“Gli enzimi codificati da questi due geni hanno eluso i biochimici delle piante per mezzo secolo”, dice Peter Facchini, professore del Dipartimento di Scienze Biologiche, che ha dedicato la sua carriera a studiare le proprietà uniche del papavero da oppio. “Trovando non solo gli enzimi ma anche i geni, abbiamo fatto un grande passo avanti. È equivalente a trovare un gene coinvolto nel cancro o in altri disturbi genetici”.”
Le scoperte dei ricercatori sono pubblicate su Nature Chemical Biology.
La codeina è di gran lunga l’oppiaceo più usato nel mondo e uno degli antidolorifici più comunemente usati. La codeina può essere estratta direttamente dalla pianta, la maggior parte della codeina è sintetizzata dalla morfina molto più abbondante che si trova nel papavero da oppio. La codeina è convertita da un enzima nel fegato in morfina, che è l’analgesico attivo e un composto presente naturalmente negli esseri umani. I canadesi spendono più di 100 milioni di dollari ogni anno in prodotti farmaceutici contenenti codeina e sono tra i primi consumatori mondiali di questa droga pro capite. Nonostante questo, il Canada importa tutti i suoi oppiacei da altri paesi.
“Con questa scoperta, possiamo potenzialmente creare piante che fermeranno la produzione di codeina. Stiamo anche lavorando alla sintesi della codeina e di altre droghe oppiacee in modo più efficiente ed economico in impianti di bioprocesso controllati”, dice Facchini. “La nostra scoperta rende ora possibile l’uso di microrganismi per produrre farmaci oppiacei e altri importanti prodotti farmaceutici”. Uno dei prossimi passi per il team di ricerca è l’utilizzo del gene della codeina per produrre farmaci nel lievito o nei batteri.
Jillian Hagel, una scienziata post-dottorato nel laboratorio di Facchini, è stata incaricata di trovare questi geni chiave come parte della sua ricerca di dottorato. Ci è riuscita usando tecniche di genomica all’avanguardia che l’hanno aiutata a selezionare fino a 23.000 geni diversi e alla fine ha trovato un gene chiamato codeina O-dementilasi (CODM) che produce l’enzima vegetale che converte la codeina in morfina.
“È stato un giorno emozionante”, dice Hagel del suo momento di scoperta. “Abbiamo trovato i pezzi mancanti che erano necessari per capire come il papavero da oppio produce la morfina.”
Facchini aggiunge: “L’evoluzione di questi due geni in una sola specie di pianta ha avuto un impatto enorme sull’umanità nel corso delle ultime migliaia di anni. La nostra scoperta permette di sfruttare questo potere genetico unico in molti modi importanti”
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