26 de enero de 2001
Estudios en la mosca de la fruta servirían para comprender la adicción a la cocaína
Unos investigadores han identificado una proteína del sistema nervioso de la mosca de la fruta, que es pariente de la molécula con la que la cocaína interactúa en
el cerebro humano. Su descubrimiento ofrece la posibilidad de que los investigadores puedan manipular genéticamente la proteína de las moscas de la fruta, aumentando así su comprensión sobre cómo la cocaína altera el comportamiento y produce adicción.
Lo investigadores también encontraron que la proteína que descubrieron, un transportador de dopamina en
Drosophila
(dDAT, por sus siglas en
inglés), puede ser un ancestro molecular del transportador humano de dopamina—que es blanco de ataque de la cocaína—y del transportador de norepinefrina sensible a antidepresivos. De este modo, dicen los científicos,
los estudios del transportador de dopamina en
Drosophila
pueden brindar información sobre cómo afectan las drogas a las moléculas transportadoras de
neurotransmisores en otros organismos. El descubrimiento de dDAT realizado por
la investigadora del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI), Susan G. Amara y por sus colegas, fue publicado en el número de enero de 2001 de
Molecular
Pharmacology.
“Muchos de los mismos genes y cascadas de señalización, que son cruciales para los cambios adaptativos asociados con el aprendizaje y la memoria de las moscas, también han sido relacionados con el efecto adictivo a largo plazo de la cocaína en mamíferos. Esto sugiere que la mosca podría resultar ser un modelo potencialmente útil para estudiar el efecto del abuso de drogas””.
Susan G. Amara
Las proteínas transportadoras de neurotransmisores son purificadores moleculares que se encuentran en los sistemas nerviosos de muchos organismos. Luego de que las
neuronas liberan sus señales químicas en forma de neurotransmisores, estos se unen a las proteínas transportadoras de neurotransmisores y reciclan nuevamente
hacia el interior de los compartimientos de almacenaje en las neuronas, para ser reutilizados posteriormente. La cocaína inhibe la incorporación del neurotransmisor dopamina, lo que causa una acumulación anormal de dopamina en la región entre las neuronas. Esta acumulación de dopamina produce euforia y otras conductas asociadas al uso de cocaína.
Según Amara,
quien se encuentra en la Universidad de Ciencias de la Salud de Oregon, la búsqueda para dDAT comenzó como resultado de estudios realizados, sobre el
efecto de la cocaína en el comportamiento de las moscas, por uno de los coautores del trabajo, Jay Hirsh de la Universidad de Virginia.
El trabajo de Hirsh demostró que las moscas responden a la cocaína con un aumento en la actividad locomotora, lo que se asemeja a las respuestas a la cocaína
observadas en roedores y seres humanos”, dijo Amara. “Sus estudios también sugerían que habría un transportador en el sistema nervioso de
Drosophila
que se asemejaría a los transportadores de dopamina y de norepinefrina en seres humanos.
“Muchos de losmismos genes y cascadas de señalización, que son cruciales para los cambios
adaptativos asociados con el aprendizaje y la memoria de las moscas, también
han sido relacionados con el efecto adictivo a largo plazo de la cocaína en
mamíferos. Esto sugiere que la mosca podría resultar ser un modelo
potencialmente útil para estudiar el efecto del abuso de drogas”, dijo Amara.
El autor principal del trabajo, Peter Pörzgen, aprovechó la conocida secuencia genética del
transportador humano de dopamina, para buscar secuencias relacionadas en la base de datos del genoma de
Drosophila
. Una vez que Pörzgen y sus
colegas identificaron un segmento clave del genoma, llamado secuencia de
expresión marcadora (EST, por sus siglas en inglés), utilizaron la EST para
aislar y clonar el gen completo, a partir de una biblioteca de genes derivados
de un extracto del material genético de
Drosophila
.
Hirsh y sus colegas utilizaron una sonda derivada de la secuencia de ADN de dDAT para
demostrar que en la larva de mosca, el gen transportador de dDAT está expresado
en neuronas que contienen dopamina. Estudios adicionales revelaron que cuando
dDAT era introducido en células en cultivo, el transportador dDAT se comportaba
como un híbrido entre los transportadores de mamíferos para dopamina y norepinefrina.
“Basados en
nuestro análisis del transportador, supusimos que éste podría ser un
transportador primitivo que eventualmente evolucionó para dar lugar a dos
transportadores distintos en mamíferos—uno para norepinefrina y otro para
dopamina”, dijo Amara.
“El descubrimiento de dDAT le da más peso a la idea de que la mosca es un modelo
potencialmente interesante y único para estudiar los efectos de la cocaína en
la conducta y las vías de adicción”, dijo. “Por ejemplo, se podrían generar
mutantes en el comportamiento con diversas sensibilidades a la droga, y también
anular al transportador para estudiar el impacto en el comportamiento.
El descubrimiento de dDAT ofrecería nuevos e importantes caminos de investigación, según el
experto en el transportador de dopamina,
Marc Caron
, un investigador del HHMI que se encuentra en la Universidad de Duke. “El conocido poder genético de la
Drosophila
debería ayudarnos a examinar los interrogantes que permanecen sin respuestas en
sistemas mamíferos”, dijo Caron. “Todavía no conocemos, por ejemplo, los
elementos reguladores que hacen que un gen dado se exprese sólo en las células
dopaminérgicas del cerebro. En la mosca, estos elementos debieran poder
identificarse fácilmente”.
“La idea de poder
estudiar el mismo paradigma—como los efectos gratificantes de la cocaína—en
moscas y mamíferos, y de poder comparar y contrastar los resultados es muy atractiva.
Además, dijo
Pörzgen, dDAT parece ser un híbrido de dos clases de transportadores,
resultando ser un modelo potencialmente útil para entender los mecanismos
básicos de la interacción entre las drogas y sus moléculas transportadoras. “Probablemente,
las porciones del transportador que son similares al transportador de dopamina
humano, probablemente estén involucradas en los efectos de la cocaína, y
aquellos transportadores similares al transportador de norepinefrina podrían
estar involucrados en la unión de los antidepresivos”, dijo.
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