In futuro, mettere insieme il ceppo giusto di lievito e qualche nozione base di fermentazione per produrre oppiacei fatti in casa potrebbe essere più facile che fare la birra. Un gruppo di ricercatori ha infatti appena trovato il modo di ricavare la morfina dal glucosio, usando una varietà di lievito bio-ingegnerizzata.In uno studio pubblicato oggi su Nature Chemical Biology, il bio-ingegnere della UC Berkley John Dueber ha collaborato con Vincent Martin, un microbiologo alla Concordia University, per riprodurre i primi passaggi della produzione di morfina con una varietà di lievito progettata apposta. Combinando insieme sette anni di ricerche, il duo è riuscito infine a sintetizzare la reticuline, un alcaloide che si trova nei papaveri, dalla tirosina, un derivato del glucosio.
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"Il fatto di essere arrivati alla reticuline è importante perché da lì i passaggi molecolari che producono la codeina e la morfina dalla reticuline sono giù stati osservati nel lievito," ha detto Martin in un comunicato stampa.Ma la scoperta pone anche altre sfide. In un articolo di commento pubblicato su Nature oggi, gli analisti Kenneth Oye, Tania Bubela e J.Chappell H Lawson avvisano che "chiunque abbia accesso alla varietà di lievito e abbia qualche conoscenza dei processi di fermentazione sarebbe in grado di coltivare morfina producendo lievito con un kit per produrre birra in casa."Hanno anche dichiarato che, "se la varietà di lievito modificata producesse 10 grammi di morfina, le persone dovrebbero bere soltanto 1-2 millilitri del liquido per ottenere una dose standard da prescrizione," e hanno aggiunto che "i ricercatori prevedono che sia una questione di pochi anni—o forse mesi—prima che uno di questi ceppi possa completare da solo l'intero processo."Nel corso degli ultimi dieci anni, i ricercatori hanno spinto perché la produzione di sostanze a uso terapeutico fosse possibile, lavorando per replicare un complesso procedimento chimico in 15 passaggi delle piante di papavero. Martin ha spiegato che i ricercatori hanno già usato l' E.Coli o i microbi del lievito per ricreare diverse fasi della trasformazione del papavero in droga,mentre sia la sua che la ricerca di Dueber permettono finalmente ad un singolo organismo di svolgere l'intero processo da solo.
Le cellule di lievito che producono la betaxantina, il pigmento della barbabietola galla, che i ricercatori alla UC Berkeley hanno usato per identificare velocemente gli enzimi chiave nella produzione di alcaloidi benzilisochinolina (BIA). I BIA sono i metaboliti del papavero che potrebbero portare alla morfina, agli antibiotici e ad altre sostanze farmaceutiche. Immagine: William DeLoache/UC Berkeley
Il principale autore dello studio, Dueber, ha spiegato in un comunicato stampa che, "quello che si vuole davvero fare per quanto riguarda la fermentazione è riuscire a nutrire il lievito con glucosio, che è una fonte di zucchero economica, e far sì che il lievito proceda per tutti i passaggi chimici che servono per produrre la sostanza terapeutica desiderata."
"Con questo studio, sono stati descritti tutti i passaggi, e ora si tratta solo di farli funzionare insieme. Non è una sfida da poco, ma è fattibile," ha aggiunto.
Ulteriori sviluppi nella biologia sintetica potrebbero permettere ai ricercatori di sfruttare lieviti nutriti a zucchero come piattaforma per produrre morfina, altri antibiotici e farmaci antitumorali più economicamente.
Ma se questa tecnologia finisse nelle mani sbagliate, potrebbe creare un intero mercato nero delle droghe fatte in casa.
Secondo Dueber, il lievito alimentato a zucchero potrebbe produrre una sostanza controllata nel giro di un paio di anni. Ecco perché è importante cercare di capire adesso quali sono i pericoli e le sfide potenziali che questa tecnologia potrebbe portare con sé, e spingere perché sia regolamentata da politici e legislatori.
Martin ha spiegato che costruire geneticamente il ceppo di lievito è difficile, ma che qualcuno potrebbe metterci le mani sopra una volta che è già pronto, e usarlo per fini nefasti.
"È come tutte le tecnologie a doppia lama. Come la bomba nucleare, o l'energia nucleare, può essere usata per il bene o per il male. Se ci sono delle regolamentazioni, si può sperare di trarne i vantaggi e i benefici e di limitarne i danni," mi ha detto Martin.
Dall'altra parte del mondo, l'industria globale che produce oppiacei è severamente regolamentata, con convenzioni internazionali e leggi che prevengono lo smercio nei mercati illegali. In Australia, per esempio, una varietà di papavero ricca di tebaina—che è tossica e difficile da trasformare in morfina—è coltivata per la produzione di droghe specifiche come la buprenorfina e l'ossicodone.
Eppure, nonostante i rigidi controlli e le regolamentazioni che circondano la produzione industriale degli oppiacei, gli autori dell'articolo di commento sostengono che sarà difficile predire come "reagirebbe la International Narcotics Control Board (INCB) ad un nuovo sistema di produzione per gli oppiacei."
L'Organizzazione Mondiale della Sanità riporta che più di 16 milioni di persone al mondo facciano uso di oppiacei illegalmente, e l'articolo di commento dice che dal momento che il lievito è "così facile da nascondere, coltivare e trasportare, le organizzazioni criminali e le forze dell'ordine avrebbero serie difficoltà a controllare la distribuzione del ceppo di lievito che produce oppiacei."
Per contrastare questi scenari, Oye, Bubela e Lwson raccomandano di lasciare l'ingegneria dei ceppi di lievito solo a strutture e ricercatori con i permessi specifici. Anche le compagnie che sintetizzano e vendono sequenze di DNA dovrebbero essere soggette a regolamentazioni.
Ad ogni modo, un aumento dei controlli non impedirà forse ai più determinati di modificare le droghe che producono. "Una volta che le conoscenze necessarie per creare un ceppo per la produzione di oppiacei si diffondono, chiunque abbia basi di biologia molecolare potrebbe meterle in pratica, teoricamente," ha concluso Dueber nel comunicato.
