Ao longo do último século, cientistas mapearam vários dos sistemas sensoriais do corpo em detalhes microscópicos, descobrindo que as células que processam visão, audição e tato estão organizadas em padrões espaciais previsíveis.
Tem sido muito mais difícil navegar pela paisagem complexa do nariz, com sua enorme variedade de receptores de cheiro. Durante anos, muitos cientistas acreditaram que esses receptores estavam distribuídos de forma praticamente aleatória.
Agora, duas equipes de cientistas conseguiram mapear o nariz de um camundongo. Usando técnicas avançadas de sequenciamento genético e imagem, os pesquisadores descobriram que cada um dos 1.100 tipos diferentes de receptores olfativos no nariz do camundongo ocupava uma posição distinta e previsível, consistente de camundongo para camundongo.
As descobertas, publicadas em dois artigos na revista Cell na terça-feira, representam os primeiros mapas abrangentes e detalhados dos receptores de odor no nariz. Elas sugerem que mapas topográficos podem ser tão fundamentais para o olfato quanto são para outros sentidos.
“A organização da informação no espaço é um princípio organizador fundamental para todos os sistemas sensoriais, e é isso que, até agora, tornava o olfato super estranho”, disse Sandeep Robert Datta, neurobiólogo da Universidade Harvard e autor de um dos novos artigos. “Nós, até certo ponto, revelamos esse mapa há muito perdido do olfato.”
Os cientistas ainda não demonstraram que o mesmo tipo de mapa existe no nariz humano e ainda não entendem por que os receptores estão organizados da forma que estão. Mas a pesquisa lança luz sobre como o sistema olfativo se desenvolve e abre caminho para uma melhor compreensão de um sentido frequentemente negligenciado.
“Ter essa compreensão abrangente, essa ampla compreensão da organização do sistema olfativo principal é absolutamente essencial para entender como processamos o cheiro”, disse Catherine Dulac, bióloga molecular e neurocientista em Harvard e autora do outro artigo.
Mapas topográficos preservam informações sensoriais importantes sobre o mundo e ajudam o cérebro a processar essas informações de forma mais eficiente. No ouvido e no córtex auditivo, por exemplo, células adjacentes detectam frequências sonoras adjacentes. No olho e no córtex visual, neurônios vizinhos processam informações de pontos vizinhos no campo visual.
Mas os cientistas não conseguiram detectar mapas equivalentes no nariz, que contém uma variedade impressionantemente diversa de receptores olfativos. Esses receptores são proteínas com formatos especiais que ficam na superfície dos neurônios e se ligam a moléculas de odor complementares. Os humanos têm várias centenas de tipos diferentes desses receptores, mas algumas espécies, incluindo camundongos, têm 1.000 ou mais. Cada tipo de receptor se liga a um conjunto diferente de moléculas de odor, e cada neurônio no nariz carrega apenas um tipo de receptor.
Os cientistas haviam descoberto anteriormente que o nariz poderia ser dividido em várias zonas amplas, contendo diferentes conjuntos de receptores olfativos. Mas dentro dessas zonas, os especialistas acreditavam há muito tempo, os receptores estavam distribuídos aleatoriamente. “Basicamente, a impressão era: ‘As coisas são super aleatórias, e você não pode fazer nenhuma previsão, e não há estrutura espacial real no nariz'”, disse Datta.
Em seu novo estudo, Datta e seus colegas analisaram neurônios de narizes de camundongos para determinar exatamente quais genes —dos muitos no genoma do camundongo— estavam ativos, ou expressos, em cada neurônio individual.
Esses dados revelaram qual receptor olfativo específico cada neurônio estava expressando. Mas os cientistas também identificaram centenas de genes adicionais, com uma variedade de funções diferentes, cuja atividade parecia variar de neurônio para neurônio, dependendo de qual tipo de receptor estava presente.
Alguns desses genes eram conhecidos por serem ativos apenas em certas regiões do nariz, enquanto outros eram conhecidos por ajudar a guiar o desenvolvimento dos neurônios no espaço físico. Os pesquisadores levantaram a hipótese de que esses genes poderiam ajudar a determinar qual receptor qualquer neurônio expressaria —e que poderiam fazer isso com base em onde esse neurônio estava localizado no espaço físico.
Para testar sua hipótese, os pesquisadores analisaram amostras maiores de tecido nasal de camundongos, usando tecnologia avançada de imagem espacial para identificar onde, no espaço físico, esses vários genes eram expressos.
A equipe de Dulac estava usando a mesma tecnologia de imagem para um projeto separado, parte de um esforço financiado pelo governo federal para construir um atlas celular detalhado de todo o cérebro do camundongo. Para seu estudo, Dulac e seus colegas mapearam a expressão de genes de receptores olfativos em amostras de tecido tanto do nariz quanto do bulbo olfativo, que é a estrutura cerebral que recebe informações do nariz. (A equipe de Datta incorporou alguns desses dados em sua pesquisa, mas também analisou amostras de tecido de um conjunto separado de camundongos.)
No final, as equipes acabaram produzindo mapas semelhantes, com os receptores em localizações consistentes. Eles também descobriram que o mapa de neurônios no bulbo olfativo espelhava o mapa no nariz.
Em experimentos subsequentes, a equipe de Datta também descobriu que gradientes químicos no nariz pareciam ajudar a guiar a formação desse mapa, efetivamente “dizendo” aos neurônios sensoriais onde estão posicionados no espaço e, em última análise, qual tipo de receptor olfativo expressar.
“Acho que essa é realmente uma hipótese altamente sustentável”, disse James Schwob, neurobiólogo que estuda o olfato na Universidade Tufts e não estava envolvido na nova pesquisa. O estudo fornece “uma compreensão molecular mais profunda de como a posição no nariz é codificada geneticamente”, acrescentou, “e também quais mecanismos no tecido podem ser responsáveis por estabelecer isso”.
Linda Buck, neurobióloga que dividiu um Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina por descobrir os receptores olfativos e como o sistema olfativo era organizado, descreveu a nova pesquisa como “revolucionária”. “Esta é uma descoberta importante que abre caminho para experimentos futuros para entender melhor como o sistema olfativo se desenvolve”, disse ela.
Ainda assim, a grande questão permanece: por que certos receptores estão localizados onde estão e como isso pode ajudar o cérebro a dar sentido aos odores? Uma possibilidade é que neurônios adjacentes detectem moléculas de odor com estruturas químicas semelhantes. Outra é que o mapa seja organizado por significado, com odores atraentes, como o cheiro dos próprios filhotes, detectados em uma área e os repelentes, como o cheiro de um predador, processados em outra.
Fonte ==> Folha SP – TEC
