Comment le chanvre fabrique ses cannabinoïdes

La résine, puis les protéines

Vingt-deux heures, une serre, une lampe frontale

Vingt-deux heures. La lampe frontale balaie une inflorescence de chanvre, et le faisceau accroche une pellicule brillante sur les calices. Vous passez le pouce dessus : ça colle. Sur les doigts, la trace reste jusqu'au savon. Une odeur végétale monte, poivrée sur la fin ; c'est la part volatile, celle qu'on appelle les terpènes. La résine n'est pas un décor. C'est le compartiment où se joue la chimie dont tout le monde parle, et cette chimie n'a rien de vaporeux : elle tient dans des noms de molécules, des noms de protéines, et deux publications qui les décrivent, l'une de 1996, l'autre de 2012.

Des protéines qui portent un nom

On dit vite que la plante produit du CBD. La formulation est commode, elle saute des étapes. Ce qui a été publié, ce sont des protéines isolées de Cannabis sativa, chacune avec un substrat identifié et un produit identifié. Deux entrées suffisent à suivre la logique du début à la fin : une cyclase caractérisée en 2012 [1], et une synthase purifiée puis décrite en 1996 [2]. Même espèce dans les deux cas. Chacune décrit une réaction, avec ce qui entre et ce qui sort.

L'acide olivétolique et le CBGA

2012, une cyclase isolée du Cannabis sativa

En 2012, une enzyme du Cannabis sativa a été caractérisée et rangée parmi les cyclases : la cyclase de l'acide olivétolique [1]. Le travail de Gagne, 2012 [1], écrit une étape et une seule. À l'entrée, l'acide olivétolique. À la sortie, le CBGA. Au milieu, une protéine qui rend le passage possible. C'est court, et c'est le bon niveau de détail : on quitte l'idée d'une plante qui produit quelque chose pour arriver à un substrat, un catalyseur et un produit, tous les trois nommés. Le sigle CBGA se lit comme le reste de cette nomenclature, c'est-à-dire comme une forme acide.

Un itinéraire peu banal chez les polycétides végétaux

L'autre information de cette publication tient à un mot : la voie catalytique décrite y est présentée comme inhabituelle chez les polycétides végétaux [1]. Les polycétides forment une grande famille de composés végétaux, et les enzymes qui les assemblent suivent des schémas assez répétitifs d'une plante à l'autre. La route du chanvre sort de ce cadre. C'est un constat de biochimie comparée, à sa place et pas ailleurs : inhabituel se dit par rapport à une famille de composés, pas par rapport à la plante entière, et encore moins par rapport à ce qui finit dans un flacon. Le mot classe une réaction. Il ne qualifie rien d'autre.

1996, une synthase purifiée puis caractérisée

En 1996, la synthase de l'acide cannabidiolique a été purifiée à partir de Cannabis sativa, puis caractérisée [2]. Le nom de l'enzyme annonce son produit : l'acide cannabidiolique, le CBDA. Une synthase désigne une protéine qui forme une molécule, et le nom complet précise laquelle. Il n'y a rien à deviner. Le travail de Taura et Morimoto, 1996 [2], part de matière végétale, en isole une protéine, la purifie et la décrit. C'est exactement ce que veut dire enzyme purifiée : pas une activité observée en vrac dans un broyat, mais une protéine séparée du reste.

Le même travail apporte un second point, plus discret : les acides formés ne circulent pas dans la plante [2]. Aucun transport rapporté. Ce qui est produit reste là où il a été produit. Ça change la lecture d'un échantillon. La teneur d'une matière première ne vient pas d'un déplacement interne ni d'une accumulation venue d'un autre organe ; elle vient de l'activité enzymatique du tissu qui a été prélevé. C'est une des raisons pour lesquelles un rapport d'analyse se lit lot par lot. Deux lots, deux histoires végétales, deux séries de chiffres.

Le mot acide, du premier au dernier nom

Un détail de vocabulaire éclaire toute la voie : les molécules qui y figurent portent le mot acide. Acide olivétolique à l'entrée. CBGA à la sortie de l'étape décrite en 2012 [1]. CBDA dans le nom de l'enzyme purifiée en 1996 [2]. Le A final des sigles n'est pas une décoration, c'est la marque de la forme acide de la molécule. Ce vocabulaire est celui de la chimie, pas celui d'un rayon. Quand on suit la littérature dans l'ordre, on lit d'abord des acides, et seulement des acides. Voici les entrées telles qu'elles apparaissent dans les deux travaux cités.

• Acide olivétolique : le substrat placé en amont de l'étape décrite [1].
• CBGA : le produit de cette même étape, dans la même publication [1].
• Cyclase de l'acide olivétolique : la protéine caractérisée à partir de Cannabis sativa en 2012 [1].
• Synthase de l'acide cannabidiolique : la protéine purifiée puis décrite en 1996 [2].
• Acides formés : aucun transport rapporté par ce second travail [2].
• Polycétides végétaux : la famille par rapport à laquelle la voie est jugée inhabituelle [1].

Ce qui décide du contenu d'une matière première

Reste la question qui vient toujours ensuite : est-ce le procédé qui décide de ce qu'on trouve dans la matière première ? Les cannabinoïdes sont un sujet de travail chez Cibdol depuis 2014, et la variable qui compte ici ne se situe pas du côté de la méthode d'extraction. La matière arrive déjà constituée. Les acides s'y trouvent parce que des enzymes les y ont formés, et parce qu'ils n'en sont pas repartis [2]. Une extraction supercritique au dioxyde de carbone, un pressage, un solvant : ces opérations travaillent sur ce qui existe déjà. Elles concentrent, elles séparent, elles laissent de côté. Elles ne réécrivent pas l'étape publiée en 2012 [1].

• L'ordre : la biosynthèse dans la plante d'abord, l'extraction après.
• Le tissu prélevé : le lieu où les acides se sont accumulés, faute de transport [2].
• L'extraction supercritique au dioxyde de carbone : un procédé appliqué à une matière déjà formée.
• Le certificat d'analyse du lot : le document où les teneurs sont chiffrées par un laboratoire indépendant.
• Le contenant : flacon compte-gouttes, gélules de CBD, huile CBG ; la lecture de l'étiquette et du lot suit la même mécanique.

Les cyclases du chanvre ne sont pas des récepteurs

Deux inventaires se croisent dans ce sujet, et ils ne parlent pas de la même chose. D'un côté les protéines du chanvre : une cyclase [1], une synthase [2], des substrats, des produits, une espèce nommée. De l'autre le système endocannabinoïde, décrit chez l'humain, avec les récepteurs CB1 et CB2 et les endocannabinoïdes produits par l'organisme lui-même. Les deux publications citées ici ne nomment aucun récepteur. Elles portent sur des protéines végétales, sur ce qu'elles transforment et sur ce qui reste en place ensuite. Un récepteur endocannabinoïde relève d'une autre série de travaux, avec son propre vocabulaire et ses propres méthodes. Les terpènes, la fraction volatile qu'on sent en ouvrant un bocal, relèvent encore d'une autre colonne d'analyse. Trois vocabulaires, trois séries de documents. Sur un rapport de lot, on lit des sigles de cannabinoïdes et des teneurs, exprimées en pourcentage ou en milligrammes. Pas de noms d'enzymes. Le CBDA y figure quand il a été mesuré, pas parce qu'une synthase a été citée quelque part. La chimie de la plante explique d'où vient la molécule ; le rapport du laboratoire indique combien il y en a dans un lot donné. Deux questions distinctes, deux réponses distinctes.