La capacità della cannabis di produrre sostanze come THC, CBD e CBC affonda le radici in un lungo percorso evolutivo. Oggi, grazie a tecniche avanzate di biologia computazionale e ingegneria delle proteine, i ricercatori stanno “riattivando” versioni ancestrali degli enzimi che la pianta usa per sintetizzare i cannabinoidi. L’obiettivo? Sbloccare un repertorio più ampio di molecole bioattive, più stabili e mirate, per applicazioni terapeutiche più efficaci e standardizzate.
Perché tornare alle origini degli enzimi
Gli enzimi non sono entità fisse: nel tempo, mutazioni e selezione naturale ne rimodellano la funzione. In molti casi, le versioni più antiche erano sorprendentemente flessibili, capaci di accettare diversi substrati e di catalizzare reazioni affini. Questa “promiscuità” può essere una risorsa preziosa in ambito terapeutico: recuperare o ispirarsi a tali funzionalità può aprire a cannabinoidi minori e a derivati finora difficili da ottenere in modo efficiente e pulito.
La strategia chiave è la ricostruzione di sequenze ancestrali (Ancestral Sequence Reconstruction, ASR): partendo da molte varianti moderne di un enzima, si costruisce un albero evolutivo e si inferiscono le probabili sequenze proteiche dei loro antenati. Queste proteine “resuscitate” vengono poi prodotte e testate in laboratorio per valutarne attività, stabilità e specificità.
Come la pianta costruisce i cannabinoidi (in breve)
In cannabis, la via biosintetica conduce a un precursore centrale, il CBGA, dal quale si ottengono per conversione enzimatica i principali acidi cannabinoidici: THCA, CBDA e CBCA. In forma decarbossilata diventano rispettivamente THC, CBD e CBC. Altri enzimi e varianti permettono la formazione di composti “minori”, come CBG, THCV e CBDV, che stanno attirando crescente interesse per i loro potenziali effetti farmacologici.
Intervenire su questi passaggi con enzimi ancestrali più robusti o più versatili potrebbe migliorare rese, selettività e accesso a molecole oggi rare o costose da isolare.
Riattivare enzimi ancestrali: cosa cambia nella pratica
Nel laboratorio moderno, gli enzimi “antichi” non vengono reinseriti nella pianta, ma prodotti in organismi modello (come lieviti o batteri) o in sistemi enzimatici purificati. Ciò consente di:
- Incrementare la stabilità e la resistenza alle condizioni di processo, con vantaggi industriali e di qualità.
- Sfruttare una maggiore tolleranza ai substrati per generare serie di cannabinoidi poco esplorati.
- Ridurre le impurità e migliorare la standardizzazione rispetto all’estrazione diretta dalla pianta.
In parallelo, l’ingegneria diretta delle proteine (mutagenesi mirata, evoluzione diretta guidata da AI) consente di affinare ulteriormente attività e selettività, orientando il percorso verso il cannabinoide d’interesse senza passaggi indesiderati.
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Vedi su AmazonImplicazioni terapeutiche: dai “minori” alla medicina di precisione
Le ricerche sui cannabinoidi “minori” suggeriscono profili d’azione potenzialmente utili per dolore, infiammazione, epilessia, disturbi d’ansia e altro, spesso con effetti collaterali diversi dai composti più noti. Disporre di enzimi in grado di produrli in modo riproducibile facilita:
- Studi clinici più rigorosi, grazie a materiali standardizzati e costanti nel tempo.
- Formulazioni su misura (p.es. rapporti precisi tra principi attivi) per specifiche condizioni.
- Sviluppo di analoghi strutturali, con profili farmacologici ottimizzati e migliore biodisponibilità.
In prospettiva, la combinazione di enzimi ancestrali e progettazione razionale potrebbe generare librerie di molecole “cannabimimetiche” ad hoc, ampliando l’arsenale terapeutico oltre i confini della pianta.
Vantaggi industriali e sostenibilità
La produzione fermentativa o enzimatico-catalitica presenta alcuni vantaggi chiave:
- Qualità farmaceutica: riduzione della variabilità tipica della coltivazione e controllo delle impurità.
- Scalabilità: processi replicabili, con catene di fornitura più prevedibili.
- Sostenibilità: minore uso di suolo e acqua, nessun pesticida, risparmio energetico con processi ottimizzati.
Ciò non esclude la coltivazione tradizionale, ma offre una via complementare per ingredienti attivi altamente standardizzati.
Ostacoli, domande aperte e regolamentazione
Non mancano le sfide:
- Evidenze cliniche: servono studi controllati per confermare efficacia e sicurezza dei composti meno noti.
- Regole e qualificazione: la produzione biotecnologica deve rispettare rigorosi standard di qualità e tracciabilità.
- Proprietà intellettuale: nuove sequenze enzimatiche e processi pongono questioni di brevetti e accesso.
- Scalabilità economica: ottimizzare costi e rese perché le terapie siano sostenibili per i sistemi sanitari.
Cosa aspettarsi nei prossimi anni
La convergenza tra ricostruzione ancestrale, intelligenza artificiale e bioproduzione su scala apre una fase nuova per i cannabinoidi a uso medico. È ragionevole attendersi:
- Una pipeline più ricca di molecole selettive e ben caratterizzate.
- Formulazioni personalizzate per indicazioni specifiche, con profili di sicurezza più prevedibili.
- Standard industriali e normativi più chiari, a tutela di pazienti e operatori sanitari.
Conclusione
Riattivare gli enzimi antichi della cannabis non è un esercizio di archeologia molecolare fine a sé stesso: è un modo concreto per superare i limiti attuali nella produzione di cannabinoidi e per esplorare nuove opportunità terapeutiche. Guardare al passato, in questo caso, significa costruire meglio il futuro della medicina a base di cannabinoidi: più precisa, più sicura, più accessibile.
