Aromas de Nobel

T al como si de un largo viaje se tratara, percibir una sensaci¨®n 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 transducci¨®n sensorial. No es otra cosa que la transformaci¨®n de una energ¨ªa (un fot¨®n) o una forma molecular determinada (un olor) en otra energ¨ªa, primero qu¨ªmica y finalmente el¨¦ctrica. Todo esto tiene lugar en las pocas c¨¦lulas 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 quiz¨¢s cinco minutos tan determinantes, dif¨ªcilmente existir¨ªamos hoy. Como la industria del perfume sabe muy bien, gran parte de nuestro comportamiento sexual depende m¨¢s del olfato que de la visi¨®n. Aunque los llamados olores sexuales se procesan en c¨¦lulas diferentes a los dem¨¢s olores, el mecanismo de transducci¨®n es muy similar y, en todo caso, la integraci¨®n entre ambos tipos de sensaciones olfativas llega a ser ¨ªntima.

El tema galardonado este a?o en Medicina es cient¨ªficamente muy relevante

Gran parte de nuestro comportamiento sexual depende m¨¢s del olfato que de la visi¨®n

El comit¨¦ Nobel suele tener buen olfato para los temas premiables y, hasta cierto punto, en la elecci¨®n de los galardonados. El tema de este a?o en Medicina o Fisiolog¨ªa es cient¨ªficamente muy relevante porque penetrar en los misterios del cerebro requiere, en primer lugar, saber c¨®mo entran los est¨ªmulos sensoriales. Hasta ahora, el conocimiento de la percepci¨®n sensorial estaba limitado pr¨¢cticamente a la modalidad visual, un tema que tambi¨¦n recibi¨® el mismo galard¨®n en 1981. El trabajo que ahora se premia, hace posible desvelar los primeros pasos de la percepci¨®n olfativa y, probablemente, de la gustativa tambi¨¦n.

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 investigaci¨®n. En esencia, concibieron la idea de que las prote¨ªnas que unen una mol¨¦cula de olor y generan una se?al en la c¨¦lula sensorial deb¨ªan localizarse en la membrana de la c¨¦lula y tener una estructura particular consistente en atravesarla siete veces.

Como todo en ciencia, esa idea ten¨ªa fundamentos previos que, en este caso, consist¨ªan en los datos existentes sobre receptores acoplados a las llamadas prote¨ªnas 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 ¨¦xito. Desde los primeros 18 identificados en la rata, m¨¢s de mil genes codificantes de prote¨ªnas con la posible estructura de siete lazos fueron identificados en el rat¨®n. Pronto se unieron datos similares de la mosca Drosophila y el gusano Caenorhabditis. Demostrar que esos cientos de prote¨ªnas funcionan realmente como receptores olfativos ha sido una tarea mucho m¨¢s larga y, de hecho, muy pocas han superado todos los criterios necesarios. En opini¨®n de muchos, estas demostraciones funcionales son tan importantes como la identificaci¨®n de la estructura de esos putativos receptores.

La elecci¨®n de los galardonados este a?o ha generado cierta pol¨¦mica por las exclusiones que implica, m¨¢xime cuando el n¨²mero de premiados posibles en cada especialidad es de tres. El nombre de Peter Mombaerts -quien aport¨® la primera demostraci¨®n funcional de un receptor olfativo para feromonas (los olores que distinguen los miembros de un sexo y otro, dentro de cada especie), y aisl¨® muchos miembros de esta familia de receptores olfativos en el rat¨®n- es una de las omisiones flagrantes. En todo caso, proponer un ¨²nico tercer candidato no habr¨ªa sido tarea f¨¢cil.

Gran parte del inter¨¦s que despierta el tema premiado radica en que ahora ser¨¢ posible avanzar decisivamente en la comprensi¨®n de los mecanismos que usa el cerebro para percibir un olor. Todas esas secuencias de prote¨ªnas son una herramienta para responder a preguntas tales como: ?Cu¨¢ntos receptores se expresan en una neurona sensorial? ?Qu¨¦ cadenas de se?alizaci¨®n se disparan al percibir un olor? ?D¨®nde env¨ªan sus conexiones las neuronas que expresan un determinado receptor olfativo? ?Qu¨¦ efecto tiene la eliminaci¨®n de un tipo espec¨ªfico de receptor olfativo?

Muchos laboratorios del mundo han comenzado ya ese largo camino para entender algo m¨¢s de ese sentido a veces tan poco valorado y cultivado en la especie humana. Una especie que, parad¨®jicamente, depende del olfato en los primeros d¨ªas de vida al establecer poderosos y permanentes v¨ªnculos con la persona que lo amamanta. En ese momento nuestra capacidad de visi¨®n es muy limitada.

El olfato, con su amplio repertorio, es el ¨²nico sentido que permite una identificaci¨®n 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 representaci¨®n tridimensional del mundo y, entre otras cosas, saber encontrar el camino de vuelta al nido. En todas las especies de mam¨ªferos, las neuronas sensoriales olfativas se reemplazan cada pocas semanas.

Las nuevas c¨¦lulas migran desde su fuente en el cerebro a trav¨¦s de caminos muy precisos y, en su peregrinaci¨®n, necesitan utilizar algunas de esas mol¨¦culas que luego servir¨¢n como receptores olfativos. Tal parece que esas neuronas olfatean su camino de migraci¨®n. Gracias a esa renovaci¨®n del epitelio olfativo podemos recuperarnos de los constantes da?os que supone la exposici¨®n al ambiente, siempre agresivo, lleno de agentes t¨®xicos o infecciosos.

Percibir una sensaci¨®n, sin embargo, es mucho m¨¢s que entender el fen¨®meno de la transducci¨®n. Santiago Ram¨®n y Cajal fue el primero en llamar la atenci¨®n sobre la similitud del dise?o general de los circuitos olfativo y visual. Parece ser un hecho com¨²n el que las proyecciones de las neuronas sensoriales se organicen en unidades morfol¨®gicamente similares: glom¨¦rulos en el caso olfativo. Existen m¨¢s de mil glom¨¦rulos en los humanos mientras que s¨®lo 80 en la abeja o 43 en la mosca Drosophila. Fue en estos insectos donde se pudo ver directamente y a tiempo real c¨®mo se activan unos pocos glom¨¦rulos cuando se estimula con un olor puro. El mismo proceso se comprob¨® despu¨¦s en mam¨ªferos. Puede decirse que la percepci¨®n de un determinado olor, una vez efectuada la transducci¨®n por estimulaci¨®n de receptores espec¨ªficos, se sigue de la activaci¨®n de un determinado grupo de glom¨¦rulos, generando as¨ª la primera representaci¨®n interna de una sensaci¨®n.

Lo que sucede m¨¢s all¨¢ de esta primera conexi¨®n es a¨²n desconocido pero los ¨²nicos 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 v¨ªa. Si se dan ciertas condiciones, estas neuronas de orden superior localizadas en centros profundos del cerebro disparan a otras y, en ¨²ltimo t¨¦rmino, el animal reacciona al est¨ªmulo, por ejemplo cambiando la direcci¨®n de vuelo hacia la fuente si se trata de un macho percibiendo una feromona de hembra, o asociando el est¨ªmulo oloroso con otro de modalidad diferente creando as¨ª una memoria, etc¨¦tera.

No todos los sentidos dejan la misma huella. El poder y la rapidez con que se imprimen las sensaciones olorosas es consecuencia de la v¨ªa sensorial que las transmite. La olfativa, a diferencia de las dem¨¢s modalidades sensoriales, entra casi directamente desde la nariz a la corteza cerebral. Quiz¨¢s por eso, los recuerdos asociados a est¨ªmulos olfativos son tan f¨¢ciles de evocar, como cuando reaparece ese olor a magdalenas reci¨¦n horneadas que sirvi¨® a Marcel Proust para engendrar su conmovedor relato.

Este Premio Nobel quiz¨¢s haya sido otorgado con m¨¢s celeridad que otros y ciertamente antes de que el descubrimiento haya producido los efectos esperados. B¨¢sicamente se premia una publicaci¨®n de 1991. Las expectativas, no obstante, son grandes. Especialmente interesante para la industria de la perfumer¨ªa y para los m¨¢s creativos maestros de la gastronom¨ªa ser¨¢ la lista de aplicaciones. Ahora ser¨¢ posible dise?ar y sintetizar productos qu¨ªmicos que hiperexciten o anulen la actividad de un receptor olfativo determinado y, probablemente, gustativo tambi¨¦n.

Bienvenidos a la era de las fragancias de dise?o. Confiemos, no obstante, en que entre los dise?os por venir no haya alguno como el producido por Jean Baptiste Grenouille, el protagonista de El Perfume, quien logr¨® un perfume capaz de doblegar la voluntad de los dem¨¢s, si bien a un alto precio. Lean el magistral relato de Patrick S¨¹skind si quieren saber el final. Por el momento, percibimos un estimulante aroma que viene, como casi siempre, desde la otra orilla del charco. ?Reaccionar¨¢n nuestros cocineros de aqu¨ª o seguiremos comiendo lo que se cocina all¨ª?

Alberto Ferr¨²s es profesor de investigaci¨®n del Instituto Cajal (CSIC).