Genes de moscas-das-frutas são modificados para torná-las viciadas em cocaína

A mosca-das-frutas (Drosophila melanogaster) é o animal perfeito para os cientistas: são criaturas simples que se reproduzem rapidamente, sem quaisquer condições especiais. Além disso, embora possam parecer muito diferentes de nós, a verdade é que 75% dos genes associados a certas doenças humanas têm um equivalente no genoma da mosca-das-frutas. Não é de surpreender que esta espécie tenha acumulado vários Prêmios Nobel em seu registro científico e seja um dos organismos mais estudados.

Com esse histórico, um grupo de pesquisadores liderado por Adrian Rothenfluh, professor associado de psiquiatria da Universidade de Utah, selecionou-os para um experimento pioneiro. O objetivo: criar moscas geneticamente predispostas à dependência de cocaína, uma substância que, como os autores descobriram, as repele. A análise desses insetos modificados pode ser fundamental para futuros tratamentos em humanos. Os resultados acabam de ser publicados no Journal of Neuroscience .

Estudos anteriores revelaram que humanos e moscas-das-frutas compartilham muitos dos mesmos genes que impulsionam o uso e o vício em álcool. "Portanto, era razoável pensar que os genes implicados no vício em cocaína em humanos também poderiam estar envolvidos neste modelo de mosca-das-frutas", diz Rothenfluh.

Os pesquisadores começaram descobrindo o quanto a cocaína poderia ser apreciada pelas moscas-das-frutas. Para isso, montaram um experimento no qual os indivíduos do teste tiveram que escolher entre água com açúcar e água com açúcar misturada com a droga. As moscas foram claras: não gostavam dessa substância narcótica e sempre escolhiam a bebida não adulterada. "Precisávamos entender por que as moscas não consumiam cocaína e se havia uma maneira de contornar essa barreira", observam os autores.

Após várias análises, eles suspeitaram que a resposta poderia estar no paladar das moscas. "Os insetos são evolutivamente programados para evitar toxinas vegetais, e a cocaína é uma toxina vegetal", diz Travis Philyaw, o primeiro autor do artigo, agora pesquisador da Universidade de Washington, que conduziu a pesquisa como aluno de pós-graduação no laboratório de Rothenfluh. "Elas têm receptores gustativos em seus 'braços' (segmentos do tarso) para que possam tocar em algo antes de colocá-lo na boca e decidir: 'Não vou tocar nisso'."

Observando como os nervos sensoriais das moscas respondiam à cocaína, os pesquisadores descobriram que esse composto ativa fortemente os receptores de sabor amargo nos segmentos tarsais dessa espécie. Quando os pesquisadores silenciaram a atividade desses nervos para que não pudessem perceber sabores amargos, elas começaram a desenvolver uma preferência por água com açúcar com cocaína em vez de água com açúcar pura.

No entanto, a dose era importante, pois as moscas só consomem cocaína voluntariamente em baixas concentrações; mesmo assim, elas desenvolveram seu "vício" notavelmente rápido, em menos de 16 horas após a primeira exposição.

Eles também encontraram muitas semelhanças entre moscas e humanos após o uso de cocaína: quando testadas nessas pequenas quantidades, elas se tornavam mais frenéticas e agitadas, assim como os humanos. "Em doses muito altas, elas ficam incapacitadas, o que também acontece em humanos", observa Rothenfluh.

Embora se saiba que a herança genética em humanos tem um forte impacto no risco de desenvolver transtorno por uso de cocaína, o grande número de genes implicados no risco de dependência dificulta a determinação dos melhores alvos para terapia. Com seu novo modelo de mosca-das-frutas para o transtorno por uso de cocaína, os pesquisadores esperam desvendar a biologia da dependência e encontrar terapias melhores muito mais rápido do que era possível anteriormente.

Os pesquisadores afirmam que seu trabalho nos ajudará a entender o vício em humanos. Agora que os cientistas podem estudar o processo em moscas-das-frutas, eles podem acelerar significativamente o processo de novas descobertas, estudando centenas de genes potencialmente relevantes em um período de tempo muito mais curto.

“Podemos escalar a pesquisa sobre moscas muito rapidamente”, diz Philyaw. “Podemos identificar genes de risco que podem ser difíceis de descobrir em organismos mais complexos e, então, podemos repassar essas informações para pesquisadores que trabalham com modelos de mamíferos. Eles podem então descobrir alvos terapêuticos que facilitam a transição do estudo do comportamento animal para o desenvolvimento de terapias humanas.” Rothenfluh concorda: “Podemos realmente começar a entender os mecanismos de seleção da cocaína, e quanto mais entendermos o mecanismo, maior a chance de encontrar uma terapia que possa atingi-lo.”

Além de buscas terapêuticas específicas, Rothenfluh afirma que a pesquisa básica sobre o funcionamento da mente humana — e da mosca-das-frutas — pode ter impactos inesperados. "Simplesmente tentar entender o cérebro pequeno e simples da mosca pode nos fornecer insights imprevisíveis", enfatiza. "A ciência básica é importante, e nunca se sabe quais descobertas empolgantes podem impactar nossa compreensão da condição humana."