Polyethylen: Wie Pilze aus altem Plastik neue Arzneimittel herstellen

Aus altem Plastik neue Arzneimittel gewinnen? Einem US-Forschungsteam ist das gelungen. Es spaltet Polyethylen katalytisch auf und „verfüttert“ es dann an Pilze, die daraus natürliche Wirkstoffe bilden.

Polyethylene (PE) zählen weltweit mit zu den mengenmäßig am meisten produzierten Kunststoffen überhaupt. Entsprechend hoch ist das Abfallaufkommen bei dieser Kunststofffraktion. Doch ein Recycling von PE ist bisher kaum möglich. Das liegt daran, dass der so sehr widerstandsfähige Kunststoff keine „Sollbruchstellen“ im Molekül aufweist, die sich für eine Spaltung in Bruchstücke definierter Länge anbieten würden.

Nun aber haben Forschende um Travis J. Williams und Clay C. C. Wang an der University of Southern California in Los Angeles sowie Berl Oakley an der University of Kansas in Lawrence ein Verfahren entwickelt, mit dem der problematische Abfall sogar ein Upcycling erfährt.

Katalyse spaltet den Kunststoff, Pilze bilden Naturstoffe aus den Fragmenten

Zunächst wird in einem katalytischen Schritt bei 150 °C unter Sauerstoffzufuhr das PE in verschiedene Dicarbonsäuren umgesetzt. Dies sind Kohlenwasserstoffketten mit jeweils zwei Säuregruppen. Im anschließenden biologischen Schritt werden diese dann von Pilzen als Substrat verwendet, die mit ihrem Stoffwechsel interessante Naturstoffe daraus synthetisieren.

Eine Voraussetzung für das Gelingen des Verfahrens ist, giftige kurzkettige Dicarbonsäuren direkt nach der PE-Spaltung abzutrennen. Die längerkettigen Moleküle mit mehr als zehn Kohlenstoffatomen haben die Forscher dann an Pilzkulturen etwa von Aspergillus nidulans „verfüttert“.

Dass Schimmelpilze der Gattung Aspergillus durchaus nützlich sein können, ist spätestens seit der Entdeckung des durch sie produzierten Antibiotikums Penicillin bekannt. Sie lassen sich in der Regel leicht und kostengünstig kultivieren und breit für die Wirkstoffsynthese einsetzen.