Sabemos desde hace décadas cómo funciona lo que vemos, lo que oímos y lo que tocamos. La ciencia lleva un siglo cartografiando esos sentidos, de modo que cada señal sensorial tiene una dirección conocida, un recorrido trazado desde el órgano hasta el cerebro. Un par de ejemplos: este mapa de la retina o este de la cóclea. Había una asignatura pendiente: el olfato.
No porque nadie lo hubiera buscado sino porque el sistema olfativo tiene una complejidad descomunal: más de mil tipos distintos de receptores y veinte millones de neuronas en la nariz de un ratón. Un caos biológico al que un equipo de investigación de Harvard ha logrado dibujarle un mapa.
Lo que dice el mapa. El equipo científico ha descubierto que las neuronas olfativas no están distribuidas al azar en la cavidad nasal, sino que forman un código espacial basado en franjas solapadas organizadas por el tipo de receptor y que se distribuyen de la parte superior a la inferior de la nariz. Este patrón es prácticamente idéntico en todos los animales estudiados, de modo que se trata de una arquitectura biológica conservada y reproducible.
Lo más sorprendente es que esta disposición en bandas es un espejo del mapa del bulbo olfativo en el cerebro. Es decir, existe una continuidad topográfica: la posición de una neurona en la nariz determina exactamente a qué zona del cerebro enviará su señal. Esto significa que el cerebro "lee" los olores basándose en parte en la ubicación geográfica de la célula que detectó la molécula.
Havard
Por qué es importante. Porque es la pieza que faltaba para entender la neuroplasticidad y la regeneración del olfato. En la práctica, porque la pérdida del olfato carece en la actualidad de tratamientos eficaces: al conocer el diseño original del sistema, los investigadores pueden ahora entender por qué fallan las conexiones tras un traumatismo o una infección viral, algo que puso de manifiesto el COVID-19. Si no se entiende la arquitectura del sistema, la regeneración va a ciegas. Como destaca Sandeep Robert Datta, neurobiólogo del Blavatnik Institute de Harvard e investigador principal del paper, sin entender este mapa, los intentos de desarrollar nuevos tratamientos están condenados al fracaso.
Contexto. El olfato de los mamíferos es un sistema complejo. En el caso del ratón, cuenta con 20 millones de neuronas olfativas, cada una expresando uno de más de un millar de tipos de receptores distintos. Para hacernos a la idea, la visión en colores humana apenas se sustenta en tres tipos de fotorreceptores. Esta complejidad hizo que durante décadas la ciencia tendiera a asociar la distribución de los receptores de forma aleatoria.
A Linda Buck y Richard Axel descubrir los receptores olfativos en 1991 les valió el Premio Nobel de medicina en 2004, pero eso nos dijo qué detectaba los olores, no dónde ni cómo se organizaban. La buena noticia es que con los avances de la biología molecular hoy en día es posible analizar células individuales en su posición original mediante técnicas como la transcriptómica espacial.
Cómo lo han hecho. El equipo de Harvard analizó aproximadamente 5,5 millones de neuronas procedentes de más de 300 ratones combinando dos técnicas: la secuenciación unicelular para saber qué receptor expresa cada neurona y la transcriptómica espacial para saber exactamente dónde está situada en el tejido.
El estudio también identificó el mecanismo que construye ese mapa: el ácido retinoico. Al manipular los gradientes químicos de ácido retinoico durante el desarrollo embrionario, observaron que las franjas de estos receptores se desplazaban, confirmando que este ácido funciona como una especie de GPS molecular que indica a cada neurona dónde posicionarse y qué receptor expresar.
Sí, pero. La primera gran limitación del estudio es evidente: se ha hecho en ratones, por lo que como el propio equipo de investigación reconoce, aún no saben si la misma organización aplica en humanos. Aunque el sistema olfativo de los mamíferos se conserva en su mayoría, los seres humanos tenemos significativamente menos receptores funcionales (aproximadamente 350 frente a los más de 1.000 del ratón) y una anatomía nasal distinta, por lo que la existencia de estas franjas en humanos aún debe ser validada experimentalmente.
Además, aunque el mapa explica el dónde, aún no explica totalmente el porqué de ese orden específico. No sabemos si las franjas están agrupadas por la estructura química de los olores o por su relevancia biológica, por ejemplo el olor de la comida frente a olores de peligro. Resolver qué lógica obedece ese orden es el siguiente gran reto.
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Portada | Angela Roma y Datta Lab
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La noticia El COVID nos recordó por las malas lo poco que sabemos del olfato: acabamos de descubrir su propio "Google Maps" fue publicada originalmente en Xataka por Eva R. de Luis .
☞ El artículo completo original de Eva R. de Luis lo puedes ver aquí
