За пръв път учени създават генетично модифицирани плодови мушици, които доброволно консумират кокаин, предлагайки новаторски модел за изучаване на кокаиновата зависимост и ускоряване на разработването на лечения.
Откритията могат да променят подхода на изследователите към зависимостта към употребата на кокаин – нарастващ проблем за общественото здраве, който засяга страните в целия свят.
Според данните в последния Световен доклад за наркотиците на ООН (UNODC) за 2024 г., около 23 млн. души в света са употребявали кокаин през 2022 г. което го нарежда на 4-то място сред най-използваните наркотици след канабиса (228 милиона потребители), опиоидите (60 милиона) и амфетамините (30 милиона).
„Можем да разширим мащаба на научните изследвания толкова бързо при мухите“, казва Травис Филиу, първия автор на статията. „Можем да идентифицираме рискови гени, които може да са трудни за откриване при по-сложни организми, и след това да предадем тази информация на изследователите, които работят с модели на бозайници. След това те могат да открият цели за лечение, които улесняват прехода от изучаване на поведението на животните към разработване на терапии за хора.“
Другият автор Адриан Ротенфлух е съгласен: „Можем да започнем да разбираме механизмите на кокаиновия избор и колкото повече разбираме механизма, толкова повече имаме шанс да намерим терапия, която да въздейства на този механизъм.“
От избягване към пристрастяване
Плодовите мушици споделят около 75% от гените, замесени в човешките заболявания. В миналото мухите са отказвали да консумират кокаин, дори след многократно доброволно излагане на въздействието му. Това представлява сериозна пречка за изследванията на пристрастяването.
Ротенфлух казва: „Мухите изобщо не харесват кокаина.“
Изследвайки сензорните механизми, които стоят зад отвращението на мухите, изследователите откриват, че кокаинът силно активира рецепторите за горчив вкус върху краката на насекомите.
„Насекомите са еволюционно подготвени да избягват растителни токсини, а кокаинът е растителен токсин“, казва Филау. „Те имат вкусови рецептори на „ръцете“ си – тарзалните си сегменти, така че могат да поставят ръката си в нещо, преди то да попадне в устата им, и да решат: „Няма да опитам това“.
Пробивът настъпва, когато екипът генетично заглушава нервите на мухите, усещащи горчивото. След като тези рецептори са заглушени, мухите започват да проявяват ясно предпочитание към захарна вода, примесена с ниски дози кокаин, като развиват предпочитание към наркотика само за 16 часа след първото излагане.
Макар и прости, плодовите мушици са мощни инструменти за биомедицински изследвания. Те се размножават бързо, лесно се манипулират генетично и са помогнали на учените да разберат биологията на алкохолната и никотиновата зависимост. Сега те могат да послужат и като модел за изследване на кокаиновата зависимост.
Мухите и хората реагират на кокаина по поразително сходен начин. Ротенфлух обяснява: „При ниски дози те започват да тичат наоколо, също като хората. При много високи дози те стават неработоспособни, което се отнася и за хората.“
Нови лечения
Тъй като наследствеността играе важна роля за риска от пристрастяване, идентифицирането на ключовите гени, които участват, е от решаващо значение за разработването на целеви терапии.
Плодовите мушици предлагат по-бърз и мащабируем начин за определяне на тези гени и за разбиране на молекулярните пътища, които управляват поведението, свързано с търсенето на наркотици.
„Само опитът да разберем простия малък мозък на мухата може да ни даде прозрения, които не можем да предвидим“, подчертава Ротенфлух. „Фундаменталната наука е важна и никога не знаете какви вълнуващи неща може да откриете, които да повлияят на разбирането на човешките състояния.“
Изследването е публикувано в Journal of Neuroscience.
Източник: InterestingEngineering
