{"id":84223,"date":"2009-01-01T00:00:00","date_gmt":"2009-01-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2009\/01\/01\/los-misterios-de-los-aromas\/"},"modified":"2017-01-19T15:20:38","modified_gmt":"2017-01-19T17:20:38","slug":"los-misterios-de-los-aromas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/los-misterios-de-los-aromas\/","title":{"rendered":"Los misterios de los aromas"},"content":{"rendered":"

\"016-021_Cheiros_155\"<\/a>No es necesario ponerse delante del horno para saber cu\u00e1l ser\u00e1 el postre de la cena. De la masa de la tarta se desprenden mol\u00e9culas de olor que se expanden por el aire, penetran en las narinas y alcanzan un grupo especial de c\u00e9lulas en el sector interno de la nariz, cercano con la base del cr\u00e1neo, disparando mensajes qu\u00edmicos que permiten al cerebro descifrar el sabor de la tarta: manzana, con una pizca de canela. Sin olfato no existe placer al comer: el repertorio de la lengua se limita a salado, dulce, amargo, \u00e1cido y umami el sabor del glutamato monos\u00f3dico, el Ajinomoto japon\u00e9s. La capacidad para percibir aromas es lo que otorga sentido a los condimentos y hierbas arom\u00e1ticas, y que permite distinguir entre un jugo de naranja y uno de anan\u00e1s. En los \u00faltimos a\u00f1os comenz\u00f3 a conocerse m\u00e1s detalladamente c\u00f3mo es que el sistema olfativo descifra los olores y permite, por ejemplo, que se distinga, s\u00f3lo por el aroma, una rosa de un jazm\u00edn, o un vaso de leche en buen estado de otro con leche cortada. Parte de esos descubrimientos se deben al trabajo de la bioqu\u00edmica Bettina Malnic, del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQ-USP).<\/p>\n

Durante los \u00faltimos a\u00f1os, Bettina descifr\u00f3 lo que podr\u00eda denominarse c\u00f3digo de los olores, o sea, c\u00f3mo es que las diferentes mol\u00e9culas de olor interact\u00faan con las neuronas y disparan las informaciones que ser\u00e1n interpretadas por el cerebro, permitiendo a los seres humanos distinguir un repertorio con miles de olores. Ella descubri\u00f3 que cada mol\u00e9cula de olor se encaja en varios tipos de prote\u00ednas en la superficie de las neuronas del fondo de la nariz. Resulta como si cada mol\u00e9cula de olor fuese como una min\u00fascula estrella en la que no todas sus puntas fueran iguales y cada punta diferente presenta afinidad con un receptor. Cada receptor, a su vez, puede recibir estrellas con composiciones distintas, siempre y cuando alguna de las puntas posea las caracter\u00edsticas necesarias para encajar en \u00e9l.<\/p>\n

Esa constataci\u00f3n llev\u00f3 a la investigadora a concluir que el sistema nervioso reconoce cada mol\u00e9cula mediante el conjunto de receptores espec\u00edficos en los cuales ella se encaja, y no mediante s\u00f3lo uno de ellos. El c\u00f3digo de combinaciones aumenta en gran medida el repertorio del olfato humano. Si cada mol\u00e9cula se conectase con un \u00fanico receptor, s\u00f3lo ser\u00edamos capaces de identificar alrededor de 400 olores el n\u00famero aproximado de tipos de receptores distintos que existen en la nariz humana. As\u00ed, ella abri\u00f3 las puertas para descifrar el c\u00f3digo que rige la percepci\u00f3n olfativa humana.<\/p>\n

Bettina comenz\u00f3 a trabajar en esa l\u00ednea de investigaci\u00f3n aun naciente casi por casualidad, cuando en 1996 fue a hacer un posdoctorado en el Centro M\u00e9dico de Harvard, en Estados Unidos. La idea inicial era dedicarse a otro tema, pero se maravill\u00f3 con el trabajo de la neurocient\u00edfica Linda Buck, qui\u00e9n cinco a\u00f1os antes identificara los genes de los receptores olfativos y estimara que existir\u00edan algo m\u00e1s de mil tipos diferentes de esos receptores en las narices de los mam\u00edferos. La importancia de este descubrimiento, realizado mientras Linda trabajaba en el laboratorio de Richard Axel en la Universidad de Columbia, en Nueva York, fue oficialmente reconocida en 2004 cuando el d\u00fao norteamericano recibi\u00f3 el Premio Nobel de Medicina y Fisiolog\u00eda. Por su contribuci\u00f3n a lo que se conoce acerca de c\u00f3mo los animales identifican los olores, Bettina recibi\u00f3 una invitaci\u00f3n de Linda para participar de la ceremonia de entrega del premio.<\/p>\n

Orfanato molecular
\n<\/strong>Con 400 tipos diferentes, los receptores olfativos constituyen la mayor familia de prote\u00ednas del organismo humano. Aun as\u00ed, es peque\u00f1a si se la compara con la de los mam\u00edferos que dependen del olfato para sobrevivir: esos 400 corresponden a un tercio de la capacidad de los ratones y la mitad de los que definen el celebrado olfato canino. Hasta el comienzo del trabajo de Bettina en Estados Unidos, dichos receptores todav\u00eda eran hu\u00e9rfanos el t\u00e9rmino utilizado por los especialistas para indicar que ellos no pose\u00edan colaboradores conocidos. En el transcurso de casi cuatro a\u00f1os, ella identific\u00f3 los olores que se encajan en 14 de esos receptores. Adem\u00e1s de reducir la cantidad de hu\u00e9rfanos y descubrir que el cerebro reconoce combinaciones y no receptores espec\u00edficos, Bettina confirm\u00f3 que cada neurona olfativa s\u00f3lo produce receptores de un mismo tipo. Miles de ellos.<\/p>\n

El proceso para arribar a esos descubrimientos era trabajoso y lento. En el laboratorio, ella expon\u00eda neuronas olfativas de ratones a una mol\u00e9cula de olor espec\u00edfica por vez. Pronto cont\u00f3 con la ayuda de un grupo de japoneses expertos en detectar, mediante un colorante color rosado, cu\u00e1les eran las c\u00e9lulas activadas por la mol\u00e9cula. En Jap\u00f3n, ellos extra\u00edan cada una de las neuronas activadas y las enviaban nuevamente hacia Estados Unidos para que Bettina pudiese identificar el tramo de ADN con la receta para el receptor, que de este modo era identificado.<\/p>\n

Bettina es la \u00fanica especialista brasile\u00f1a en funcionamiento molecular de las neuronas olfativas, adem\u00e1s de los investigadores que ella misma form\u00f3 desde el\u00a0 a\u00f1o 2000, cuando cre\u00f3 el Laboratorio de Neurociencia Molecular en el IQ-USP. Recientemente, ella desarroll\u00f3 un m\u00e9todo m\u00e1s eficaz para trazar un mapa de la percepci\u00f3n de los olores bas\u00e1ndose en una prote\u00edna que identific\u00f3 en 2005, con ayuda de Luiz Eduardo von Dannecker y Adriana Mercadante. Esta es la Ric-8B, que pr\u00e1cticamente s\u00f3lo existe en las neuronas olfativas siempre asociada con los receptores descubiertos por Linda Back. Luego de pasar tres a\u00f1os investigando el funcionamiento de esa prote\u00edna, el grupo de la USP cuenta ahora con una mejor idea de c\u00f3mo es que ella funciona. Los resultados m\u00e1s recientes, publicados en julio de 2008 en la revista Molecular and Cellular Neuroscience que forman parte de la tesis doctoral de Daniel Kerr, muestran que la Ric-8B interact\u00faa con diversas subunidades de otra prote\u00edna la G olfativa (Golf)-, hasta entonces considerada la principal responsable de activar la cascada bioqu\u00edmica que activa las neuronas del olfato. La Ric-8B amplifica la acci\u00f3n de la Golf, tornando perceptible la activaci\u00f3n de las neuronas, explica Bettina.<\/p>\n

Adem\u00e1s de resultar esencial para incrementar la sensibilidad para percibir aromas sutiles, esa amplificaci\u00f3n tambi\u00e9n permite a los investigadores detectar actividad en los receptores olfativos en laboratorio. Para mejorar la eficiencia con la que asocia receptores y mol\u00e9culas, ella est\u00e1 desarrollando un ingenioso m\u00e9todo que present\u00f3 en agosto pasado en el Congreso Brasile\u00f1o de Farmacolog\u00eda y Terap\u00e9utica Experimental, en \u00c1guas de Lindoia (S\u00e3o Paulo – Brasil), y ser\u00e1 publicado a la brevedad en la revista Annals of teh New Cork Academy of Sciences. Ella pretende distribuir c\u00e9lulas entre los 96 compartimentos de una bandeja pl\u00e1stica similar a una cubitera en miniatura, d\u00f3nde podr\u00e1 de una vez presentar 96 tipos de mol\u00e9culas de olor a las c\u00e9lulas con un mismo receptor o probar la reacci\u00f3n de diferentes receptores para un mismo aroma. Los investigadores agregaron a la receta una prote\u00edna que produce una sustancia fluorescente cuando las c\u00e9lulas son activadas. Entonces bastar\u00e1 exponer la placa en un lector de fluorescencia para identificar en qu\u00e9 compartimentos hubo activaci\u00f3n. Ese m\u00e9todo acelerar\u00e1 el trabajo, antes muy lento, y que dif\u00edcilmente podr\u00eda aplicarse en gran escala.<\/p>\n

Ser\u00eda un experimento sencillo si se tratase s\u00f3lo de eso. Como no resulta posible utilizar las propias neuronas olfativas, en las cuales no se conocen de antemano cu\u00e1les receptores se hallan presentes, Bettina tuvo que desarrollar una t\u00e9cnica para fabricar las c\u00e9lulas experimentales: cultivar c\u00e9lulas renales humanas en las cuales inserta las instrucciones gen\u00e9ticas para producir un determinado receptor olfativo. Aunque ya se contaba con el conocimiento para mantener y manipular esas c\u00e9lulas en laboratorio, en un primer momento fue dif\u00edcil lograr que se comportasen como neuronas. El receptor quedaba dentro de la c\u00e9lula y no se desplazaba hacia la membrana, donde precisaba localizarse para tener contacto con los olores presentes en el aire, explica la bioqu\u00edmica.<\/p>\n

Quien resolvi\u00f3 el problema fue el japon\u00e9s Hiroaki Matsunami, contempor\u00e1neo de Bettina en el laboratorio de Linda Back y actualmente radicado en la Universidad Duke, en Estados Unidos. As\u00ed como la brasile\u00f1a, \u00e9ste present\u00f3 resultados recientes de su trabajo, en el mes de julio, en la ciudad estadounidense de San Francisco, en el marco del Simposio Internacional de Olfato y Paladar (cuyo mejor patrocinador es la empresa Ajinomoto Co.). Independientemente de Bettina, \u00e9l descubri\u00f3 otra prote\u00edna esencial para la percepci\u00f3n de los olores. Es la prote\u00edna transportadora del receptor (RTP), que ayuda a conducir los receptores de la regi\u00f3n en la que se produce, en el interior de la neurona, hacia la superficie de la c\u00e9lula. En un art\u00edculo publicado en agosto en la revista Nature Protocols, Matsunami revel\u00f3 que basta implantarla en c\u00e9lulas junto con el gen que codifica un receptor para que \u00e9ste migre hacia la superficie de la c\u00e9lula.<\/p>\n

Bettina inserta la RTP en las c\u00e9lulas renales. Con todo, sin acrecentar la Ric-8B que amplifica la activaci\u00f3n, no consegu\u00eda detectar la reacci\u00f3n de la c\u00e9lula experimental a las mol\u00e9culas de olor. Con el sistema completo, ella considera que durante el pr\u00f3ximo a\u00f1o, ello la ayudar\u00e1 para sacar de la orfandad a buena parte de los receptores olfativos. Contamos con la secuencia gen\u00e9tica de todos los receptores en el banco de datos del Proyecto genoma Humano, afirma la investigadora, qui\u00e9n pretende iniciar esa nueva fase de experimentos evaluando los receptores humanos que no existen en ratones o perros alrededor de 20- para verificar cu\u00e1les sustancias son las que ellos reconocen.<\/p>\n

Ahora que ya se sabe c\u00f3mo funciona la Ric-8B en c\u00e9lulas in vitro, uno de los pr\u00f3ximos pasos es investigar su funci\u00f3n en ratones vivos. Para ello, Bettina contrat\u00f3 los servicios del Centro de Desarrollo de Modelos Experimentales para Medicina y Biolog\u00eda de la Universidad Federal de S\u00e3o Paulo (Unifesp), que criar\u00e1 ratones con alteraciones en los genes responsables de la producci\u00f3n de la Ric-8B y verificar si, sin esa prote\u00edna amplificadora, los animales mantienen su sensibilidad olfativa intacta.<\/p>\n

Olfato en evoluci\u00f3n
\n<\/strong>La identificaci\u00f3n de las mol\u00e9culas de olor que se encajan en cada receptor y la comprensi\u00f3n de c\u00f3mo funcionan las v\u00edas olfativas puede ayudar a esclarecer un misterio que intriga a los investigadores del \u00e1rea: c\u00f3mo la capacidad de detectar aromas se alter\u00f3 en el curso de la evoluci\u00f3n de las especies. Un art\u00edculo de revisi\u00f3n escrito por Masatoshi Nei, un renombrado especialista en teor\u00eda evolutiva de la Universidad del Estado de Pennsylvania, Estados Unidos, y publicado en 2008 en la revista Nature Reviews Genetics, analiza la influencia del azar y de la necesidad evolutiva de los receptores del gusto y el olfato. Nei revela que los seres humanos y los chimpanc\u00e9s poseen repertorios olfativos de similar tama\u00f1o que fueron disminuyendo a lo largo de la evoluci\u00f3n: ambas especies cuentan con alrededor de 800 genes para producir receptores olfativos, pero menos de la mitad de ellos son funcionales. La otra mitad perdi\u00f3 la funci\u00f3n original son los denominados seudogenes. Comparados con el hombre, los ratones poseen el triple de genes activos, alrededor de 1.200, adem\u00e1s de casi 400 que dejaron de funcionar en el curso de la evoluci\u00f3n. Los investigadores que estudian la evoluci\u00f3n del olfato consideran que las especies que dependen en menor medida del olfato en el transcurso del tiempo acumularon mutaciones y perdieron la funci\u00f3n de ciertos genes. Es el caso de los hombres y los chimpanc\u00e9s, que cuentan, para enfrentar los desaf\u00edos cotidianos, con una visi\u00f3n n\u00edtida, en colores y que permite la percepci\u00f3n en profundidad.<\/p>\n

La bi\u00f3loga estadounidense Barbara Trask, del centro Fred Hutchinson de Investigaci\u00f3n sobre el C\u00e1ncer, con sede en Seattle, encontr\u00f3 pistas para la explicaci\u00f3n de c\u00f3mo surgen variaciones en la sensibilidad a los olores. Su grupo revis\u00f3 el genoma humano en b\u00fasqueda de alteraciones en el conjunto de genes relacionados con los receptores olfativos. Hall\u00f3 gran variaci\u00f3n en el n\u00famero de copias, que surge cuando partes del material gen\u00e9tico son duplicadas y permanecen en el genoma. El gen para un determinado receptor olfativo puede copiarse innumerables veces y cada copia puede sufrir modificaciones. El proceso puede permitir que se creen nuevos receptores o, por el contrario, originar tantos cambios que el gen se torna inviable. En un art\u00edculo publicado en agosto en el American Journal of Human Genetics, el grupo de Barbara expresa que encontr\u00f3 un n\u00famero de copias variable en 16 de los genes funcionales para receptores olfativos. En casos extremos, las mutaciones en genes de receptores olfativos pueden tornar a las personas insensibles a ciertos aromas una condici\u00f3n conocida como anosmia. Pero cuando origina cambios menos dr\u00e1sticos, esa variaci\u00f3n genera diferencias en c\u00f3mo las personas perciben los olores. De ese modo, los estudios gen\u00e9ticos tal vez logren revelar si dos personas que aspiran un aroma de la misma taza de caf\u00e9 o comen un mismo trozo de pastel presentan id\u00e9nticas sensaciones. Como dice Bettina en el libro O cheiro das coisas [El aroma de las cosas], publicado en 2008 por editorial Vieira & Lent, dos personas pueden ser diferentes en la manera de oler el mundo.<\/p>\n

Del ADN al cerebro
\n<\/strong>La bioqu\u00edmica de la USP tambi\u00e9n se halla interesada en los misterios del genoma. Ella intenta entender aquello que regula la actividad de los genes que producen los receptores de los olores. Todas las neuronas olfativas poseen el mismo conjunto de genes dentro de sus n\u00facleos, pero cada uno de ellos s\u00f3lo produce un tipo de receptor en los seres humanos, una elecci\u00f3n de una entre 400 opciones. C\u00f3mo elije cada c\u00e9lula cu\u00e1l receptor presentar a la nariz a\u00fan es un misterio, pero en un art\u00edculo publicado en 2006 en la revista Genoma Research, Bettina indica por d\u00f3nde comenzar la b\u00fasqueda de respuestas. Junto con los doctorandos Jussara Michaloski y Pedro Galante, ella analiz\u00f3 198 genes de receptores olfativos de ratones y demostr\u00f3 que todos poseen tramos de ADN semejantes. Seg\u00fan la investigadora, las caracter\u00edsticas y la ubicaci\u00f3n de esos segmentos indican que ellos funcionan como blanco para las mol\u00e9culas responsables de unir o separar cada gen. Del mismo modo que los interruptores de las luces deben presentar caracter\u00edsticas similares para que un visitante reconozca su funci\u00f3n, los interruptores gen\u00e9ticos tambi\u00e9n precisan poseer elementos en com\u00fan.<\/p>\n

Existen mucho m\u00e1s que genes y receptores para armar un mapa completo de los olores en el cerebro. El trabajo de Linda Back y Richard Axel demostr\u00f3 que las proyecciones de las neuronas olfativas con receptores similares se re\u00fanen en nervios antes de alcanzar el bulbo olfativo, una estructura alargada ubicada en la regi\u00f3n frontal inferior del cerebro. Por consiguiente, el bulbo humano se divide en alrededor de 400 regiones los glom\u00e9rulos-, cada una de ellas activada por un \u00fanico tipo de receptor de olor. El p\u00f3ster producido por la Fundaci\u00f3n Nobel en 2004 presenta la ilustraci\u00f3n de una cabeza en la cual aparece el sistema nervioso olfativo, mostrando c\u00f3mo las innumerables proyecciones que tapizan la nariz se unen en nervios antes de llegar al bulbo olfativo. Pero la imagen no muestra lo que existe despu\u00e9s del bulbo, tal como si el trayecto acabase all\u00ed. Para descubrir c\u00f3mo llega la informaci\u00f3n al cerebro ser\u00eda necesario visualizar una sustancia que pase de una neurona a otra, pero no existe todav\u00eda un buen m\u00e9todo para realizar eso, explica Bettina. La ganadora del Premio Nobel, ahora radicada en el Centro Fred Hutchinson de Investigaci\u00f3n sobre el C\u00e1ncer, justamente se encuentra abocada a desarrollar esa t\u00e9cnica.<\/p>\n

Lo que se conoce es que las neuronas olfativas finalmente activan regiones diferentes del cerebro tales como el c\u00f3rtex olfativo, responsable de la identificaci\u00f3n de los olores, el hipot\u00e1lamo, que influye sobre comportamientos tales como el apetito o el impulso sexual, la am\u00edgdala, que ata\u00f1e a las emociones y el hipocampo, de importancia para la formaci\u00f3n de la memoria olfativa. Es esa anatom\u00eda compleja, la que hace que un perfume evoque recuerdos de la infancia, que el aroma de un pastel saliendo del horno estimule el apetito y que las mujeres que viven juntas comiencen a presentar ciclos menstruales sincronizados sin percatarse de los aromas hormonales que pululan en el aire.<\/p>\n

Los c\u00f3digos de los aromas<\/strong><\/p>\n

Las mol\u00e9culas de olor son como estrellas de puntas coloridas. Cada extremo se conecta s\u00f3lo con un receptor olfativo espec\u00edfico amarillo con amarillo, rojo con rojo-, en el fondo de la nariz. Las estrellas multicolores pueden de este modo encajarse en diversos receptores, y en cada tipo de receptor pueden recalar estrellas distintas, siempre que por lo menos una de las puntas presente el color adecuado.<\/p>\n

El Proyecto
\n<\/strong>Receptores acoplados a la prote\u00edna G y sensaci\u00f3n qu\u00edmica (07\/50743-9<\/a>); Modalidad:\u00a0<\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinadora:\u00a0<\/strong>Bettina Malnic – (IQ-USP);\u00a0Inversi\u00f3n:\u00a0<\/strong>R$ 367.190,09<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nKERR, D.S. et al.<\/em> Ric-8B interacts with G\u03b1olf and G\u03b313 and colocalizes with G\u03b1olf, G\u03b21 and G\u03b313 in the cilia of olfactory sensory neurons<\/a>. Molecular and Cellular Neuroscience.<\/strong> v. 38, n. 3, p. 341-348. Julio 2008.
\nVON DANNECKER, L.E.C.\u00a0et al<\/em>. Ric-8B promotes functional expression of odorant receptors.<\/a> PNAS<\/strong>. v. 103, n. 24, p. 9.310-9.314. Junio 2006.
\nMALNIC, B. Searching for the ligands of odorant receptors<\/a>. Molecular Neurobiology.<\/strong> v. 35, n. 2, p. 175-181. Abril 2007.
\nMALNIC, B. et al.<\/em> Combinatorial receptor codes for odors<\/a>. Cell<\/strong>. v. 96, n. 5,\u00a0p. 713-723. Marzo 1999.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una brasile\u00f1a descubre las bases neurol\u00f3gicas y gen\u00e9ticas del olfato","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[179],"tags":[319],"coauthors":[1601],"class_list":["post-84223","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tapa","tag-neurociencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84223","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=84223"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84223\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84223"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84223"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84223"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84223"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}