Дрозофилы не любят кокаин, потому что он горький

Наркомания — тяжелое заболевание, ухудшающее здоровье и качество жизни. Более 35 миллионов человек в мире страдают от зависимостей (в Российской Федерации около 1,5 миллиона). Поиск молекулярных механизмов, лежащих в основе аддикций, и путей борьбы с ними остается в приоритете. Ученые из Университета штата Юта выясняли, как влияют на формирование зависимости сигналы от вкусовых рецепторов, на примере плодовой мушки дрозофилы.

Известно, что дрозофилы избегают кокаина, хотя к его воздействию при «недобровольном» потреблении чувствительны — при небольших дозах становятся гиперактивными, у них появляются стереотипные или беспорядочные движения, они часто чистятся, а при высоких дозах становятся неподвижными и погибают. Исследователи подтвердили, что плодовые мушки не стремятся потреблять кокаин: его добавляли в раствор сахарозы, и чем больше была концентрация кокаина, тем меньше — объем выпитого мушками раствора.

Вкус пищи играет важную роль в жизни многих видов дрозофил, которые питаются соком растений и гниющими растительными остатками. На дрозофилах удобно исследовать воздействие этанола и зависимость от него, но вещества с выраженным горьким вкусом они добровольно не употребляют в пищу. Можно было предположить, что и в случае кокаина их отталкивает горечь: вероятно, он и возник в ходе эволюции как инсектицид, горький вкус которого защищал листья коки от поедания насекомыми.

Дизайн экспериментов показывал, что горький вкус воспринимается рецепторами на лапках. Вкусовые сенсиллы плодовой мушки представляют собой волоски особого строения на верхней губе, ножках, яйцекладе, в глотке и на крыльях. Сенсиллы на лапках позволяют дрозофиле «пробовать» пищу перед тем, как ее съесть. В сенсилле находится несколько нейронов, каждый из которых воспринимает определенный вкус. Определяет вкусовую модальность нейрона набор субъединиц белков — вкусовых рецепторов Gr, которые в нем экспрессируются. У дрозофилы их известно 28, на мембране каждого нейрона присутствует лишь часть, однако почти во всех нейронах горького вкуса присутствует белок Gr66a.

Регистрация нейронной активности показала, что кокаин стимулирует нейроны, экспрессирующие Gr66a, в сенсиллах лапок. Избирательное подавление активности этих нейронов приводило к тому, что мушки переставали избегать кокаина и других горьких веществ. Аналогичное действие оказывала мутация, инактивирующая Gr66a. Интересно, что трансгенные мушки, которым «возвращали» утраченный ген, восстанавливали чувствительность к горечи и отвращение к кокаину.

Исследователи проверили, может ли у дрозофилы, не ощущающей горечи, развиться зависимость. Дрозофилы принимали кокаин лишь в низких дозах, однако предпочтение раствора сахарозы с кокаином обычному раствору сахарозы формировалось быстро — всего через 12–18 часов после первого воздействия.

Таким образом, от развития кокаиновой зависимости дрозофил защищает горечь. Связь между индивидуальной вкусовой чувствительностью и потреблением наркотических и опьяняющих веществ описана и у людей. Например, некоторые полиморфизмы в белках рецепторов горького ассоциированы с риском алкогольной зависимости. По мнению авторов, их исследование открывает новые перспективы в выявлении генов риска, которые сложно обнаружить у млекопитающих. Кроме того, дрозофила, у которой может развиться зависимость от кокаина в условиях самостоятельного выбора пищи, может стать ценной моделью для исследований.

Суворексант может снизить риск развития зависимости от опиоидов