Zmutowany robak, który nigdy się nie nie upije

Neurobiolodzy z University of Texas opracowali mutację, dzięki której nicienie nie odurzają się alkoholem. Wyniki badań pomogą w opracowaniu leków dla osób uzależnionych.

Według współautora, profesora Jonathana Pierce-Shimomura, jest to pierwsze badanie w którym udało się zablokować wpływ alkoholu na organizm żywy, modyfikując elementy komórki na które wpływa.

Nicień C. elegans jest często wykorzystywanym organizmem modelowym, od badań genetycznych po neurobiologię. Jest też dobrym modelem do obserwacji zatrucia alkoholowego. Pod wpływem tego związku wyraźnie zmienia się jego zachowanie. Porusza się powoli, inaczej się wije i przestaje wytwarzać jaja. To ostatnie jest łatwe w obserwacji, ponieważ są one widoczne przez przeźroczyste ciało i łatwo można je policzyć.

Caenorhabditis elegans trzeźwy i pod wpływem. Rysunek poglądowy od prof. Pierce-Shimomura

Celem naukowców był kanał potasowy BK (SLO-1) w błonie komórkowej. Reguluje on przepływ jonów potasu w komórkach, co zmienia ich właściwości elektrochemiczne. Ma to ogromne znaczenie przy przekazywaniu i regulacji sygnałów elektrycznych komórek nerwowych, mięśniowych, naczyń krwionośnych i układu oddechowego. Kanały BK są powiązane z zatruciem alkoholem u zwierząt, ponieważ ich aktywność jest zmieniana przez tę substancję.

Naukowcom udało wprowadzić do nicieni kod genetyczny ludzkich kanałów BK i tak go zmodyfikować, aby były one niewrażliwe na wpływ alkoholu. Jednocześnie zmienione kanały wykazywały normalną aktywność, więc mutacja nie wpłynęła negatywnie na ich działanie. Jedynym zaobserwowanym efektem była lekko zmieniona wrażliwość kanałów na bodźce elektryczne.

Caenorhabditis elegans wybarwiony Texas red, uwidaczniającym jądra komórkowe. Zdjęcie spod mikroskopu fluorescencyjnego. Wikipedia CC

Celem badania było określenie kierunku projektowania leków dla osób uzależnionych od działania alkoholu. Jest to trudne zadanie, gdyż w przeciwieństwie do kokainy alkohol nie ma określonego celu w układzie nerwowym, lecz działa bardziej ogólnie. Poszczególne aspekty takie jak uzależnienie, tolerancja, głód alkoholowy czy zespoły odstawienie mogą zależeć od różnych mechanizmów oddziałania tego związku.

Profesor Pierce-Shimomura spekuluje, że kierunek takich badań doprowadzi w przyszłości do stworzenia „środka dla Bonda”, który pozwoli szpiegom upić swojego przeciwnika bez efektów dla nich samych. Z mniej fantastycznych zastosowań taki lek będzie niezwykle przydatny w leczeniu alkoholików, przeciwdziałając odurzającym i uzależniającym efektom działania alkoholu.

Należy jednak zaznaczyć, ze to dopiero początek długiej drogi. Sam C.elegans jest bardzo podstawowym modelem. Bardziej rozstrzygające będą badania na myszach, które będą następnym obiektem badań zespołu. Gdy uda się do nich wprowadzić ludzkie zmodyfikowane kanały BK, będzie można zbadać ich wpływ na poszczególne aspekty działania alkoholu, w tym mechanizmy prowadzące do uzależnienia.

Praca została opublikowana w The Journal of Neuroscience

CHCESZ BYĆ NA BIEŻĄCO Z KOLEJNYMI ARTYKUŁAMI? 

>>POLUB NAS NA FACEBOOK<<

Seweryn Frasiński

źródła:

www.utexas.edu

Davis S, Scott L, Hu K, Pierce-Shimomura J. 2014 Conserved Single Residue in the BK Potassium Channel Required for Activation by Alcohol and Intoxication in C. elegans. The Journal of Neuroscience.. DOI:10.1523/JNEUROSCI.0838-14.2014