O olfato, o sentido com que se distinguem os odores, é moldado pela história do indivíduo e não somente por sua constituição genética, como se acreditava. O funcionamento e a constituição do nariz de alguém exposto a determinado cheiro ao longo da vida são diferentes do funcionamento e da constituição do nariz de outra pessoa que cresceu e viveu em outro ambiente, com outros odores. Foi o que descobriu um time envolvendo 17 pesquisadores de quatro laboratórios especializados no estudo da olfação, distribuídos em três países: Estados Unidos, Inglaterra e Brasil. Entre eles está o grupo coordenado pelo professor Fabio Papes, do Laboratório de Genômica e Expressão (LGE), do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp.

O trabalho utilizou camundongos de laboratório como modelo e está sendo publicado neste momento em artigo na revista eLife, um periódico das áreas biomédica e de ciências da vida, com fator de impacto elevado (9.0 em 2016), e que adota um rápido processo editorial, com a preocupação de dar visibilidade ao trabalho de jovens docentes. Na publicação os pesquisadores detalham experimentos realizados na Unicamp, na Universidade de Duke e Monell Chemical Senses Center (Estados Unidos), e no Wellcome Trust Sanger Institute (Inglaterra), coordenados pelo professor Darren Logan. Na Unicamp foi realizado o estudo histológico e molecular detalhado do tecido olfativo dos animais, com o objetivo de verificar como os genes envolvidos no funcionamento da percepção de cheiros estão expressos na cavidade nasal.

O tecido olfativo é composto por neurônios sensoriais periféricos, que possuem receptores moleculares devotados à detecção das moléculas dos odores. Enquanto no sistema visual participam apenas três tipos de receptores e na gustação 49 tipos de receptores percebem os diferentes sabores, no olfato são 1.200 tipos de receptores olfativos. Além disso, a identificação dos cheiros se dá de forma combinatorial, pois um odor pode ser detectado por vários receptores olfativos agindo simultaneamente. Dessa forma, o repertório de odores que o ser humano pode detectar é extremamente grande, contribuindo para uma capacidade de sentir cheiros praticamente ilimitada.

“O sistema olfativo é o mais complexo dentre os sistemas sensoriais, do ponto de vista molecular. É também o mais primitivo evolutivamente, tendo surgido com essa ampla capacidade de detecção porque não se pode prever a que tipos de odores estaremos expostos ao longo da vida. É diferente das informações visuais ou auditivas, que comparativamente são muito mais previsíveis”, destaca Fabio Papes.

O aspecto inédito demonstrado pela pesquisa é que o ambiente no qual o indivíduo vive e se desenvolve contribui substancialmente para modular o número de células capazes de identificar cada cheiro. "Não se trata do efeito que a experiência do indivíduo exerce sobre como o cérebro interpreta as informações sensoriais, o que poderia ser considerado como memória olfativa, mas na construção de fato do tecido olfativo". Segundo o professor, "a construção celular e molecular do tecido olfativo, em um determinado momento, é preparada não só pelos genes do organismo, mas também pela sua história de vida".

Os neurônios olfativos são formados durante toda a vida do indivíduo, e os dados do estudo mostram que a modulação da olfação imposta pelo ambiente leva ao surgimento de mais células capazes de detectar cheiros aos quais houve maior exposição ao longo do tempo. "Você tem mais células para aquele cheiro”, complementa o professor. Como consequência, diferentes indivíduos, mesmo que geneticamente semelhantes, podem ter capacidades olfativas completamente distintas, o que contribui para a individualidade do sentido do olfato, inclusive em seres humanos.

Professor Fabio Papes: “O sistema olfativo é o mais complexo dentre os sistemas sensoriais”.

Em um dos experimentos, os times realizaram a implantação de embriões de camundongo geneticamente diferentes (A e B) em um mesmo tipo de fêmea de aluguel, garantindo assim que o ambiente a que os filhotes foram expostos durante a gravidez fosse idêntico. Ao termo da gravidez, filhotes do tipo genético A foram transferidos para serem nutridos por uma fêmea adulta do tipo A, com exceção de um filhote, que era de constituição genética diferente B. Em contrapartida, o ensaio também foi conduzido da forma inversa: filhotes do tipo B foram nutridos por fêmeas B, além de um filhote diferente, do tipo A. "Tivemos quatro grupos com variações de ambiente e genes”, salienta Papes.

Os experimentos permitiram aos pesquisadores comparar animais geneticamente idênticos, mas que cresceram e se desenvolveram em ambientes diferentes; da mesma forma, puderam comparar animais que cresceram no mesmo ambiente, mas eram geneticamente diferentes. Os órgãos olfativos desses animais foram, então, avaliados por uma combinação de técnicas, histológicas e moleculares, incluindo sequenciamento dos genes ali expressos. Ao final, foi possível avaliar as contribuições dos genes e do ambiente na construção do tecido olfativo.

“Ficou evidente que o papel dos genes, especialmente daqueles que codificam receptores olfativos no genoma, é muito importante na construção do tecido nasal, mas houve uma contribuição muito notável do ambiente, algo nunca antes registrado”, observa Papes.

Em outro experimento, o papel do ambiente foi melhor avaliado. Quatro odores foram oferecidos aos camundongos ao longo de seis meses. O resultado final mostrou que o número de células que têm receptores para esses quatro compostos aumentou quase 100 vezes, embora os genes ainda sejam os maiores responsáveis pela organização dos demais tipos de células no tecido olfativo.

O professor Fabio Papes (dir) com os alunos Thiago Nakahara e Paulo Henrique Martins Netto.

Implicações

A compreensão de que a construção dos neurônios do tecido olfativo depende também da história do indivíduo pode ter implicações para o entendimento de todos os sistemas sensoriais, afirma o professor Fabio Papes. “A grande contribuição do estudo é perceber como os órgãos do sentido não são iguais em todos os indivíduos. Isso é algo com enormes implicações médicas, por exemplo, pois diferentes indivíduos podem responder ao ambiente de diferentes maneiras, inclusive em condições patológicas. Não porque suas fisiologias são adaptadas de formas diferentes, mas porque seus órgãos dos sentidos per se são construídos de formas diferentes, dependendo de sua história de vida".

Em um contexto de medicina personalizada, esta afirmação pode ser significativa. "Não podemos encarar que todos têm a mesma capacidade de percepção sensorial e tratá-los da mesma maneira”, argumenta o professor. Em alguns casos extremos para certas enfermidades, a perda de capacidade sensorial já é avaliada corriqueiramente. Por exemplo, em alguns países, já se utiliza a perda da capacidade olfativa para o diagnóstico de determinadas doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson.

Imagem de fluorescência mostrando o órgão olfativo visto de lado no nariz, com alguns neurônios corados em vermelho e verde.

Com o avanço dos estudos e a mudança de paradigma em relação à individualidade dos sentidos, o professor Papes salienta que será eventualmente possível traçar correlatos entre as diferentes capacidades de percepção sensorial e determinadas condições médicas, mesmo em situações menos extremas.

Fabio Papes ressalta ainda que a importância do sistema olfativo para a compreensão do funcionamento do cérebro já é motivo suficiente para estudá-lo. “O número de áreas do cérebro devotadas ao funcionamento do sistema olfativo é muito grande, mesmo no ser humano. Compreendê-las é uma maneira de compreender como o cérebro funciona, como o cérebro processa informações. Seria um modo de acessar o cérebro, utilizando uma espécie de atalho”.