Znanost inspirirana prirodom – putevima vinskih mušica – od privlačnosti voća do istraživanja razvoja ovisnosti
Autor teksta: dr. sc. Ana Filošević Vujnović, mag. chem.
Vinske mušice su kukci iz reda dvokrilaca koji su rasprostranjeni u svim dijelovima Republike Hrvatske, kao i u većini Europe i svijeta. Ove kukce tradicionalno pronalazimo najčešće u blizini voća te vinskih podruma, privučenih mirisnim aromama i produktom alkoholnog vrenja, etanolom. Ali sigurno niste znali da se ove malene životinje približne dužine 3-5 milimetara, već više od jednoga stoljeća koriste u različitim znanstvenim istraživanjima, posebno u istraživanjima živčanoga sustava.
Što je razlog da su mušice toliko zanimljive znanstvenicima? Primarno, mušice imaju kratak razvojni ciklus koji traje oko 14 dana i omogućava testiranje jako velikog broja jedinki u kratkom vremenu, dok im je prosječni životni vijek oko jedan i pol mjesec, a maksimalni tri mjeseca. Kao što je slikom pokazano (dole lijevo) u jednoj kultivacijskoj boci može biti i više stotina mušica, koje ne zauzimaju veliki prostor, jeftine su i jednostavne za uzgoj, i najvažnije, ne podliježu strogim etičkim regulacijama kao što je to slučaj s miševima ili štakorima. Odrasle jedinke imaju 6 nožica, dva krila, dva kompleksa oka crvene boje i surlicu, slično kao slon, pomoću koje sišu hranu s podloge. Ako ste se zapitali, da li mušice vide, čuju, osjete mirise i okuse, odgovor je da. Kako je prikazano na slici (gore lijevo) razlika između mužjaka i ženki je primarno u njihovoj veličini, mužjaci su manji od ženki. Nadalje, za oko vam je sigurno zapala i mušica koja se nalazi na olovci i žustro se čisti s prvim parom nogu (gore lijevo). Uočili ste da ima bijele oči te uvinuta krila, dok su mušice na susjednoj slici crvenih očiju i ravnih krila. Spomenuta obilježja se svakodnevno koriste za praćenje genetskih manipulacija, dok su u prošlosti poslužila kao alat za dokazivanje nasljednih osobina za koje su odgovorni geni.
Kako i zašto mušice u istraživanju ovisnosti? Primarno se testirala prisilna administracija različitih opojnih droga kroz hranu, putem injekcije ili aerosola, čime bi se mušice izložile određenoj dozi testirane supstance. Potom slijedi praćenje aktivnosti koja se poveća, dok im se radi toga spavanje smanji. Da, dobro ste pročitali, mušice kao i mi spavaju po noći, a bude i aktivne su po danu. Aktivnost i spavanje se testira u sustavu koji je prikazan na slici (dolje lijevo). Po jedna mušica se stavi u plastičnu cjevčicu koja na jednome kraju ima hranu s opojnom drogom, a na drugome komad spužve. Sredinom prikazanoga uređaja prolazi zraka svjetlosti koja, kada se radi prelaska mušice prekine, šalje informaciju računalu o broju prelazaka sredine cjevčice u jedinici vremena, što je najčešće jedna minuta. Korištenjem ovog i sličnih pristupa pokazano je da mušice mogu razviti toleranciju što znači da im je potrebna sve veća doza za postizanje istoga efekta intoksikacije mjerenog kao aktivnost, te su na njima testirani različiti geni za koje je pokazano da su povezani s povećanjem aktivnosti nakon uzimanja opojne droge.
Međutim, što mislite da li će mušica odabrati hranu s opojnom drogom kao što je kokain ili onu bez, kada joj se omogući da može slobodno birati? Odgovor je da, mušice svojevoljno konzumiraju otopinu s opojnim drogama te ju preferiraju u odnosu na otopinu bez opojne droge.Trenutno se rade istraživanja na različitim klasama opojnih droga kako bi izučio utjecaj različitih gena, živčanih stanica ili regija mozga na ovu vrstu ponašanja, i naravno utjecaj okolišnih faktora. Jedan zanimljiv podatak je da mušice koje su prethodno provele neko vrijeme u izolaciji smanjuju preferencijalnu konzumaciju opojnih droga u odnosu na one koje su boravile u grupi, dok su prva istraživanja ovisnosti korištenjem ove paradigme bila na etanolu za što se kasnije pokazalo da je primjenjivo i na druge klase opojnih droga.
Slike su vlasništvo Laboratorija za bihevioralnu genetiku, Fakulteta biotehnologije i razvoja lijekova Sveučilišta u Rijeci.