A COVID nos lembrou, da pior maneira possível, o quão pouco sabemos sobre o nosso olfato: acabamos de descobrir o seu próprio "Google Maps"

Há décadas sabemos como funciona o que vemos, ouvimos e tocamos. A ciência passou um século mapeando esses sentidos, de modo que cada sinal sensorial tenha uma direção conhecida, um caminho traçado do órgão até o cérebro. Alguns exemplos: este mapa da retina ou este da cóclea. Faltava uma peça: o olfato.

Não porque ninguém o tivesse procurado, mas porque o sistema olfativo possui uma enorme complexidade: mais de mil tipos diferentes de receptores e vinte milhões de neurônios no nariz de um rato. Um caos biológico que uma equipe de pesquisa de Harvard conseguiu mapear.

Em Xataka Brasil

Para frente ou para trás? O desenho original do inventor mostra que você pode estar usando o papel higiênico errado

O que o mapa revela

A equipe científica descobriu que os neurônios olfativos não estão distribuídos aleatoriamente na cavidade nasal, mas sim formam um código espacial baseado em faixas sobrepostas, organizadas por tipo de receptor e distribuídas do topo à base do nariz. Esse padrão é praticamente idêntico em todos os animais estudados, sendo, portanto, uma arquitetura biológica conservada e reproduzível.

O mais surpreendente é que essa disposição em faixas espelha o mapa do bulbo olfatório no cérebro. Em outras palavras, existe uma continuidade topográfica: a posição de um neurônio no nariz determina exatamente para qual área do cérebro ele enviará o sinal. Isso significa que o cérebro "lê" os odores com base, em parte, na localização geográfica da célula que detectou a molécula.

Havard

Por que isso é importante?

Porque é a peça que faltava para entendermos a neuroplasticidade e a regeneração do olfato. Em termos práticos, porque a perda do olfato atualmente não possui tratamentos eficazes: ao conhecer o projeto original do sistema, os pesquisadores agora podem entender por que as conexões falham após um trauma ou uma infecção viral, algo que a COVID-19 evidenciou. 

Sem entender a arquitetura do sistema, a regeneração é um tiro no escuro. Como aponta Sandeep Robert Datta, neurobiólogo do Instituto Blavatnik de Harvard e pesquisador principal do artigo, sem entender esse mapa, as tentativas de desenvolver novos tratamentos estão fadadas ao fracasso.

Em Xataka Brasil

Ciência descobre que sonhos não são tão aleatórios, mas sim mais estruturados do que pensávamos

Contexto

O olfato dos mamíferos é um sistema complexo. No caso do rato, ele possui 20 milhões de neurônios olfativos, cada um expressando um dos mais de mil tipos diferentes de receptores. Para se ter uma ideia, a visão de cores humana depende de apenas três tipos de fotorreceptores. Essa complexidade levou os cientistas, durante décadas, a presumir que a distribuição dos receptores era aleatória.

A descoberta dos receptores olfativos por Linda Buck e Richard Axel, em 1991, rendeu-lhes o Prêmio Nobel de Medicina em 2004, mas isso apenas nos disse o que detectava os odores, não onde ou como eles estavam organizados. A boa notícia é que, com os avanços na biologia molecular, agora é possível analisar células individuais em sua posição original usando técnicas como a transcriptômica espacial.

Em Xataka Brasil

Coreanos tomando banhos mais curtos, açúcar mais caro e Rússia ficando mais rica: maneiras surpreendentes que a guerra do Irã repercutiu nos países

Como eles fizeram isso?

A equipe de Harvard analisou aproximadamente 5,5 milhões de neurônios de mais de 300 ratos, combinando duas técnicas: sequenciamento de célula única para determinar qual receptor cada neurônio expressa e transcriptômica espacial para identificar sua localização exata dentro do tecido.

O estudo também identificou o mecanismo por trás desse mapa: o ácido retinoico. Ao manipular os gradientes químicos do ácido retinoico durante o desenvolvimento embrionário, os pesquisadores observaram que as faixas desses receptores se deslocavam, confirmando que esse ácido funciona como uma espécie de GPS molecular, instruindo cada neurônio sobre onde se posicionar e qual receptor expressar.

Em Xataka Brasil

Existem 2 tipos de países no mundo: os que tem pessoas que tiram os sapatos antes de entrar em casa e aqueles onde não

Sim, mas...

A primeira grande limitação do estudo é evidente: ele foi conduzido em camundongos, portanto, como a própria equipe de pesquisa reconhece, ainda não se sabe se a mesma organização se aplica a humanos.

Embora o sistema olfativo dos mamíferos seja amplamente conservado, os humanos possuem um número significativamente menor de receptores funcionais (aproximadamente 350, em comparação com mais de 1.000 em camundongos) e uma anatomia nasal diferente, de modo que a existência dessas faixas em humanos ainda precisa ser validada experimentalmente.

Além disso, embora o mapa explique a localização, ele não explica completamente o motivo dessa ordem específica. Não sabemos se as faixas são agrupadas pela estrutura química dos odores ou por sua relevância biológica, por exemplo, o cheiro de comida versus odores perigosos. Determinar a lógica por trás dessa ordem é o próximo grande desafio.

Imagem de capa | Angela Roma e Datta Lab