Per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a creare moscerini della frutta geneticamente modificati che sviluppano una vera e propria dipendenza dalla cocaina. Questi insetti, se ne hanno l’opportunità, si autosomministrano attivamente la sostanza.
Questo nuovo modello animale rappresenta un passo avanti significativo e potrebbe rivelarsi uno strumento estremamente prezioso per lo sviluppo di nuove terapie. L’obiettivo è prevenire e curare il disturbo da uso di cocaina, un problema crescente e spesso letale che affligge circa 1,5 milioni di persone solo negli Stati Uniti.
Moscerini della frutta dipendenti dalla cocaina
L’ereditarietà gioca un ruolo cruciale nel determinare il rischio di sviluppare un disturbo da uso di cocaina. Tuttavia, l’elevato numero di geni coinvolti nella suscettibilità alla dipendenza ha finora ostacolato l’identificazione dei migliori obiettivi terapeutici. Con il loro innovativo modello di disturbo da uso di cocaina basato sul moscerino della frutta, i ricercatori sperano di svelare la complessa biologia sottostante la dipendenza e di accelerare notevolmente la scoperta di terapie più efficaci rispetto a quanto fosse possibile in passato.
Nonostante le loro dimensioni, i moscerini della frutta e gli esseri umani mostrano reazioni alla cocaina sorprendentemente simili, come evidenziato da Adrian Rothenfluh, professore associato di psichiatria presso l’Università dello Utah e autore principale dello studio. Rothenfluh spiega che “a basse dosi, iniziano a correre in giro, proprio come le persone“, e “a dosi molto elevate, diventano incapaci, il che accade anche agli esseri umani”.
Queste somiglianze non sono casuali: i moscerini della frutta condividono circa il 75% dei geni umani noti per essere implicati in varie malattie. Proprio per questo motivo, questi insetti hanno già svolto un ruolo fondamentale nella scoperta della biologia alla base di altre dipendenze da sostanze, confermandosi un modello prezioso per la ricerca medica.
Un modello promettente per la ricerca sulla dipendenza
Grazie alla loro rapida crescita e alla facilità con cui si possono eseguire esperimenti genetici, i moscerini della frutta offrono un modello prezioso per lo sviluppo di nuove terapie contro il disturbo da uso di cocaina. Tuttavia, c’è un ostacolo significativo: una notevole differenza tra questi insetti e gli esseri umani. Come spiega Adrian Rothenfluh, “Alle mosche non piace affatto la cocaina”.
Il team di ricerca di Rothenfluh ha scoperto che, se messi di fronte alla scelta tra acqua zuccherata semplice e acqua zuccherata con cocaina, i moscerini sceglievano sempre l’opzione senza droga, anche dopo essere stati precedentemente esposti alla cocaina. Per comprendere meglio la dipendenza negli esseri umani, era fondamentale capire perché le mosche non assumevano la cocaina e se fosse possibile superare questa barriera.
Travis Philyaw, primo autore dello studio e ora ricercatore scientifico presso l’Università di Washington, ha ipotizzato che la risposta potesse risiedere nel senso del gusto delle mosche: “Gli insetti sono evolutivamente predisposti a evitare le tossine delle piante, e la cocaina è una tossina vegetale“. Ha aggiunto che le mosche hanno recettori del gusto sulle “braccia” (segmenti tarsali) che permettono loro di “assaggiare” una sostanza prima di ingerirla e decidere se evitarla.
Osservando la reazione dei nervi sensoriali dei moscerini della frutta alla cocaina, i ricercatori hanno scoperto che il composto attiva fortemente i recettori del gusto amaro nei segmenti tarsali degli insetti. Quando i ricercatori hanno silenziato l’attività di questi nervi, impedendo alle mosche di percepire i sapori amari, queste hanno iniziato a sviluppare una preferenza per l’acqua zuccherata mescolata con cocaina rispetto all’acqua zuccherata semplice. È importante notare che il dosaggio era cruciale (le mosche consumavano cocaina volontariamente solo a basse concentrazioni), ma hanno sviluppato una preferenza sorprendentemente rapida, manifestandola entro 16 ore dalla prima esposizione.
Comprendere la dipendenza umana attraverso i moscerini della frutta
I ricercatori ritengono che questo nuovo modello basato sui moscerini della frutta accelererà notevolmente la comprensione della dipendenza negli esseri umani. Ora che gli scienziati possono studiare il processo in questi insetti, è possibile esaminare centinaia di geni potenzialmente rilevanti in un lasso di tempo significativamente più breve.
Travis Philyaw sottolinea che la ricerca sui moscerini può essere espansa molto rapidamente. Questo permette di identificare geni di rischio che sarebbero difficili da scoprire in organismi più complessi. Queste informazioni vengono poi trasferite ai ricercatori che lavorano con modelli di mammiferi. In questo modo, è possibile scoprire bersagli terapeutici che facilitano il passaggio dallo studio del comportamento animale allo sviluppo di terapie umane.
Adrian Rothenfluh concorda, affermando che grazie a questo modello è possibile iniziare a comprendere i meccanismi della scelta della cocaina. Più si comprende il meccanismo, maggiori sono le possibilità di trovare una terapia che possa agire su quel meccanismo.
Oltre alla ricerca specifica di terapie, Rothenfluh evidenzia come la ricerca di base sui meccanismi di funzionamento della mente umana, e anche di quella dei moscerini della frutta, possa portare a effetti inaspettati. Sottolinea che il solo tentativo di comprendere il semplice cervello di una piccola mosca può fornire informazioni imprevedibili. La scienza di base è fondamentale e non si sa mai quali scoperte entusiasmanti possano avere un impatto significativo sulla comprensione della condizione umana.
Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Neuroscience.
