Alcuni biochimici hanno individuato un passaggio chiave che avviene durante la formazione della cocaina nelle piante.

La cocaina, dal punto di vista chimico, è molto simile a tantissimi farmaci anestetici e stimolanti che vengono utilizzati legalmente tutti i giorni e quindi, come spiegano gli autori dello studio, comprendere come questa sostanza stupefacente venga prodotta all'interno della pianta potrebbe rivelarsi importante per la sintesi di nuovi farmaci che non comportino, però, il rischio della dipendenza.

"Le piante non si possono muovere, quindi devono essere i migliori chimici del pianeta per sopravvivere", ha detto uno degli autori dello studio, John D'Auria, biochimico presso il Max Planck Institute, Germania. "Producono sostanze chimiche che altri organismi non riescono a produrre, come la cocaina".

Ma per ottimizzare i benefici per l'uomo di questo composto chimico, D'Auria ha spiegato che "dobbiamo farci un'idea di come le piante la producono, perché se si comprende appieno la sua biochimica potremmo eliminare le proprietà negative e mantenere solo quelle anestetiche".

Antica medicina

In Sudamerica la coca è stata coltivata per ottomila anni dalle tribù indigene che ne masticavano le foglie durante i riti religiosi o per sopportare la fame e la sete. Ancora oggi "è una fonte molto importante di denaro contante, oltre a essere la fonte di una terribile droga. Ma possiede anche una lunga storia come medicinale", ha detto D'Auria.

Tuttavia, si sa molto poco di come la pianta di coca produca l'alcaloide della cocaina, visto che in pochissimi laboratori ne è consentita la coltivazione per scopi scientifici. Così D'Auria, per poter comprendere i meccanismi della biosintesi delle cocaina, ha pensato di studiare le Solanaceae, una famiglia che comprende piante da fiore molto simili a quella della coca, tra cui la patata e la belladonna.

Infatti, anche se la coca fa parte di una famiglia diversa, molte Solanaceae producono alcaloidi simili, alcuni dei quali sono utilizzati come farmaci che dilatano le pupille, che curano il mal d'auto e le ulcere peptiche.

La squadra di D'Auria ha però scoperto che le piante di coca non usano gli stessi enzimi delle Solanaceae per costruire le loro molecole di alcaloidi. "È un fatto sorprendente", ha detto D'Auria, "perché gli alcaloidi sono molecole complesse che richiedono molte fasi per venire prodotte, e l'evoluzione in genere conserva le soluzioni migliori, piuttosto che reinventarne di nuove".

"Un'altra cosa è che nelle Solanaceae gli alcaloidi vengono prodotti nelle radici, mentre nella coca vengono prodotti nelle foglie: una differenza enorme. La natura ha trovato due modi diversi per produrre composti molto simili, un fatto estremamente interessante".

Per individuare almeno una delle fasi di biosintesi della cocaina, D'Auria e i suoi colleghi hanno macinato delle foglie di coca e ne hanno analizzato l'attività enzimatica alla ricerca dei composti che intervengono nella produzione delle molecole di cocaina, composte da due anelli a base di carbonio legati dall'ossigeno. I ricercatori hanno così individuato l'enzima - e il gene che lo codifica - che prepara l'anello principale della cocaina a fondersi con l'acido benzoico, nella seconda e ultima fase della sintesi dell'alcaloide.

I prossimi passi

I ricercatori stanno ora per pubblicare uno studio sulla fase finale del processo di costruzione della cocaina, e sperano di riuscire a ripercorrere i passaggi precedenti fino a quando tutto il processo verrà mappato.

Toni Kutchan, biochimica del Donald Danforth Plant Science Center, ha osservato che il nuovo studio, anche se non particolarmente rilevante, è stato comunque importante per la comprensione della sintesi della cocaina naturale. "Questo è solo uno dei vari passaggi, sono curiosa di vedere cosa verrà rivelato nel prossimo studio".

Kutchan ha anche detto che le piacerebbe sapere perché la pianta della coca ha iniziato a produrre una molecola complessa come quella della cocaina.

Secondo D'Auria la funzione della cocaina potrebbe essere quella di proteggere le piante dagli insetti. Uno studio precedente ha infatti scoperto che una quantità elevata di cocaina nelle piante di coca - il 10 per cento del peso a secco delle foglie - agisce come insetticida. Ulteriori studi sugli antenati selvatici delle piante attuali potrebbero aiutare a risolvere la questione.

"Siamo molto interessati a questo tema e ci stiamo lavorando", ha detto D'Auria, aggiungendo che il suo team ora sta studiando sei piante molto simili alla coca, e "stiamo anche lavorando su come ottenere gli insetti che si nutrono di queste piante".

Il nuovo studio è stato pubblicato sulla rivista Proceedings of National Academy of Sciences