Fruitvliegen zijn geknipt voor onderzoek naar cocaïneverslaving. Er is alleen één probleem: de vliegjes houden niet van cocaïne. Wetenschappers hebben daar nu echter iets op bedacht.
Dat is te lezen in het blad Journal of Neuroscience. In het onderzoeksartikel maken de wetenschappers – met gepaste trots – bekend dat het ze gelukt is om fruitvliegen verslaafd te maken aan cocaïne. Het is een doorbraak, die wetenschappers in de toekomst naar verwachting in staat zal stellen om veel beter te begrijpen waarom sommige mensen verslaafd raken aan cocaïne én hoe we die mensen tegen een cocaïneverslaving kunnen beschermen.
Cocaïne
Een cocaïneverslaving is een serieus probleem waar een groeiend aantal mensen mee te maken heeft. Maar niet iedereen is er even vatbaar voor. En eerdere studies onder mensen suggereren voorzichtig dat de vatbaarheid voor een cocaïneverslaving in ieder geval deels gedicteerd wordt door ons DNA. In die studies is namelijk een verband gevonden tussen menselijke genen en cocaïnemisbruik. “Omdat het alleen om een verband, oftewel een correlatie gaat, weten we niet of die genen ook echt een rol spelen in de verslaving,” vertelt onderzoeker Adrian Rothenfluh aan Scientias.nl. Om dat te achterhalen, willen wetenschappers graag aan de slag met fruitvliegen. “Door vergelijkbare genen in die fruitvliegen te manipuleren – wat tegenwoordig heel gemakkelijk gaat – en na te gaan of de vliegen vervolgens sneller van cocaïne gaan houden – of juist niet, kunnen we dan te weten komen of er inderdaad een causaal verband is tussen die genen en een cocaïneverslaving.”
De kracht van de fruitvlieg
Dat onderzoekers uitgerekend naar fruitvliegen kijken – die zo op het eerste oog weinig met mensen gemeen hebben – is goed te verklaren. “Vliegen zijn goedkoop en er zijn er heel veel van,” vertelt Rothenfluh. Bovendien kennen fruitvliegen een snelle levenscyclus, met een generatietijd van ongeveer twee weken. “Dat betekent dat we de mogelijke impact van heel veel verschillende genen op een cocaïneverslaving veel goedkoper en veel sneller kunnen bestuderen dan bijvoorbeeld mogelijk is wanneer we met muizen werken.” En dan zijn er ook genetisch gezien nog de nodige overeenkomsten tussen mensen en fruitvliegen. “Zo’n 75 procent van de genen die bij mensen in verband worden gebracht met ziekte komen ook in fruitvliegen voor. We zijn veel meer fruitvlieg dan we 50 jaar geleden dachten,” grapt Rothenfluh.
Bah, cocaïne
Kortom: de fruitvlieg lijkt geknipt voor meer onderzoek naar de genetische basis van de menselijke hang naar cocaïne. Maar er is dus één probleem. “Vliegen vinden cocaïne helemaal niets,” aldus Rothenfluh. Als een fruitvlieg kan kiezen tussen suikerwater en suikerwater met cocaïne, kiest deze consequent voor het suikerwater. Zelfs wanneer de vlieg eerder al eens cocaïne heeft geconsumeerd en er een beetje high van is geworden (zie kader), wil deze de drug gewoon niet.
Fruitvliegen houden dus niet van cocaïne. Maar als ze het per ongeluk of onder dwang toch consumeren, reageren ze daar ongeveer net zo op als wij mensen. “Bij een lage dosis beginnen ze rond te rennen, net zoals mensen dat doen,” vertelt Rothenfluh. “Bij heel hoge doses functioneren ze niet meer, zoals ook bij mensen het geval is.”
Bitter
Het valt dus niet mee om een fruitvlieg high te maken en omwille van de wetenschap zouden we dat graag anders zien. Reden genoeg voor Rothenfluh en collega’s om uit te zoeken waarom een fruitvlieg geen cocaïne nuttigt en of ze daar misschien iets aan kunnen doen. Het resulteert in een opmerkelijk onderzoek, dat allereerst aantoont dat fruitvliegen geen cocaïne nuttigen, omdat ze het gewoon niet lekker vinden. “Insecten zijn evolutionair geprogrammeerd om giftige stoffen afkomstig uit planten te vermijden,” vertelt onderzoeker Travis Philyaw. “En cocaïne is zo’n gifstof uit planten.” De insecten zijn in staat om die gifstoffen te detecteren met behulp van smaakreceptoren op hun ‘armen’. En onderzoek van Philyaw en collega’s onthult nu dat cocaïne de bitteresmaakreceptoren op die ‘armen’ activeert. En in reactie daarop laten de insecten de cocaïne vervolgens links liggen.
Lekker, een beetje cocaïne!
Zodra de onderzoekers dat helder hadden, pasten ze de fruitvliegjes zodanig aan dat deze niet meer in staat waren om bittere smaken te detecteren, in de hoop dat de vliegjes nu wel cocaïne wilden nuttigen. En dat werkte. Wanneer de aangepaste fruitvliegen konden kiezen uit ‘gewoon’ suikerwater en suikerwater met cocaïne, ontwikkelden ze binnen 16 uur een voorkeur voor suikerwater met cocaïne. Daarbij was het wel belangrijk dat de onderzoekers niet te veel cocaïne in het suikerwater stopten; de vliegen bleken alleen bereid om cocaïne te nuttigen als het in lage concentraties werd geserveerd.
Vervolgstappen
Nu het onderzoekers gelukt is om fruitvliegen aan de cocaïne te krijgen, is het tijd voor het echte werk: uitzoeken of er een genetische basis is voor een cocaïneverslaving. Als vervolgonderzoek uitwijst dat bepaalde genen een fruitvlieg ontvankelijker maken voor een cocaïneverslaving, is de volgende stap om te kijken of dezelfde genen ook knaagdieren aan een cocaïneverslaving kunnen helpen. “En als dat zo is, willen we gaan begrijpen hoe zo’n gen werkt en of er misschien een manier is om het functioneren van zo’n gen te beïnvloeden en zo het effect dat cocaïne op mensen heeft, te veranderen,” legt Rothenfluh aan Scientias.nl uit.
Er is duidelijk nog een lange weg te gaan. Maar het belangrijkste is nu dat onderzoekers de weg vrij hebben weten te maken voor dergelijk vervolgonderzoek, simpelweg door fruitvliegen verslaafd te maken aan cocaïne. “We kunnen nu echt beginnen met onderzoek naar het mechanisme achter de keuze voor cocaïne,” aldus Rothenfluh. “En hoe beter je dat mechanisme begrijpt, hoe groter de kans dat je een behandeling vindt die daarop kan ingrijpen.”
