Για πρώτη φορά, επιστήμονες δημιούργησαν γενετικά τροποποιημένες μύγες των φρούτων που καταναλώνουν οικειοθελώς κοκαΐνη, προσφέροντας ένα πρωτοποριακό μοντέλο για τη μελέτη του εθισμού στην κοκαΐνη και την επιτάχυνση της ανάπτυξης θεραπειών.

Τα ευρήματα θα μπορούσαν να αναδιαμορφώσουν τον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές προσεγγίζουν τη διαταραχή χρήσης κοκαΐνης, μια αυξανόμενη ανησυχία για τη δημόσια υγεία που επηρεάζει περίπου 1,5 εκατομμύριο Αμερικανούς.

«Μπορούμε να κλιμακώσουμε την έρευνα σε μύγες τόσο γρήγορα», λέει ο Travis Philiaw, πρώτος συγγραφέας της εργασίας. «Μπορούμε να εντοπίσουμε γονίδια κινδύνου που μπορεί να είναι δύσκολο να αποκαλυφθούν σε πιο σύνθετους οργανισμούς και στη συνέχεια να μεταβιβάσουμε αυτές τις πληροφορίες σε ερευνητές που εργάζονται με μοντέλα θηλαστικών. Στη συνέχεια, μπορούν να αποκαλύψουν θεραπευτικούς στόχους που διευκολύνουν το άλμα από τη μελέτη της συμπεριφοράς των ζώων στην ανάπτυξη ανθρώπινων θεραπευτικών».

Ο επικεφαλής συγγραφέας Adrian Rothenfluh συμφωνεί: «Μπορούμε να αρχίσουμε να κατανοούμε τους μηχανισμούς επιλογής κοκαΐνης και όσο περισσότερα κατανοούμε τον μηχανισμό, τόσο περισσότερες πιθανότητες έχουμε να βρούμε μια θεραπεία που θα μπορούσε να δράσει σε αυτόν τον μηχανισμό».

Παρά τη γενετική τους ομοιότητα με τους ανθρώπους, οι μύγες των φρούτων μοιράζονται περίπου το 75% των γονιδίων που εμπλέκονται σε ανθρώπινες ασθένειες. Οι μύγες ιστορικά αρνούνται να καταναλώσουν κοκαΐνη, ακόμη και μετά από επαναλαμβανόμενη έκθεση εκούσια. Αυτό αποτελούσε σημαντικό εμπόδιο για την έρευνα για τον εθισμό.

Ο Ρόθενφλου λέει: «Οι μύγες δεν συμπαθούν καθόλου την κοκαΐνη».

Διερευνώντας τους αισθητηριακούς μηχανισμούς πίσω από την αποστροφή των μυγών, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η κοκαΐνη ενεργοποιεί έντονα τους υποδοχείς πικρής γεύσης στα πόδια των εντόμων.

«Τα έντομα είναι εξελικτικά προετοιμασμένα να αποφεύγουν τις φυτικές τοξίνες και η κοκαΐνη είναι μια φυτική τοξίνη», λέει ο Philyaw.

Η σημαντική ανακάλυψη ήρθε όταν η ομάδα σταμάτησε γενετικά τα νεύρα των μυγών που αισθάνονταν την πικρία. Μόλις αυτοί οι υποδοχείς σταμάτησαν, οι μύγες άρχισαν να δείχνουν σαφή προτίμηση για το ζαχαρόνερο με χαμηλές δόσεις κοκαΐνης, αναπτύσσοντας μια προτίμηση για ναρκωτικά σε μόλις 16 ώρες μετά την πρώτη έκθεση.

Οι μύγες και οι άνθρωποι αντιδρούν στην κοκαΐνη με εντυπωσιακά παρόμοιους τρόπους. Ο Ρόθενφλου εξηγεί: «Σε χαμηλές δόσεις, αρχίζουν να τρέχουν τριγύρω, όπως ακριβώς οι άνθρωποι. Σε πολύ υψηλές δόσεις, αδυνατούν, κάτι που ισχύει και στους ανθρώπους».

Προς νέες θεραπείες
Επειδή η κληρονομικότητα παίζει σημαντικό ρόλο στον κίνδυνο εθισμού, ο εντοπισμός των βασικών γονιδίων που εμπλέκονται είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη στοχευμένων θεραπειών. Το νέο μοντέλο μύγας προσφέρει έναν ταχύτερο, κλιμακωτό τρόπο για τον εντοπισμό αυτών των γονιδίων και την κατανόηση των μοριακών οδών που οδηγούν στη συμπεριφορά αναζήτησης ναρκωτικών .

«Απλώς η προσπάθεια κατανόησης του απλού μικρού εγκεφάλου της μύγας μπορεί να μας δώσει γνώσεις που δεν μπορείτε να προβλέψετε», τονίζει ο Ρόθενφλου .

«Η βασική επιστήμη είναι σημαντική και ποτέ δεν ξέρεις τι συναρπαστικά πράγματα μπορεί να ανακαλύψεις που θα έχουν αντίκτυπο στην κατανόηση της ανθρώπινης κατάστασης».

Η μελέτη έχει δημοσιευτεί στο Journal of Neuroscience .