Gen que permite a los humanos sentir el tacto juega un papel en el sentido del olfato: estudio

El gen que nos atrae por el maravilloso olor de la rosa también es responsable de la sensación de escozor que sentimos cuando accidentalmente tocamos las espinas. Investigadores de la SMU (Universidad Metodista del Sur) han determinado que un gen relacionado con el sentido del tacto puede ser un gen olfativo. La conclusión se extrajo del estudio de un gusano muy pequeño y transparente que comparte muchas similitudes con el sistema nervioso humano. El estudio fue publicado en la revista ‘Nucleic Acids Research’.

«Este gen ya se identificó como un objetivo terapéutico potencial para el dolor crónico. Ahora que sabemos que el gen también está involucrado en el olfato, puede presentar una oportunidad para tratar o comprender los defectos olfativos, como la misteriosa pérdida del olfato que muchos COVID -19s experiencia. informados por los pacientes «, dijo Adam D. Norris de SMU, coautor del estudio. Norris es profesor adjunto de Floyd B. James en el Departamento de Ciencias Biológicas de la SMU. Trabajó con los estudiantes graduados de SMU, Xiaoyu Liang y Canyon Calovich-Benne, quienes son los autores principales del estudio.

El tacto es uno de los sentidos más importantes del cuerpo humano, pero todavía hay muchas cosas que no entendemos, dijo Norris. Los científicos saben que cuando tocamos algo, nuestro sistema nervioso toma la información mecánica que recibe de los receptores táctiles en nuestra piel y la convierte en señales eléctricas para el cerebro. Esto se conoce como mecanosensación y es lo que le permite al cerebro decirnos una variedad de cosas sobre ese toque, como si el objeto que tocamos estaba caliente o frío o, en el caso de las espinas de una rosa, afilado.

Pero la mecánica exacta de «lo que sucede debajo del capó» durante esta respuesta eléctrica al tacto no se comprende bien porque el sistema nervioso humano es muy complejo. Los científicos a menudo estudian el sistema nervioso del gusano Caenorhabditis elegans porque es una especie mucho más simple. Este gusano tiene 302 células nerviosas en su sistema nervioso en comparación con los miles de millones de células nerviosas que se encuentran en el cerebro humano, pero muchos de los genes que crean estas neuronas en C. elegans tienen contrapartes funcionales en los humanos.

El equipo de investigación de SMU comenzó con el conocimiento establecido: que un gen llamado mec-2 era crucial para activar las neuronas táctiles en C. elegans. Sin embargo, lo que descubrió el equipo de investigación de SMU es que activar el tacto no es su única función. «Además de activar y desactivar los genes, otra forma de controlar la función de una neurona es generar versiones diferentes (pero funcionalmente similares) de un solo gen llamado isoformas. Buscamos diferentes neuronas que contengan diferentes isoformas de genes importantes», dijo Norris. . . «Esto nos llevó al descubrimiento fundamental descrito en este documento, que es que diferentes isoformas de un solo gen (mec-2) funcionan para permitir tanto la mecanosensación como el olfato».

Específicamente, aprendieron que la isoforma mec-2 responsable de la mecanosensibilización requiere que se active la actividad de un gen llamado mec-8, explicó Norris. Las neuronas tienen la capacidad de expresar varios genes dentro de ellas. Aquellos que expresan el gen mec-8 producen la isoforma olfativa de mec-2. «Mec-8 asegura que mec-2 se haga en la isoforma mecanosensorial», dijo.

Sin él, los genes mec-2 producen isoformas que son necesarias para el olfato en C. elegans, descubrieron los investigadores de SMU utilizando técnicas de vanguardia llamadas «secuenciación profunda de una sola célula». «La secuenciación de una sola célula permite a los investigadores observar todos los genes activados en una sola célula. La secuenciación profunda de una sola célula les permite ver la totalidad de cada gen, en lugar de solo un pequeño fragmento del final del gen», explicó Norris. «Juntos, la secuenciación profunda de una sola célula revela todos los genes y todas las isoformas de esos genes expresados ​​en una sola célula.

«Nuestro uso de esta tecnología nos ha permitido determinar isoformas en neuronas sensoriales individuales con una sensibilidad sin precedentes, lo que lleva directamente a estos hallazgos», dijo. Ahora que conocen el papel de mec-2 en el sentido del olfato, el próximo paso de Norris Lab es investigar si un gen humano llamado estomatina puede hacer lo mismo.

El gen mec-2 se encuentra en gusanos, no en humanos. Pero stomatin es un gen producido por humanos y ha demostrado ser muy similar a mec-2 con respecto al sentido del tacto en humanos. Si esto también es cierto para el olfato, Norris dijo que quizás métodos similares que se están estudiando para tratar el dolor crónico también podrían usarse para tratar la pérdida del olfato en personas que han tenido COVID-19.

Los medicamentos terapéuticos funcionaron al identificar un objetivo molecular que juega un papel en un efecto biológico negativo. Una vez que se identifica ese objetivo, el siguiente paso es encontrar una clave química que pueda unirse al objetivo y modificar su comportamiento para que no cree su efecto negativo habitual. Entonces se puede crear un fármaco terapéutico utilizando esta clave química. En el caso de la investigación del equipo de Norris, los científicos quieren ver si pueden modificar potencialmente mec-2 en gusanos, y eventualmente estomatina en humanos, para que puedan aumentar o disminuir ciertos sentidos. «La idea en los ensayos preclínicos es disminuir la sensibilidad de las neuronas mecanosensoriales sin obstruir los propios canales sensoriales, mediante la modulación de la actividad de mec-2 para aliviar el dolor crónico», dijo Norris. «Al hacer esto, quizás mec-2 podría usarse como un ‘termostato sensorial’ para aumentar o disminuir la actividad sensorial».

Norris enfatizó, sin embargo, que esta teoría necesitaba más investigación. «Hasta ahora se han realizado experimentos en C. elegans y ratones que concuerdan entre sí. Es natural suponer que se producirán resultados similares en humanos», dijo. «Pero eso necesita ser probado». (Y YO)

(Esta historia no fue editada por el equipo de Devdiscourse y se genera automáticamente a partir de un feed distribuido).