Cada día, los científicos están más cerca de descubrir cómo funciona el sentido del olfato.
Los hallazgos que recientemente se publicaron la revista Nature han reavivado el interés por conocer cómo funciona el olfato, con respecto a las fragancias.
Los receptores de olores, proteínas que se unen a las moléculas de olor en la superficie de las células olfativas, constituyen la mitad de la familia de receptores más grande y diversa de nuestro cuerpo.
"Este ha sido un gran objetivo en el campo durante algún tiempo", dijo Aashish Manglik, autor principal del estudio, MD, PhD y profesor asociado de química farmacéutica en la prestigiosa Universidad de California.
El sueño, dijo Manglik, es mapear las interacciones de miles de moléculas de olor con cientos de receptores de olores, de modo que un químico pueda diseñar una molécula y predecir cómo olerá.
Más de 400 receptores únicos en el olfato
El olfato involucra alrededor de 400 receptores únicos. Cada uno de los cientos de miles de olores que podemos detectar está hecho de una mezcla de diferentes moléculas de olor. Cada tipo de molécula puede ser detectada por una serie de receptores, creando un rompecabezas para que el cerebro lo resuelva cada vez que la nariz huele algo nuevo.
El laboratorio de Manglik utilizó un tipo de imagen llamada microscopía crioelectrónica (crio-EM), que permite a los investigadores ver la estructura atómica y estudiar las formas moleculares de las proteínas. Sin embargo, los receptores de olores son notoriamente desafiantes y algunos dicen que imposibles de fabricar en el laboratorio para tales fines.
Por tanto, los equipos de investigadores buscaron un receptor de olores que fuera abundante tanto en el cuerpo como en la nariz. Se decidieron por un receptor llamado OR51E2, que se sabe que responde al propionato, una molécula que contribuye al olor fuerte y, para algunos desagradable, del queso suizo.
Esta instantánea molecular mostró que el propionato se adhiere firmemente a OR51E2 gracias a un ajuste muy específico entre el odorante, o sustancia que expide el olor y el receptor.
“Hicimos que esto sucediera al superar varios obstáculos técnicos que han sofocado este campo durante mucho tiempo”, dijo Christian Billesbølle, co-autor de la investigación que complementó: "Hacerlo nos permitió vislumbrar por primera vez un olor que se conecta con un receptor de odorante humano en el mismo momento en que se detecta un olor".
Detectar olores que pueden aparecer y desaparecer
Además de emplear una gran cantidad de receptores a la vez, otra cualidad interesante del sentido del olfato es nuestra capacidad para detectar pequeñas cantidades de olores que pueden aparecer y desaparecer.
Para investigar cómo el propionato activa este receptor, la colaboración reclutó al biólogo cuantitativo Nagarajan Vaidehi, PhD, de City of Hope, quien usó métodos basados en la física para simular y hacer películas de cómo el propionato activa el OR51E2.
"Realizamos simulaciones por computadora para comprender cómo el propionato provoca un cambio de forma en el receptor a nivel atómico", dijo Vaidehi. "Estos cambios de forma juegan un papel fundamental en la manera en que el receptor de olores inicia el proceso de señalización celular que dirige a nuestro sentido del olfato".
Manglik por su parte, visualiza un futuro en el que se pueden diseñar olores novedosos basados en la comprensión de cómo la forma de un químico conduce a una experiencia perceptiva particular, algo similar a cómo los químicos farmacéuticos actualmente diseñan medicamentos basados en las formas atómicas de las proteínas que causan enfermedades.
"Hemos soñado con abordar este problema durante años", dijo. "Ahora tenemos nuestro primer punto de apoyo, el primer vistazo de cómo las moléculas del olor se unen a nuestros receptores de olores. Para nosotros, esto es solo el comienzo".
El equipo de científicos ahora está desarrollando técnicas más eficientes para estudiar otros pares de receptores de olores y comprender la biología no olfativa asociada a los receptores, que se ha implicado en el cáncer de próstata y en la liberación de serotonina en el intestino.
