Pour la première fois, les chercheurs ont créé des mouches de fruits génétiquement modifiées qui peuvent devenir dépendantes de la cocaïne. Les mouches auto-administreront la cocaïne si vous enverront l'option. Le nouveau modèle pourrait s'avérer extrêmement précieux pour le développement de nouvelles thérapies pour prévenir et traiter les troubles de la consommation de cocaïne, une préoccupation croissante et mortelle qui affecte environ 1,5 million de personnes à l'échelle nationale.
L'hérédité a un impact fortement sur le risque de développer un trouble de consommation de cocaïne, mais le grand nombre de gènes impliqués dans le risque de dépendance a rendu difficile de déterminer les meilleures cibles pour la thérapeutique.
Avec leur nouveau modèle de mouche des fruits de trouble de la cocaïne, les chercheurs espèrent révéler la biologie de la dépendance et trouver de meilleures thérapies beaucoup plus rapidement que possible.
Les nouveaux résultats sont publiés dans Journal of Neuroscience.
Aspirations de haut vol
Les mouches et les humains réagissent à la cocaïne de manière remarquablement similaire, explique Adrian Rothenfluh, PhD, professeur agrégé de psychiatrie à l'Université de l'Utah et auteur principal de l'étude. « À faibles doses, ils commencent à courir, tout comme les gens », explique Rothenfluh. « À des doses très élevées, ils sont incapables, ce qui est également vrai chez les gens. »
Les mouches et les humains ont beaucoup en commun en ce qui concerne la dépendance. Les mouches ont environ 75% des gènes humains connus pour être impliqués dans la maladie, et les insectes ont contribué à découvrir la biologie sous-jacente derrière d'autres dépendances de substances.
Parce que les mouches des fruits se développent rapidement et sont faciles à mener des expériences génétiques, un modèle de mouche des fruits de trouble de la cocaïne serait une précieuse étape précoce vers le développement de thérapies.
Il y a juste un problème – une différence très significative entre les mouches et les humains-Rothenfluh dit: « Les mouches n'aiment pas du tout la cocaïne. »
Son équipe de recherche a constaté que lorsqu'on lui a donné le choix entre l'eau de sucre et l'eau de sucre liée à la cocaïne, les mouches des fruits ont constamment choisi l'option sans médicament, même lorsqu'elles avaient été exposées à la cocaïne auparavant. Pour mieux comprendre la dépendance chez l'homme, les scientifiques devaient comprendre pourquoi les mouches ne prendraient pas de cocaïne – et s'il y avait un moyen de contourner cette barrière.
La vérité amère
Travis Philyaw, PhD, premier auteur sur le journal, soupçonnait que la réponse pourrait résider dans le sens du goût des mouches. « Les insectes sont évolutionnairement préparés pour éviter les toxines végétales, et la cocaïne est une toxine végétale », explique Philyaw, maintenant chercheur à l'Université de Washington, qui a fait la recherche en tant qu'étudiant diplômé du laboratoire de Rothenfluh. « Ils ont des récepteurs gustatifs sur leurs » bras « -their tarrsal segments – donc ils peuvent mettre leur main dans quelque chose avant qu'il ne se mette dans leur bouche, et décider: » Je ne vais pas toucher cela. « »
En regardant comment les nerfs sensoriels des mouches ont réagi à la cocaïne, les chercheurs ont constaté que le composé active fortement les récepteurs de goût de détection amer dans les segments tarsal des mouches. Lorsque les chercheurs ont atténué l'activité de ces nerfs de détection amer afin que les mouches ne puissent pas goûter les saveurs amères, ils ont commencé à développer une préférence pour l'eau de sucre à couches de cocaïne sur l'eau du sucre nature. La posologie était importante que les FLIY ne consommeraient volontairement de la cocaïne à de faibles concentrations, mais ils ont développé une préférence remarquablement rapidement, dans les 16 heures suivant la première exposition.
Des insectes aux impacts
Les chercheurs disent que cela les aidera à comprendre la dépendance chez l'homme. Maintenant que les scientifiques peuvent étudier le processus dans les mouches des fruits, le pipeline vers de nouvelles découvertes peut être considérablement accéléré, étudiant des centaines de gènes potentiellement pertinents dans une période de temps beaucoup plus courte.
« Nous pouvons évoluer la recherche si rapidement dans les mouches », explique Philyaw. « Nous pouvons identifier les gènes de risque qui pourraient être difficiles à découvrir dans des organismes plus complexes, puis nous transmettons cette information aux chercheurs qui travaillent avec des modèles de mammifères. Ensuite, ils sont capables de découvrir des cibles de traitement qui facilitent le saut de l'étude du comportement animal en passant par la thérapie humaine. »
Nous pouvons vraiment commencer à comprendre les mécanismes de choix de cocaïne, et plus vous comprenez sur le mécanisme, plus vous avez la chance de trouver un thérapeutique qui pourrait agir sur ce mécanisme. «
Adrian Rothenfluh, PhD, professeur agrégé de psychiatrie, Université de l'Utah et auteur principal de l'étude
En plus des recherches spécifiques de thérapies, Rothenfluh dit que la recherche fondamentale sur les mécanismes de la façon dont l'esprit humain – et le travail d'esprit des fruits peuvent avoir des impacts inattendus. « Le simple fait d'essayer de comprendre le simple petit cerveau de mouche peut nous donner un aperçu que vous ne pouvez pas anticiper », souligne-t-il. « La science fondamentale est importante, et vous ne savez jamais quelles choses passionnantes vous pourriez trouver qui se révèlent avoir un impact pour comprendre la condition humaine. »
Cette recherche est publiée dans Journal of Neuroscience Comme « la détection amère protège la drosophile contre le développement de la préférence de consommation de cocaïne dépendante de l'expérience ».
Les travaux ont été financés par le Huntsman Mental Health Institute, le programme de médecine moléculaire de l'Université de l'Utah et les National Institutes of Health, y compris l'Institut national du diabète et les maladies digestives et rénales (numéro de subvention R01DK110358), le National Institute on Drug Abuse (subventions K01DA058919, R21DA049635 et R21DA0439), et the Institut national sur l'abus d'alcool et l'alcoolisme (subventions R01AA026818, R01AA019536-S1 et R01AA030881). Le contenu est uniquement la responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health.
