Aromas de Nobel
T al como si de un largo viaje se tratara, percibir una sensación requiere un decisivo, casi siempre irreversible, paso inicial. Ese primer instante en que el ambiente pide permiso para entrar en nuestro mundo interior convenimos en llamarlo transducción sensorial. No es otra cosa que la transformación de una energía (un fotón) o una forma molecular determinada (un olor) en otra energía, primero química y finalmente eléctrica. Todo esto tiene lugar en las pocas células de nuestro cuerpo que se asoman al mundo exterior, las neuronas sensoriales.
Los humanos creemos ser una especie fundamentalmente visual. Sin embargo, si las sensaciones olfativas de nuestros respectivos padres no hubiesen sido las correctas en aquellos quizás cinco minutos tan determinantes, difícilmente existiríamos hoy. Como la industria del perfume sabe muy bien, gran parte de nuestro comportamiento sexual depende más del olfato que de la visión. Aunque los llamados olores sexuales se procesan en células diferentes a los demás olores, el mecanismo de transducción es muy similar y, en todo caso, la integración entre ambos tipos de sensaciones olfativas llega a ser íntima.
El tema galardonado este año en Medicina es científicamente muy relevante
Gran parte de nuestro comportamiento sexual depende más del olfato que de la visión
El comité Nobel suele tener buen olfato para los temas premiables y, hasta cierto punto, en la elección de los galardonados. El tema de este año en Medicina o Fisiología es científicamente muy relevante porque penetrar en los misterios del cerebro requiere, en primer lugar, saber cómo entran los estímulos sensoriales. Hasta ahora, el conocimiento de la percepción sensorial estaba limitado prácticamente a la modalidad visual, un tema que también recibió el mismo galardón en 1981. El trabajo que ahora se premia, hace posible desvelar los primeros pasos de la percepción olfativa y, probablemente, de la gustativa también.
Los galardonados, los estadounidenses Richard Axel y Linda B. Buck -director y becaria respectivamente cuando realizaron el trabajo fundamental en 1991- tuvieron una idea feliz y arriesgaron un proyecto de investigación. En esencia, concibieron la idea de que las proteínas que unen una molécula de olor y generan una señal en la célula sensorial debían localizarse en la membrana de la célula y tener una estructura particular consistente en atravesarla siete veces.
Como todo en ciencia, esa idea tenía fundamentos previos que, en este caso, consistían en los datos existentes sobre receptores acoplados a las llamadas proteínas G, muchos de los cuales tienen esa estructura de siete segmentos transmembranales. La afortunada convergencia con los esfuerzos por secuenciar el genoma de varias especies animales hizo posible que el arriesgado proyecto tuviera éxito. Desde los primeros 18 identificados en la rata, más de mil genes codificantes de proteínas con la posible estructura de siete lazos fueron identificados en el ratón. Pronto se unieron datos similares de la mosca Drosophila y el gusano Caenorhabditis. Demostrar que esos cientos de proteínas funcionan realmente como receptores olfativos ha sido una tarea mucho más larga y, de hecho, muy pocas han superado todos los criterios necesarios. En opinión de muchos, estas demostraciones funcionales son tan importantes como la identificación de la estructura de esos putativos receptores.
La elección de los galardonados este año ha generado cierta polémica por las exclusiones que implica, máxime cuando el número de premiados posibles en cada especialidad es de tres. El nombre de Peter Mombaerts -quien aportó la primera demostración funcional de un receptor olfativo para feromonas (los olores que distinguen los miembros de un sexo y otro, dentro de cada especie), y aisló muchos miembros de esta familia de receptores olfativos en el ratón- es una de las omisiones flagrantes. En todo caso, proponer un único tercer candidato no habría sido tarea fácil.
Gran parte del interés que despierta el tema premiado radica en que ahora será posible avanzar decisivamente en la comprensión de los mecanismos que usa el cerebro para percibir un olor. Todas esas secuencias de proteínas son una herramienta para responder a preguntas tales como: ¿Cuántos receptores se expresan en una neurona sensorial? ¿Qué cadenas de señalización se disparan al percibir un olor? ¿Dónde envían sus conexiones las neuronas que expresan un determinado receptor olfativo? ¿Qué efecto tiene la eliminación de un tipo específico de receptor olfativo?
Muchos laboratorios del mundo han comenzado ya ese largo camino para entender algo más de ese sentido a veces tan poco valorado y cultivado en la especie humana. Una especie que, paradójicamente, depende del olfato en los primeros días de vida al establecer poderosos y permanentes vínculos con la persona que lo amamanta. En ese momento nuestra capacidad de visión es muy limitada.
El olfato, con su amplio repertorio, es el único sentido que permite una identificación fiable de, normalmente, los padres. En otras especies, como el erizo de tierra, el olfato es la modalidad sensorial predominante durante toda la vida y es utilizada para componer una representación tridimensional del mundo y, entre otras cosas, saber encontrar el camino de vuelta al nido. En todas las especies de mamíferos, las neuronas sensoriales olfativas se reemplazan cada pocas semanas.
Las nuevas células migran desde su fuente en el cerebro a través de caminos muy precisos y, en su peregrinación, necesitan utilizar algunas de esas moléculas que luego servirán como receptores olfativos. Tal parece que esas neuronas olfatean su camino de migración. Gracias a esa renovación del epitelio olfativo podemos recuperarnos de los constantes daños que supone la exposición al ambiente, siempre agresivo, lleno de agentes tóxicos o infecciosos.
Percibir una sensación, sin embargo, es mucho más que entender el fenómeno de la transducción. Santiago Ramón y Cajal fue el primero en llamar la atención sobre la similitud del diseño general de los circuitos olfativo y visual. Parece ser un hecho común el que las proyecciones de las neuronas sensoriales se organicen en unidades morfológicamente similares: glomérulos en el caso olfativo. Existen más de mil glomérulos en los humanos mientras que sólo 80 en la abeja o 43 en la mosca Drosophila. Fue en estos insectos donde se pudo ver directamente y a tiempo real cómo se activan unos pocos glomérulos cuando se estimula con un olor puro. El mismo proceso se comprobó después en mamíferos. Puede decirse que la percepción de un determinado olor, una vez efectuada la transducción por estimulación de receptores específicos, se sigue de la activación de un determinado grupo de glomérulos, generando así la primera representación interna de una sensación.
Lo que sucede más allá de esta primera conexión es aún desconocido pero los únicos datos existentes, provenientes de la polilla Manduca sexta y del saltamontes Locusta migratoria, indican que ciertas neuronas de orden superior registran la coincidencia en el tiempo y el ritmo de disparo de otras neuronas en la vía. Si se dan ciertas condiciones, estas neuronas de orden superior localizadas en centros profundos del cerebro disparan a otras y, en último término, el animal reacciona al estímulo, por ejemplo cambiando la dirección de vuelo hacia la fuente si se trata de un macho percibiendo una feromona de hembra, o asociando el estímulo oloroso con otro de modalidad diferente creando así una memoria, etcétera.
No todos los sentidos dejan la misma huella. El poder y la rapidez con que se imprimen las sensaciones olorosas es consecuencia de la vía sensorial que las transmite. La olfativa, a diferencia de las demás modalidades sensoriales, entra casi directamente desde la nariz a la corteza cerebral. Quizás por eso, los recuerdos asociados a estímulos olfativos son tan fáciles de evocar, como cuando reaparece ese olor a magdalenas recién horneadas que sirvió a Marcel Proust para engendrar su conmovedor relato.
Este Premio Nobel quizás haya sido otorgado con más celeridad que otros y ciertamente antes de que el descubrimiento haya producido los efectos esperados. Básicamente se premia una publicación de 1991. Las expectativas, no obstante, son grandes. Especialmente interesante para la industria de la perfumería y para los más creativos maestros de la gastronomía será la lista de aplicaciones. Ahora será posible diseñar y sintetizar productos químicos que hiperexciten o anulen la actividad de un receptor olfativo determinado y, probablemente, gustativo también.
Bienvenidos a la era de las fragancias de diseño. Confiemos, no obstante, en que entre los diseños por venir no haya alguno como el producido por Jean Baptiste Grenouille, el protagonista de El Perfume, quien logró un perfume capaz de doblegar la voluntad de los demás, si bien a un alto precio. Lean el magistral relato de Patrick Süskind si quieren saber el final. Por el momento, percibimos un estimulante aroma que viene, como casi siempre, desde la otra orilla del charco. ¿Reaccionarán nuestros cocineros de aquí o seguiremos comiendo lo que se cocina allí?
Alberto Ferrús es profesor de investigación del Instituto Cajal (CSIC).
