Saccaromyces cerevisiae
Il lievito più importante nell’ambito dell’alimentazione umana, il suo utilizzo è noto fin dall’antichità per la panificazione e la produzione di birra e vino. Nel corso degli ultimi decenni gli scienziati hanno modificato il suo genoma per renderlo capace di produrre sostanze meno gustose rispetto a birra o pane, ma probabilmente più importanti, tra cui ormoni come l’insulina e farmaci come gli oppiacei. In un’ultima ricerca sono riusciti a farlo produrre cannabinoidi, composti psicoattivi che si trovano nella marijuana.
Il team di ricercatori diretto da Jay Keasling, docente di ingegneria chimica e bioingegneria all’Università della California a Berkeley, ha modificato geneticamente il lievito di birra per produrre due dei cannabinoidi più comuni: il tetraidrocannabinolo (THC) e il cannabidiolo (CBD). Questi sostengono che il loro metodo potrebbe generare microrganismi in grado di produrre qualsiasi altro cannabinoide presente in natura, più alcune nuove varietà. Alcune di queste sostanze hanno un potenziale terapeutico (come visto nello studio della loro attività contro la SLA) per una varietà di malattie, ma sono necessarie maggiori ricerche per distinguere le semplici supposizioni dalla realtà.
Lo studio
E’ stato pubblicato su Nature, e qui gli scienziati hanno spiegato come hanno ingegnerizzato il lievito inserendo sequenze genetiche che controllano le vie metaboliche delle piante di cannabis sativa. I microrganismi così ottenuti possono svolgere processi del metabolismo che normalmente vengono svolti dalle suddette piante. Convertono lo zucchero galattosio, un intermedio del loro metabolismo, in sostanze chimiche differenti, e usare queste ultime per sintetizzare l’acido cannabigerolico (CBGa) – un composto madre, che può dare origine agli altri diversi della sua categoria.
Ogni singolo ceppo di lievito trasforma poi il CBGa in un cannabinoide diverso. “Il lievito che produce THC è diverso dal lievito che produce CBD, ma differiscono solo per un gene“, dice Keasling. “Il bello di questa tecnologia è che si può convertirli in un cannabinoide raro, che nelle piante di cannabis comuni è presente solo in ridottissime quantità: in questo modo i costi di produzione di quelle rare molecole sono drasticamente ridotti“.
La marijuana contiene più di 100 diversi cannabinoidi, ma la maggior parte di essi è a concentrazioni molto più basse rispetto a CBD e THC – i due più abbondanti e famosi. Poiché le piante producono quantità molto piccole delle sostanze più rare, queste sono tanto costose da produrre quanto interessanti dal punto di vista sperimentale. Anche quando i ricercatori riescono a estrarli dalle coltivazioni, i composti sono spesso contaminati da tracce dei loro cugini più comuni. Il lievito potrebbe invece produrre versioni più pure di questi, portando il prezzo delle varietà rare allo stesso livello di quelle più comuni. “E’ una piattaforma per produrre tutti i cannabinoidi che si ritiene esistano nella cannabis, come pure tutti quelli non naturali, che non si trovano cioè in nessun organismo“, dice Keasling.
Il mercato del CBD
Che aiutino o meno la ricerca, i cannabinoidi prodotti dai lieviti avranno certamente un impatto commerciale non indifferente. Jeff Ubersax, che ha fondato l’azienda Demetrix per sviluppare – su licenza di Berkeley – la produzione commerciale di cannabinoidi, stima che 15-20 altre aziende stiano facendo a gara per trasformare le cellule di lievito in piccole fabbriche di queste sostanze.
Per ora è la legge a bloccare la ricerca (per mancanza di fondi) e la messa in commercio (la Food and Drug Administration USA ha approvato un solo farmaco del genere: l’anti-epilettico Epidiolex, che contiene il CBD) di queste sostanze. Ubersax si dice intenzionato ad interrompere il ciclo, migliorando ricerca con ulteriori fondi e sensibilizzando le istituzioni riguardo la provata efficacia e i ridotti rischi di una cura con determinate sostanze.
Umberto Raiola
