El estudio del gen del olfato puede indicar mecanismos de enfermedades

Ratones sin el gen Ric8b en el epitelio olfativo tardaron más para hallar alimentos y no les molestaron los olores fuertes. La desconexión del mismo impide el desarrollo embrionario

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Un estudio con ratones realizado en Brasil demostró la relación directa entre un gen llamado Ric8b y la capacidad olfativa. Asimismo, dicho gen, que también se encuentra presente en humanos, posee un rol esencial en el desarrollo embrionario de los roedores.

El estudio de la relación del Ric8b con el olfato fue posible merced al empleo de una técnica que permite la inactivación de un gen en un tejido específico de animales, denominada nocaut condicional. 

“Cuando se desactiva el gen Ric8b específicamente en el epitelio olfativo de los ratones, éste deja de producir la proteína Ric8b, tal como sería de esperarse. Pero asimismo, observamos que el epitelio olfativo también deja de expresar la proteína Gαolf”, dijo Bettina Malnic, docente del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP) y coordinadora del estudio publicado en Journal of Neuroscience.

“La proteína Gαolf es fundamental en la activación de las neuronas olfativas de ese epitelio por los aromas, y en su ausencia los animales pasan a exhibir deficiencias olfativas severas”, declaró Malnic a Agência FAPESP.

Ésta y otras técnicas destinadas a la producción de los llamados animales transgénicos se dieron a conocer durante la 33ª Reunión Anual de la FeSBE (la Federación de Sociedades de Biología Experimental), un evento que contó con el apoyo de la FAPESP y que se realizó en septiembre pasado en la localidad de Campos do Jordão, en el estado de São Paulo, Brasil. 

Una segunda parte aún no publicada de este estudio y que se presentó durante el evento, muestra que el efecto es distinto cuando se inactiva el gen en el organismo entero y no solamente en un tejido específico. En los intentos de generar ratones transgénicos sin el Ric8b en todos los tejidos, los embriones sencillamente no progresaron. 

“En esos embriones, el tubo neural de la zona de la cabeza no se cierra tal como normalmente debería suceder, lo que demuestra que el gen posee funciones esenciales adicionales además de las olfativas”, dijo Malnic. Los embriones con el gen inactivado también eran mucho menores que los de los hermanos con el gen intacto.

Asimismo, el grupo de la investigadora notó que los embriones con el gen Ric8b inactivo exhiben como consecuencia de ello una alteración de una importante vía de señalización celular, la vía de mTOR (más específicamente, la vía de mTORC2). Esta vía toma parte en funciones importantes del organismo. Algunos aspectos de la misma aún no han sido del todo comprendidos. 

Se sabe que su activación aumentada está correlacionada con algunas formas de cáncer, por ejemplo. Asimismo, alteraciones en la vía de mTORC2 están correlacionadas con defectos en el desarrollo del sistema nervioso y han sido relacionadas con trastornos neuropsiquiátricos tales como algunas formas de autismo y de esquizofrenia. 

Aromas en la jaula

Para poner a prueba la relación entre la inactividad del Ric8b y la capacidad olfativa, se generaron ratones transgénicos mediante el empleo de la técnica de nocaut condicional. Aparte de esos animales, se utilizaron como grupo de control a sus hermanos heterocigotos y silvestres.

Mientras que los animales nocaut poseen las dos copias del Ric8b inactivadas, los heterocigotos tienen tan sólo una. En tanto, los animales silvestres tienen ambas copias activas.

Uno de los test consistió en dejar a los ratones en ayunas durante 24 horas y después ponerlos en una jaula con un cebo debajo de aserrín. Mientras que los heterocigotos y los silvestres encontraron el alimento al cabo de dos o tres minutos, los nocauts tardaron casi el doble de tiempo.

En otro test, cada animal fue puesto en una jaula con esencias de manteca de maní y leche, y también agua. Los animales de control pasaron pocos segundos investigando el agua y mucho más tiempo olfateando la leche o la manteca de maní, es decir que prefirieron el olor de los alimentos y no el agua. En tanto, los ratones con el Ric8b inactivado no diferenciaron mucho el tiempo de investigación de los aromas de los alimentos y el agua.

Por último, los animales fueron dispuestos en una jaula en la cual en uno de los rincones había una porción de ácido butírico, que exhala un olor extremadamente desagradable. Mientras que los ratones de control evitaron al máximo el lado de la jaula en el cual se encontraba la muestra, especialmente el rincón en donde había sido depositado o ácido butírico, los animales con el gen inactivado anduvieron normalmente por toda la jaula.

Los resultados de los test conductuales fueron reforzados mediante el análisis del sistema olfatorio de esos animales. Sometidos a distintos métodos, los epitelios olfatorios de los animales nocaut exhibieron una cantidad reducida de neuronas olfatorias en comparación con los animales heterocigotos y silvestres. 

“En los ratones nocaut, las neuronas olfatorias dejan de ser responsivas a aromas y se mueren más frecuentemente”, dijo Malnic. El análisis de los cerebros mostró aún que el bulbo olfativo de los animales con el Ric8b inactivado es menor que el de los que tienen el gen funcionando. 

Otra evidencia de la importancia del gen Ric8b es el hecho de permanecer extremadamente conservado en los mamíferos. “La secuencia de aminoácidos de la proteína Ric8b de ratón presenta una identidad de aproximadamente un 95% con la secuencia de la Ric8b humana”, dijo Malnic. 

Esto quiere decir que en el transcurso de la evolución hubo una presión selectiva tendiente a mantener la secuencia de aminoácidos de esa proteína funcional. 

“Esta conservación indica que Ric8b posee una función importante en el hombre también. No sabemos aún cual es, pero posiblemente sea una función relacionada con las observadas en el ratón nocaut, constitutiva en el desarrollo del sistema nervioso, por ejemplo”, dijo Malnic.

Puede leerse el artículo intitulado Conditional Deletion of Ric-8b in Olfactory Sensory Neurons Leads to Olfactory Impairment (doi: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0943-17.2017), de Cleiton F. Machado, Maíra H. Nagai, Cassandra S. Lyra, Thiago M. Reis-Silva, André Machado Xavier, Isaias Glezer, Luciano F. Felicio y Bettina Malnic, en el siguiente enlace: www.jneurosci.org/content/37/50/12202.