Kokain kan kanskje brukes som anestesi

En hittil ikke klarlagt, men avgjørende oppdagelse om hvordan kokain fremstilles, kan fremme utviklingen av smertestillende midler, mener en gruppe biokjemikere.

Nærbilde av en slektning av kokaplanten, Erythroxylum australe.
Getty Images, Neil Fletcher and Matthew Ward
Nærbilde av en slektning av kokaplanten, Erythroxylum australe.

Et avgjørende trinn i den prosessen som kokaplanter bruker til å produsere kokain, er oppdaget og kan muligens bane vei for nye smertestillende midler som ikke fører til avhengighet.

Til tross for stoffets dårlige rykte ligner kokain kjemisk sett på en rekke bedøvende og stimulerende midler som brukes fullt lovlig hver dag. En forståelse av hvordan kokain blir dannet i kokaplanten, kan derfor muligens føre til nye bedøvende midler som ikke skaper avhengighet, sier forfatterne av undersøkelsen.

"Planter kan ikke løpe sin vei, så for å overleve må de være verdens beste kjemikere", sier en av opphavsmennene bak undersøkelsen, John D'Auria, som er biokjemiker ved Max Planck-instituttet for kjemisk økologi i Tyskland.

"De lager kjemikalier som andre organismer rett og slett ikke kan lage, deriblant kokain."

Men for å maksimere et kjemisk stoffs positive egenskaper for mennesker, sier han, "er vi nødt til å vite noe om hvordan plantene produserer det. Hvis man forstår biokjemien, kan man kanskje fjerne de dårlige egenskapene og beholde de anestetiske".

Kokain har lang medisinsk historie

Søramerikanere har dyrket koka i rundt 8000 år.

"Koka har stor betydning som inntektsgivende avling for Sør-Amerika og som kilde til et beryktet stoff som selges på gaten, men det har også en viktig medisinsk historie", sier John D'Auria.

Innfødte stammer som dyrket koka, tygget bladene som ledd i religiøse ritualer og for å dempe sult og tørst.

Likevel vet vi i dag svært lite om hvordan planten faktisk produserer kokain, og det skyldes til dels at stoffet er strengt ulovlig – få, om noen laboratorier i USA har tillatelse til å dyrke koka eller studere kokain, som tilhører en gruppe stoffer som kalles tropanalkaloider.

For å kaste lys over kokainets mysterier studerte John D'Auria og hans team innledningsvis en lignende, men lovlig dyrket familie av blomstrende planter ved navn Solanaceae, også kjent som potet- eller søtvierfamilien.

Selv om kokain tilhører en annen familie, produserer mange Solanaceae-planter også tropanalkaloider, og noen av dem brukes til medisin som utvider pupillene, motvirker reisesyke og gis mot magesår.

John D'Aurias forskergruppe oppdaget imidlertid at kokaplanter ikke bruker de samme enzymene som Solanaceae-planter til å bygge tropanalkaloidmolekylene.

Det er overraskende, sier han, fordi alkaloidene er komplekse molekyler som det krever mange trinn å lage, og evolusjonen holder som regel fast på de beste løsningene fremfor å oppfinne dem på ny.

"Noe annet er at røttene hos Solanaceae produserer tropanalkaloider. Koka gjør det i bladene, og det er en betydelig forskjell", sier John D'Auria. "Det innebærer at naturen har funnet to svært forskjellige måter å lage to svært like stoffer på, og det er virkelig imponerende, synes jeg."

For å belyse ett av trinnene i produksjonen av kokain arbeidet John D'Auria og hans kolleger seg bakover og brukte kjemiske reaksjoner til å bryte ned det ferdige molekylet, som ser ut som to karbonbaserte ringer som innbyrdes er koblet sammen med oksygenbindinger.

Til slutt fant gruppen et enzym – og genet som koder for det – som forbereder kokainets hovedring på å smelte sammen med benzosyre, plantens nest siste trinn i fremstillingen av stoffet.

Hvordan blir kokain til medisin?

Neste skritt for forskerne blir å offentliggjøre en undersøkelse av det siste trinnet i kokainbyggeprosessen, og de håper å kunne gjenta de tidligere trinnene inntil hele veien er kartlagt.

Biokjemiker Toni Kutchan, som studerer medisinske stoffer ved Donald Danforth planteforskningssenter i USA, sier at arbeidet ikke er noen åpenbaring, men anerkjenner dets betydning når det gjelder å løse gåten om hvordan kokain dannes.

"Dette er et av mange skritt, så det vil være interessant å se hva de avslører i den neste undersøkelsen", sier hun.

Toni Kutchan sier dessuten at hun ønsker å få vite hvorfor kokaplanten overhodet noensinne har begynt å lage et så komplekst molekyl.

Medforfatter John D'Auria løfter litt på sløret ved å kommentere at naturens eget formål med kokain muligens er å ta livet av insekter.

Tidligere arbeider har vist at en stor mengde kokain i dyrkede kokaplanter – opptil 10 prosent av tørrvekten av unge blader – virker som et insektmiddel. Flere undersøkelser av den dyrkede plantens ville forfedre, sier han, kan bidra til å løse gåten.

"Vi er svært opptatt av dette og jobber med problemstillingen", sier John D'Auria og legger til at hans forskergruppe akkurat nå studerer seks slektninger av koka i laboratoriet, og sier at "vi arbeider med å skaffe de planteetende insektene man vet ernærer seg på den."

Den nye undersøkelsen av hvordan planter lager kokain, ble offentliggjort i forrige uke i nettmagasinet Proceedings of the National Academy of Sciences.