberar al medi ambient un organisme modificat genèticament sense passar abans per extensos controls, un procés que pot durar anys, i en alguns casos dècades. Això també ho tractava el curs.
Els problemes no s’acaben aquí, un cop trobat un perfil d’algues determinat (per exemple: d’aigua salada, resistent a canvis de temperatura per tal que fos extensible a la majoria de mars del món, etc.), calia mirar una manera d’obtenir-la. Afortunadament, hi ha repositoris d’algues que pots comprar [18][19]. I un cop aconseguida, s’havia de poder reproduir, sense contaminar-se. Per això, es necesita un equipament específic: un fotobioreactor. Per sort, tot i que la paraula sona molt professional, no és difícil fer-ne un, a petita escala, amb material que, altra vegada, es pot comprar a plataformes de venda online, per un preu reduït (uns 40€). En el meu cas, però, vaig contactar amb una incubadora de Tarragona de projectes fets específicament amb microalgues [20], que em van oferir 10.000 litres d’espirulina (una de les algues més conegudes)!
Espirulina vista des d’un microscopi
Aleshores entre en joc un altre problema: avui en dia no tots els organismes es poden modificar genèticament. En particular, la espirulina té uns grans mecanismes de defensa en contra de virus i altre material genètic. Això fa que, d’una banda, sigui una gran candidata per aquest projecte, ja que és un organisme molt resistent. D’altra banda, només un grup de recerca en tot el món havia aconseguit modificar genèticament l’espirulina amb èxit [21]. Els vaig contactar per explicar el meu projecte, i per preguntar si veien viable dur-lo a terme amb espirulina. Em van respondre dient que el projecte tal com el plantejava no funcionaria amb espirulina perquè no tenen la capacitat natural de poder secretar a l’ambient un cert tipus de molècules, entre les quals es troben la PETasa i la MHETasa. En resum, un detall molt tècnic que mai m’hagués passat pel cap sense haver estudiat biotecnologia o camps similars en profunditat. Per sort, preguntant a experts em vaig estalviar molts mal de caps! Bé, si volia tirar endavant el projecte, havia de fer que l’espirulina també crees una proteïna que fes de tub entre l’interior i l’exterior de la cèl·lula per on poder passar els dos enzims. A poc a poc s’anava complicant tot. Així doncs, l’espirulina no semblava una bona opció, calia buscar-ne una altra.
Entremig de tota aquesta història, vaig contactar amb una estudiant d’Indonèsia que havia fet una publicació teòrica que tractava precisament sobre modificar algues genèticament per introduir-hi els gens que codifiquen la PETasa i la MHETasa [22]. Vaig veure que jo, de tant preguntar, tenia coneixements sobre el tema que ella no tenia, i alhora ella en tenia uns que jo no tenia. Així doncs, vam crear una mena de simbiosi per tirar endavant aquest projecte conjuntament, des de l’altra punta del món. També ens ajudava el seu tutor, un home americà, que ens guiava en tot allò que calia fer. Un trio intercontinental intentant eliminar els plàstics del mar; sembla el guió d’una pel·lícula.
Per motius personals, i perquè es van contaminar tots els bacteris del meu laboratori, el projecte es va acabar en aquest moment, almenys per a mi (a Indonèsia encara treballen en aquest tema, dos anys més tard). Si algú s’anima a reanimar-lo, que no dubti en contactar amb mi [23]!
M’agradaria acabar fent èmfasi en el fet que em va respondre tothom qui vaig contactar al llarg del projecte. No sempre em responia amb el que desitjava, però al final acabava trobant algú que m’ajudava en allò que necessitava en cada moment, ja sigui màquines de laboratori, un plasmidi determinat, o simplement coneixement. I crec que és especialment important, perquè sovint no fem coses per por que ens diguin que no. Però preguntant no hi tenim res a perdre, el no ja el tenim si no preguntem. Així doncs, preguntant només hi podem guanyar. I sembla que, sempre que intentis fer accions per un bé comú, i mentre preguntis amb amabilitat, la societat està disposada a ajudar-te en allò que calgui. Crec que més enllà dels coneixements tècnics que hagi pogut adquirir al llarg d’aquest projecte, el coneixement més valuós que he assolit ha estat aprendre a preguntar.
Referències: