Las hojas del Erythroxylum coca Lam., comúnmente conocido como árbol de coca o planta de coca, tienen un aroma similar al del té y contienen entre un 0,25% y un 1,3% de una sustancia estimulante conocida como cocaína. Si bien la producción de cocaína ha evolucionado para convertirse en un medio de control de plagas, los efectos estimulantes de la sustancia llamaron la atención de los antiguos habitantes andinos. Durante miles de años, los pueblos indígenas han masticado las hojas de coca o las han preparado en infusiones para combatir la fatiga, el hambre y especialmente el mal de altura, conocido como "soroche". El cultivo de coca en las regiones montañosas de América del Sur se ha convertido en una profesión lucrativa, con hasta cuatro cosechas al año. En Perú o Bolivia, se agrega extracto de hoja de coca a bebidas, caramelos, galletas y pasta de dientes. Por otro lado, la cocaína pura extraída de las hojas tiene usos médicos potentes.
La síntesis de la cocaína es un proceso altamente complejo que los científicos han estado estudiando durante décadas. Este conocimiento no solo es valioso para la industria farmacéutica, que puede crear compuestos estructuralmente similares, sino también para los biólogos interesados en comprender la evolución de los insecticidas naturales en el reino vegetal.
Hasta ahora, los científicos del Instituto de Botánica de Kunming en China han logrado entender recientemente la etapa final crucial de la biosíntesis de la cocaína, incluso reconstruyendo este proceso en una planta modificada, el tabaco (que sintetiza nicotina y también tiene propiedades insecticidas).
Según los expertos, aunque el cultivo de este tabaco no es más rentable que el de la coca tradicional, se pueden hacer modificaciones similares en levaduras o bacterias con fines farmacéuticos.
La cocaína pertenece a un grupo de moléculas orgánicas conocidas como alcaloides de la tropina. Otros alcaloides en este grupo incluyen la atropina y la hiosciamina, que son producidos por la planta Atropa belladonna y han sido utilizados durante mucho tiempo en medicina para dilatar las pupilas, paralizar las glándulas salivales durante la cirugía y aliviar ritmos cardíacos irregulares.
En química, la cocaína y la metanfetamina comparten muchas similitudes y recientemente se ha descubierto que provienen de la misma molécula precursora llamada ácido 4-(1-metil-2-pirrolidinil)-3-oxobutírico (MPOA).
Las diferencias estructurales entre dos moléculas son pequeñas pero significativas. Durante mucho tiempo ha sido un misterio cómo las plantas de coca convierten el MPOA en cocaína. Ahora, se han identificado un par de enzimas llamadas EnCYP81AN15 y EnMT4. Aunque el proceso de síntesis aún no se comprende completamente, los científicos afirman que las enzimas conocidas son capaces de sintetizarlo.
Científicos chinos han demostrado la capacidad de las plantas de tabaco, específicamente Nicotiana benthamiana, para producir cocaína al introducir seis genes involucrados en la producción de la droga. Estas plantas híbridas pudieron utilizar sus propias enzimas para llenar los vacíos en el proceso de síntesis, lo que resultó en la producción de cocaína dentro de las plantas de tabaco modificadas.
Según el autor del estudio, comprender el proceso de síntesis puede llevar a la creación de nuevos compuestos biológicamente activos, lo que potencialmente permitiría a los científicos mejorar formulaciones y descubrir compuestos más efectivos.
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