La investigación en el Centro de Genética Humana de la Universidad de Clemson está revelando nuevas ideas sobre cómo los genes afectan el uso de drogas y la adicción a través de un nuevo estudio de susceptibilidad a los efectos de la cocaína y la metanfetamina en las moscas de la fruta.
La investigación ha sido publicada por PLOS Genética , titulado "Genética del consumo y preferencia de cocaína y metanfetamina en Drosophila melanogaster". Los autores principales del manuscrito son los genetistas Trudy Mackay y Robert Anholt, del Centro de Genética Humana. Los coautores son Chad Highfill, Brandon Baker y Stephenie Stevens.
El estudio evalúa la variación natural en la autoadministración de drogas y el cambio en este comportamiento en exposiciones repetidas usando Drosophila melanogaster, una mosca de la fruta común.
¿Por qué las moscas de la fruta? Como resultado, el 75 por ciento de los genes que causan enfermedades en los humanos tienen una contraparte de moscas y los investigadores pueden controlar con precisión tanto el entorno genético como el entorno de las moscas, incluida la exposición a los medicamentos. En las poblaciones humanas, la susceptibilidad aLos efectos de la cocaína y la metanfetamina varían debido a factores ambientales y genéticos, por lo que es difícil realizar estudios sobre la susceptibilidad a los efectos de estas drogas.
Mackay, quien es reconocida como una de las principales autoridades mundiales en la genética de los rasgos complejos, es directora del Centro de Genética Humana, que forma parte de la Facultad de Ciencias. También es la Cátedra Autogenética de Genética Humanay profesor en el departamento de genética y bioquímica.
Mackay tiene un interés de larga data en la genética del comportamiento y el desarrollo de la mosca de la fruta como modelo para comprender la base genética de los comportamientos complejos. Su laboratorio desarrolló el Panel de referencia genética de Drosophila melanogaster DGRP, que consta de varios cientos de líneas endogámicas de Drosophila melanogasterEl DGRP permite a los investigadores utilizar variaciones naturales para observar variantes genéticas que contribuyen a la susceptibilidad a varios rasgos de comportamiento y es fundamental para la investigación del equipo.
"La clave es que son endogámicos, por lo que cada línea es homocigota, lo que significa que podemos probar esencialmente el mismo genotipo una y otra vez, casi como clones del mismo individuo, pero las líneas en sí son genéticamente diversas,"Dijo Mackay.
"Las líneas juntas reflejan la variación que se encuentra en la naturaleza", agregó Anholt, quien es Profesor Distinguido Provost de Genética y Bioquímica y director de iniciativas de excelencia de la facultad en la Facultad de Ciencias.
"El rasgo de interés aquí es la propensión a consumir cocaína y metanfetamina", dijo Anholt. "La razón por la cual esta parte de que los individuos son genéticamente idénticos es tan importante es que queríamos ver si podíamos caracterizar la variación en la población de moscas".para la propensión inicial a consumir drogas y los cambios en esta propensión a varias exposiciones consecutivas "
Las moscas pudieron elegir entre una solución de sacarosa o una solución de sacarosa con cocaína o metanfetamina en tres exposiciones diferentes.
"Entonces puede desarrollar un ensayo de preferencia: ¿cuánto varía, si observa la diferencia entre el medicamento y la sacarosa, entre las líneas?", Dijo Mackay. "Esa fue una pregunta: ¿tenemos incluso variación genética?¿preferencia? Y la segunda pregunta fue "¿Cambia eso con el tiempo?" La respuesta a ambas preguntas fue sí. Hay una variación genética para la preferencia y sí cambia con el tiempo ".
"La propensión a consumir estos medicamentos o desarrollar preferencia por cualquiera de estos medicamentos depende en gran medida de la composición genética de cada uno de estos individuos", dijo Anholt. "Observamos 46 antecedentes genéticos diferentes. Si observamos tal vezsolo uno o dos de ellos, es posible que no hayamos visto ningún desarrollo de preferencia porque solo ocurre en ciertos contextos genéticos que están predispuestos a desarrollar adicción. Esto, por supuesto, también es muy relevante para los humanos porque en las poblaciones humanas, la propensión adesarrollar adicción al consumo de cocaína también es variante "
El estudio es un comienzo importante para comprender el papel de la genética en la susceptibilidad al consumo de drogas y la adicción. Los resultados muestran que existe una amplia variación genética en el consumo y las preferencias, así como también cambios en el consumo y las preferencias, con exposiciones repetidas tanto a la cocaínay metanfetamina a través de diferentes antecedentes genéticos y esa variación genética para estos rasgos tiene componentes significativos específicos de sexo y drogas. Los hombres y las mujeres demostraron ser genéticamente muy diferentes en su propensión a consumir las drogas.
"Esta es una prueba de concepto", dijo Mackay. "Es un estudio relativamente pequeño, pero muestra un camino a seguir. Y el camino a seguir es a través de la comprensión de las redes genéticas y moleculares que podrían conducir a la identificación de nuevos objetivos terapéuticospara lo cual puede haber agonistas o antagonistas aprobados por la FDA ".
"En este modelo de mosca, tenemos poder estadístico para hacer análisis que son difíciles de hacer en poblaciones humanas", dijo Anholt. "Por ejemplo, el concepto de interacciones gen-gen es extremadamente difícil de estudiar en poblaciones humanas debido a quebajo poder estadístico Mientras que en las moscas, debido a que tenemos tanto control sobre el fondo genético, podemos usar individuos genéticamente idénticos y un control estricto de las condiciones de crecimiento ambiental, y podemos observar las interacciones gen-gen, así como los efectos de diferentes ambientes ensusceptibilidad genética a rasgos particulares "
Anholt dijo que la investigación puede ser seguida con enfoques de ingeniería genética que pueden ver cómo las moscas responden a las perturbaciones genéticas y ambientales de una manera que es imposible de hacer en humanos. Esto podría conducir a la identificación de genes candidatos que podrían ser examinadosen estudios en humanos.
"El enfoque que utilizamos es un enfoque genómico comparativo con potencial de traducción para las poblaciones humanas", dijo.
La caracterización adicional de varios de los genes identificados en el estudio parece implicar neuronas que usan el neurotransmisor dopamina y estructuras en el cerebro de la mosca conocidas como cuerpos de hongos. Los cuerpos de hongos son centros cerebrales integradores que están asociados con modificaciones de comportamiento dependientes de la experiencia.En futuros estudios, el equipo examinará en qué medida la variación en la morfología del cuerpo del hongo se correlaciona con el consumo de drogas y los comportamientos de preferencia.
"Hay algunas correlaciones fuertes que observamos y, por lo tanto, nos gustaría ampliar eso, lo que sugiere que solo los procesos de desarrollo innatos afectarían el comportamiento de una mosca más adelante en la vida", dijo Mackay.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Clemson . Original escrito por Chris Worthy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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