Meyve sineklerinin genleri değiştirilerek kokain bağımlısı olmaları sağlanıyor

Meyve sineği (Drosophila melanogaster) bilim insanları için mükemmel bir hayvandır: herhangi bir özel koşul olmadan hızla üreyen basit yaratıklardır. Dahası, bizden çok farklı görünseler de, gerçek şu ki belirli insan hastalıklarıyla ilişkili genlerin %75'inin meyve sineği genomunda bir karşılığı vardır. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bu tür bilimsel kayıtlarına birçok Nobel Ödülü kazandırmıştır ve en çok çalışılan organizmalardan biridir.

Bu geçmişle, Utah Üniversitesi'nde psikiyatri doçenti olan Adrian Rothenfluh liderliğindeki bir grup araştırmacı, öncü bir deney için onları seçti. Amaç: Yazarların bulduğu gibi, onları iten bir madde olan kokaine bağımlı olmaya genetik olarak yatkın sinekler yaratmak. Bu modifiye edilmiş böceklerin analizi, insanlarda gelecekteki tedaviler için önemli olabilir. Sonuçlar Journal of Neuroscience'da yeni yayınlandı.

Önceki çalışmalar, insanların ve meyve sineklerinin alkol kullanımını ve bağımlılığını yönlendiren birçok aynı geni paylaştığını ortaya koymuştu. "Bu nedenle, insanlarda kokain bağımlılığında rol oynayan genlerin bu meyve sineği modelinde de yer alabileceğini düşünmek mantıklıydı," diyor Rothenfluh.

Araştırmacılar, meyve sineklerinin ne kadar kokain sevebileceğini bularak işe başladılar. Bunu yapmak için, deneklerin şekerli su ile uyuşturucu katılmış şekerli su arasında seçim yapmak zorunda olduğu bir deney kurdular. Sinekler netti: Bu narkotik maddeden hoşlanmıyorlardı ve her zaman saf içeceği seçiyorlardı. Yazarlar, "Sineklerin neden kokain tüketmediğini ve bu bariyeri aşmanın bir yolu olup olmadığını anlamamız gerekiyordu," diyor.

Çeşitli analizlerden sonra, cevabın sineklerin tat alma duyusunda yattığından şüphelendiler. "Böcekler evrimsel olarak bitki toksinlerinden kaçınmak için programlanmıştır ve kokain bir bitki toksinidir," diyor makalenin ilk yazarı, şu anda Washington Üniversitesi'nde araştırmacı olan ve araştırmayı Rothenfluh'un laboratuvarında lisansüstü öğrencisi olarak yürüten Travis Philyaw. "Kollarında (tarsal segmentlerde) tat reseptörleri vardır, böylece bir şeyi ağızlarına koymadan önce dokunabilirler ve 'Ona dokunmayacağım' diye karar verebilirler."

Sineklerin duyusal sinirlerinin kokaine nasıl tepki verdiğini gözlemleyerek, araştırmacılar bu bileşiğin bu türün tarsal segmentlerindeki acı tat reseptörlerini güçlü bir şekilde aktive ettiğini keşfettiler. Araştırmacılar bu sinirlerin aktivitesini susturduklarında, acı tatları algılayamayacakları şekilde, kokain katılmış şekerli suya karşı bir tercih geliştirmeye başladılar.

Ancak doz önemliydi, çünkü sinekler kokaini sadece düşük konsantrasyonlarda gönüllü olarak tüketiyorlardı; buna rağmen, ilk maruziyetten sonra 16 saatten kısa bir sürede "bağımlılıklarını" oldukça hızlı bir şekilde geliştirdiler.

Ayrıca kokain kullanımından sonra sinekler ve insanlar arasında birçok benzerlik buldular: bu küçük miktarlarda test edildiklerinde, tıpkı insanlar gibi daha çılgın ve çılgın hale geldiler. "Çok yüksek dozlarda, insanlarda da görülen, güçsüzleşiyorlar," diye belirtiyor Rothenfluh.

İnsanlarda genetik mirasın kokain kullanım bozukluğu geliştirme riski üzerinde güçlü bir etkisi olduğu bilinmesine rağmen, bağımlılık riskinde rol oynayan çok sayıda gen, terapi için hangilerinin en iyi hedefler olabileceğini belirlemeyi zorlaştırmıştır. Araştırmacılar, kokain kullanım bozukluğu için yeni meyve sineği modeliyle bağımlılığın biyolojisini çözmeyi ve daha önce mümkün olandan çok daha hızlı bir şekilde daha iyi terapiler bulmayı umuyorlar.

Araştırmacılar, çalışmalarının insanlarda bağımlılığı anlamamıza yardımcı olacağını söylüyor. Bilim insanları artık meyve sineklerindeki süreci inceleyebildiğine göre, çok daha kısa bir sürede yüzlerce potansiyel olarak alakalı geni inceleyerek yeni keşiflerin sürecini önemli ölçüde hızlandırabilirler.

Philyaw, "Sinek araştırmalarını çok hızlı bir şekilde ölçeklendirebiliriz," diyor. "Daha karmaşık organizmalarda keşfedilmesi zor olabilecek risk genlerini belirleyebilir ve daha sonra bu bilgileri memeli modelleriyle çalışan araştırmacılara aktarabiliriz. Daha sonra hayvan davranışlarını incelemekten insan terapileri geliştirmeye geçmeyi kolaylaştıran terapötik hedefleri ortaya çıkarabilirler." Rothenfluh da aynı fikirde: "Kokain seçiliminin mekanizmalarını gerçekten anlamaya başlayabiliriz ve mekanizmayı ne kadar iyi anlarsak, onu hedefleyebilecek bir terapi bulma şansımız o kadar artar."

Rothenfluh, belirli terapötik araştırmalara ek olarak, insan zihninin ve meyve sineğinin işleyişine dair temel araştırmaların beklenmedik etkilere sahip olabileceğini söylüyor. "Sadece sineğin küçük, basit beynini anlamaya çalışmak bize öngörülemeyen içgörüler sağlayabilir," diye vurguluyor. "Temel bilim önemlidir ve heyecan verici keşiflerin insan durumu anlayışımız üzerinde ne gibi bir etkisi olabileceğini asla bilemezsiniz."