Champignons magiques : la nature a inventé la psilocybine à deux reprises et les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi

Une découverte surprenante : deux groupes de champignons non apparentés produisent de la psilocybine par des voies chimiques distinctes : un cas rare d'évolution convergente qui pourrait changer la façon dont nous produisons des psychédéliques à des fins thérapeutiques.

La psilocybine, la substance hallucinogène contenue dans les « champignons magiques », suscite l'intérêt de l'homme depuis des milliers d'années. Aujourd’hui, il revient au centre de l’attention scientifique : non seulement pour ses potentiels bienfaits thérapeutiques, mais aussi pour une découverte qui a surpris les chercheurs.

Une étude récemment publiée démontre que deux groupes de champignons complètement différents ont développé indépendamment la capacité de produire de la psilocybine. La même molécule, née de deux chemins évolutifs distincts. Un phénomène appelé évolution convergente, rare et difficile à expliquer.

Psilocybine : même substance, enzymes différentes, pas de lien évolutif

Le genre Psilocybe, l’un des champignons hallucinogènes les plus connus, a déjà été étudié en détail. Le processus chimique qui conduit à la formation de psilocybine chez ces espèces est bien défini et implique quatre enzymes : PsiD, PsiH, PsiM et PsiK. Ils agissent tous de manière séquentielle à partir du tryptophane, évitant ainsi la formation d'une substance intermédiaire instable qui pourrait endommager les cellules fongiques.

Mais la nouvelle est que les champignons du genre Inocybe, connus sous le nom de capsules de fibres, produisent également de la psilocybine. Jusqu'à présent, on pensait qu'ils avaient hérité de cette capacité d'un ancêtre commun avec les Psilocybes. Mais les données génétiques disent le contraire.

Des chercheurs de l’Institut Leibniz en Allemagne ont recréé les enzymes des deux espèces en laboratoire. Résultat? Les réactions chimiques impliquées dans la production de psilocybine sont complètement différentes chez les deux champignons. Ils utilisent des outils biochimiques différents, mais arrivent exactement au même résultat, comme l'explique le biologiste Tim Schäfer, auteur principal de l'étude.

C'est comme regarder deux ateliers distincts travailler avec des outils différents, mais finir par construire le même objet.

C’est la confirmation que la nature a « inventé » la psilocybine à deux reprises. Un comportement inhabituel, même pour le monde fongique.

Pourquoi les champignons produisent-ils de la psilocybine ?

La véritable énigme, cependant, n’est pas tant le comment que le pourquoi. Pourquoi deux espèces de champignons si différentes ont-elles développé le même composé psychédélique ? Dirk Hoffmeister, professeur et co-auteur de l'étude, a admis :

La vérité est que nous ne le savons pas.

Il y a des hypothèses. L’une des plus acceptées est que la psilocybine sert de défense contre les insectes ou autres prédateurs. Par exemple, lorsque les champignons Psilocybe sont endommagés, ils deviennent bleus. Cette couleur est le résultat de la décomposition de la psilocybine et pourrait servir de signal d’alarme pour ceux qui tentent de s’en nourrir, comme le commente Hoffmeister :

Dans la nature, rien n’arrive par hasard mais on ne sait toujours pas quel avantage réel cette molécule apporte aux champignons.

Nouvelles applications biotechnologiques

Si l’explication évolutive reste incertaine, les évolutions dans le domaine des biotechnologies sont concrètes. En fait, la psilocybine est difficile à produire à grande échelle par des méthodes chimiques. Les sociétés pharmaceutiques, qui le testent dans le cadre d’essais cliniques contre la dépression et les addictions, recherchent des méthodes de production alternatives.

L'étude allemande a ouvert de nouvelles voies : les enzymes du genre Inocybe travaillent également en dehors du champignon, en laboratoire. Cela signifie que nous pourrions produire de la psilocybine dans des bioréacteurs, sans avoir à cultiver de champignons ou à recourir à des synthèses chimiques complexes, comme l'explique Schäfer :

Nous disposons désormais d’un nouvel ensemble d’outils biochimiques. Cela pourrait simplifier la production pharmaceutique de psilocybine à l’avenir.

Source : Angewandte Chemie International Edition