10 Oct Rêves de cactus : Révéler les secrets de la fabrication de la mescaline

Les scientifiques s’attaquent à l’épineux problème de la sécurisation d’une source durable de psychédéliques pour le développement de médicaments.

La mescaline, un hallucinogène naturel connu depuis l’Antiquité, était non seulement le favori des artistes et des bohémiens, mais aussi un pilier de la recherche sur le cerveau pendant toute la première moitié du XXe siècle, jusqu’à ce qu’elle soit éclipsée dans les années 1950 par le LSD synthétique, beaucoup plus puissant. Aujourd’hui, avec le regain d’intérêt pour les psychédéliques en tant que thérapies potentielles pour les troubles psychiatriques, la recherche sur la mescaline suscite à nouveau l’espoir d’un traitement. Malheureusement, ce regain d’intérêt pousse sa source naturelle, le petit cactus peyotl à croissance lente, au bord de l’extinction. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Institut Weizmann des Sciences ont fait le premier pas décisif pour assurer une production durable de mescaline : Ils ont révélé, étape par étape, comment la mescaline est fabriquée dans le peyotl.

(de gauche à droite) : Ilana Rogachev, Hila Harat, Yoav Peleg, Shirley (Paula) Berman, Asaph Aharoni, Nikolay Kuzmich, Uwe Heinig et Sagit Meir (photo prise à la pépinière Regev).

« Apprendre à copier ce processus naturel à l’aide de la biotechnologie permettra d’assurer un approvisionnement régulier en mescaline pour le développement de nouveaux médicaments psychiatriques », explique le Dr Shirley (Paula) Berman, qui a dirigé cette recherche dans le laboratoire du professeur Asaph Aharoni au sein du Département des Sciences Végétales et Environnementales de l’Institut Weizmann.

Les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi quelques cactus produisent de la mescaline. Il est possible qu’elle protège le peyotl bulbeux, qui ne possède pas d’épines, en conférant un goût amer à sa chair ou en dissuadant les insectes et autres prédateurs de consommer le cactus en modifiant leur état physiologique. Dans ce cas, pourquoi l’imposant cactus de San Pedro, un parent éloigné du peyotl qui possède des épines, produit-il également de la mescaline, bien qu’en plus petites quantités ?

La voie biochimique de la fabrication de la mescaline a été étudiée pendant des années, mais la plupart des étapes sont restées hypothétiques et les enzymes impliquées dans chaque étape étaient inconnues.

Les coupes transversales horizontales (rangée supérieure) et verticales (rangée inférieure) d’un bouton de cactus peyotl révèlent de fortes concentrations de mescaline (colonne de droite, jaune et orange) dans ses couches externes.

Dans la nouvelle étude, le Dr. Berman et ses collègues ont commencé par déchiffrer le génome entier du cactus peyotl, déterminant quels gènes sont exprimés dans quelles parties de la plante, en particulier dans les couches extérieures de sa couronne, appelée bouton, où la plus forte concentration de mescaline a été mesurée. À l’aide de la spectroscopie de masse, ils ont ensuite identifié une série de molécules candidates susceptibles d’être impliquées dans la production de mescaline. Ils ont également sélectionné des gènes candidats pour chaque type d’enzyme susceptible de catalyser les réactions biochimiques concernées et ont testé leurs activités après avoir exprimé chaque gène dans des bactéries, des levures ou des plantes modèles. Forts de ces connaissances, ils ont complété le puzzle en reconstituant l’ensemble de la chaîne de fabrication de la mescaline dans le peyotl.

À partir d’un acide aminé, la tyrosine, la production de mescaline se déroule en six étapes qui impliquent quatre familles d’enzymes et trois types de réactions biochimiques. Les chercheurs ont documenté toutes ces étapes dans les moindres détails, déterminant même comment des enzymes très similaires peuvent aider à produire différents produits chimiques végétaux à partir d’une molécule particulière, en fonction de la façon dont cette molécule s’insère dans la structure tridimensionnelle de chaque enzyme. Tout au long de l’étude, les chercheurs ont comparé la fabrication de la mescaline dans le peyotl à celle, très différente, du cactus de San Pedro, ce qui leur a permis de mieux comprendre la biologie de ces deux plantes.

Peyotl en fleurs (Photo : Guy Yosef Keren)

Enfin, les scientifiques ont entrepris de reconstruire la voie en dehors des cactus et sont parvenus à recréer cinq des six étapes de fabrication de la mescaline, y compris la génération de toutes les molécules intermédiaires, dans un modèle de plante de tabac. La tâche était difficile car la plante continuait à détourner certains de ces intermédiaires pour des processus sans rapport avec la mescaline. Cela a conduit les chercheurs à tirer des conclusions quant aux intermédiaires qui devraient être produits en plus grandes quantités dans une voie artificielle pour obtenir le résultat souhaité.

« Dans de futures études, nous espérons reproduire l’ensemble du processus en laboratoire, afin de mettre au point une méthode de fabrication de quantités utiles de mescaline naturelle dans la levure ou dans des plantes plus grandes et à croissance plus rapide que le peyotl », explique le Dr. Berman. Elle ajoute que la population de peyotl diminue dans la nature, en partie à cause de la récolte non durable des chasseurs de peyotl qui coupent la plante trop près de la racine. La création d’autres sources de mescaline naturelle pourrait contribuer à préserver le cactus en voie de disparition tout en garantissant un approvisionnement en mescaline pour les utilisations autorisées. Bien que la mescaline soit interdite dans de nombreux pays, son utilisation est généralement autorisée dans les cérémonies religieuses et, avec une autorisation spéciale, dans la recherche scientifique et médicale.

Anatomie d’un cactus : bouton et racines de peyotl

« La mescaline interagit avec les récepteurs de la sérotonine, une substance chimique du cerveau, qui sert de cible à tout un groupe de médicaments contre la dépression, les troubles obsessionnels compulsifs et d’autres troubles liés à l’humeur », explique le Dr. Berman. « Les médicaments de la prochaine génération qui seront développés sur la base de la mescaline et d’autres psychédéliques pourraient avoir une durée de vie plus longue et moins d’effets secondaires que les médicaments existants.

En plus de rendre la mescaline disponible pour la découverte de médicaments, le fait que des plantes autres que le peyotl produisent de la mescaline permettra également de mener des études visant à clarifier les fonctions de l’hallucinogène dans les cactus. Nous ne pouvons que deviner ces fonctions, mais nous les connaîtrons si nous constatons, par exemple, que les insectes évitent une plante conçue pour produire de grandes quantités de mescaline, ou que cette plante est exceptionnellement résistante aux rayons UV »,

La Science en Chiffres

Le LSD est 1 000 à 3 000 fois plus puissant que la mescaline, et la psilocybine, dérivée des champignons, est 30 fois plus puissante que la mescaline, mais les effets de la mescaline durent plus longtemps – environ 11 heures – contre environ 8 heures pour le LSD et près de 5 heures pour la psilocybine.

Il faut environ 6 boutons de peyotl pour extraire suffisamment de mescaline pour provoquer un état d’euphorie.

Le peyotl produit trois fois plus de mescaline par gramme de chair de cactus que le cactus de San Pedro.