Як впливає на мозок кокаїн на прикладі мушок дрозофіл

Як впливає на мозок кокаїн на прикладі мушок дрозофіл

На думку біологів, їх дослідження стане основою розробки препаратів для лікування або профілактики наркозалежності у людей.

Вчені з Центру генетики людини при Клемсонському університеті (Південна Кароліна, США) виявили специфічні кластери клітин у мозку звичайних плодових мух ( Drosophila melanogaster ), які зазнали впливу кокаїну – алкалоїду тропанового ряду, популярного наркотику. Підсумки дослідження опублікували кілька днів тому в журналі Genome Research.

Протягом тисячоліть жителі Анд в Південній Америці жували листя коки – чагарникової рослини з роду ерітроксілум. Основний їх алкалоїд – кокаїн – виділили лише в середині XIX століття. Потім його використовували в запатентованих засобах для місцевої анестезії, продавали як краплі від нежитю, додавали в напої і тоніки в Європі, Північній Америці та Австралії до початку 1900-х. Але закони, що обмежують доступність кокаїну, спричинили зниження його споживання до 1960-х.

На сьогодні кокаїнова залежність стала серйозною проблемою громадської охорони здоров’я, спровокувавши безліч медичних, психологічних і соціальних проблем, включаючи поширення інфекційних захворювань (наприклад, СНІДу, гепатиту та туберкульозу), підвищення рівня злочинності, насильства і впливу наркотику на плід при вагітності.

Хоча неврологічні ефекти кокаїну добре відомі, його вплив на експресію генів в мозку вивчили недостатньо. Автори нового дослідження вирішили отримати відповідь на це питання за допомогою дрозофіл – їх гени на 70 відсотків складаються з «гомологічних генів», аналогічних людським. Під час експерименту самкам і самцям плодових мушок протягом максимум двох годин давали певну кількість сахарози (контрольна група) або сахарози з додаванням кокаїну.

Після прийому наркотику за поведінкою комах спостерігали. Щоб оцінити вплив споживання кокаїну на експресію генів у головному мозку, вчені препарували мозок дрозофіл і поділяли його на окремі клітини. Застосувавши метод секвенування нового покоління, вони створили цілі «бібліотеки» експресивних генів для окремих клітин (всього – 88 991 одиниця). У кожному осередку були тисячі транскриптів. За допомогою складного статистичного аналізу автори роботи згрупували їх у 36 окремих кластерів клітин – нейрональні і гліальні, а також типи нейротрансмітерів з більшості областей мозку, включаючи грибоподібні тіла.

Вживання кокаїну, як виявилося, викликало швидкі і повсюдні зміни в експресії генів по всьому мозку плодових мушок, причому відмінності були більш виражені у самців. У дрозофіл, нагодованих кокаїном, виявили порушення рухової активності, часті напади і судоми. Наркотик вплинув на всі типи клітин мозку, особливо на клітини Кеньона в грибоподібних тілах (парні структури в мозку комах та інших членистоногих, пов’язані з модифікаціями поведінки) і деякі нейроглії.

«Ми можемо побачити, які гени експресуються при впливі кокаїну, і чи існують схвалені Управлінням з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів (FDA) ліки для боротьби із залежністю, які можна було б протестувати – спочатку на тих же мухах. Ми вже виявили кілька таких генів. Але поки це початок », – підсумувала Труді Маккей, один з авторів дослідження.

Be the first to comment

Leave a Reply