Ules o aroma a lavanda que desprende o ambientador e pensas automaticamente na casa da túa avoa. Achegas o teu nariz ao iogur que abriches hai uns días e entendes a advertencia: está en mal estado, tírao. E todas as accións que se derivan dun cheiro, agradable ou noxento, xorden dunha pequena rexión situada na base do cerebro e denominada bulbo olfactivo. Esta estrutura é fundamental para procesar os olores e transmitir mensaxes ao resto do sistema nervioso, mais está pouco estudada. Porén, hai unha galega que dedica o seu intenso traballo de laboratorio a entender o funcionamento das neuronas no bulbo olfactivo. A neurocientífica Ana Dorrego Rivas traballa en Londres, onde busca as claves que permitan entender mellor as enfermidades neurolóxicas.
A galega aterrou na capital do Reino Unido en 2021, cando comezou a traballar no King’s College de Londres. Hoxe enfráscase nos laboratorios da universidade inglesa a través de dous proxectos, centrados ambos no bulbo olfactivo, que tratan de descifrar os segredos das neuronas que o conforman: dende como se desenvolven, ata cales son as súas funcións e o seu nivel de plasticidade. “O olfacto é un sentido que sempre se deixou un pouco de lado porque a neurociencia sensorial centrouse máis na vista e no oído. O punto de inflexión chegou coa pandemia, cando moita xente perdeu a capacidade de ulir e se decatou da súa importancia”, reflexiona.
O cerebro do rato, un modelo perfecto
Un dos proxectos nos que estivo inmersa Dorrego Rivas, e do que publicaron recentemente un artigo, céntrase en estudar as neuronas dopaminérxicas do bulbo olfactivo, é dicir, as que liberan dopamina, un neurotransmisor fundamental no control de procesos como o movemento, a memoria e os estados de ánimo. O equipo no que participa a neurocientífica galega non estuda o cerebro humano —do que é difícil conseguir mostras—, senón o dos ratos. “Non podemos comparar o que nós necesitamos para vivir co que necesita un roedor, pero o seu bulbo olfactivo representa un modelo perfecto para estudar o sistema olfactivo“, indica. O obxectivo é xerar o máximo coñecemento posible e, despois, comprobar se os resultados en ratos son semellantes ou aplicables en humanos.
Dous tipos de neuronas dopaminérxicas
En concreto, o proxecto financiado polo Biotechnology and Biological Sciences Research Council céntrase única e exclusivamente nas neuronas dopaminérxicas do bulbo olfactivo, que están á entrada deste circuíto cerebral e funcionan como “policías”. Ou dito noutras palabras, regulan a entrada dos sinais. “Ata o de agora pensábase que as neuronas dopaminérxicas desta rexión eran un conxunto homoxéneo, pero o que atopamos é que hai dous tipos que difiren en estrutura, morfoloxía e función”, explica Dorrego Rivas en relación ao último estudo publicado.
Para entender o seu achado é preciso comprender a estrutura convencional dunha neurona, composta por dendritas e axóns. A primeira é a parte da célula nerviosa que capta a información olfactiva —no caso do bulbo— e, o segundo, é o elemento que transmite os datos ao resto do sistema nervioso. “Descubrimos un novo tipo de neurona dopaminérxica que non ten axóns. Todo o seu corpo celular son dendritas que, neste caso, tamén se encargan de transmitir a información”, explica Dorrego Rivas, quen dá conta do sorprendente do seu achado. É dicir, no bulbo olfactivo dos ratos hai dous tipos de neuronas dopaminérxicas cando, ata o momento, nunca se falara dunha diferenciación.
No caso deste segundo tipo descuberto polo equipo da neurocientífica galega, as dendritas destas células nerviosas non só liberan dopamina, senón tamén GABA, un neurotransmisor inhibitorio, é dicir, actúa como un “freo” dos sinais nerviosos. “Isto demostra que as neuronas dopaminérxicas sen axóns son capaces de inhibirse a si mesmas. Aínda non sabemos o que significa pero demostra que os dous tipos de células nerviosas teñen roles completamente distintos no circuíto, ao contrario do que se pensaba ata o de agora”, afirma Dorrego Rivas.
Para avanzar neste sentido, o seu equipo está a secuenciar o ARN das neuronas dopaminérxicas do bulbo olfactivo para ver se hai diferenzas nos programas xenéticos. “Aínda non temos resultados concluíntes pero todo apunta a que son máis ou menos similares. É moi sorprendente. Pensamos que a diferenza está en como se regula a expresión dos xenes en cada un dos tipos de neuronas”, engade.
Aplicación en humanos
A ciencia que cultiva Dorrego Rivas é unha ciencia minuciosa e lenta. É a primeira estrutura dunha casa que se irá construíndo co paso dos anos e que, talvez, poida servir para entender os mecanismos que desencadean enfermidades neurodexenerativas como o párkinson e o alzhéimer. “A aplicación directa dos nosos estudos pode tardar 20 anos”, recoñece a neurocientífica galega. Porén, apunta ao futuro: “O cerebro dos mamíferos non é bo reparándose. Agora sabemos que hai un tipo de neuronas dopaminérxicas no bulbo olfactivo dos ratos que non teñen axóns, que son capaces de inhibirse a si mesmas e que se xeran ao longo de toda a vida do animal. E se no futuro abre unha esperanza para as enfermidades neurodexenerativas? E se se puidesen transplantar e usar a nivel terapéutico?”, reflexiona.
Dorrego Rivas advirte que toda aplicación clínica dos seus estudos é pura especulación, pero esfórzase por poñer sobre a mesa as futuras liñas de investigación que abre a súa ciencia básica. É unha forma de divulgar á sociedade a importancia do coñecemento que se xera no laboratorio, que ás veces é difícil de transmitir e que require de moito tempo para materializarse en esperanzas. Aínda así, a neurocientífica galega cre que no bulbo olfactivo pode estar a clave para entender mellor as enfermidades neurodexenerativas, dado que hai varios estudos recentes que apuntan a perda do olfacto como un dos primeiros síntomas de doenzas como o párkinson e o alzhéimer. “Pode que a perda de neuronas dopaminérxicas sexa un mecanismo común das neurodexeneracións”, sostén.
As células mitrais
Así é como Dorrego Rivas desentraña a bioloxía das neuronas dende os laboratorios do King’s College de Londres. Porén, o seu estudo non só se centra nas dopaminérxicas, senón que ten aberta outra liña de investigación centrada noutras importantes neuronas do bulbo olfactivo: as células mitrais. Son as protagonistas doutro proxecto que, cunha duración de cinco anos, quere avanzar na súa compresión. “Estas neuronas están no interior do circuíto, non na entrada, como acontece coas dopaminérxicas. As mitrais son a única forma de transmitir información do bulbo olfactivo ao resto do sistema nervioso“, indica. De feito, son as responsables de que, se un rato ule o seu depredador, entenda que debe escapar.
“Son células moi estrañas. Son necesarias para que o animal sobreviva pero están completamente inmaturas cando nace. De feito, nos primeiros días de vida, un rato tan só descodifica a información en sinais binarios”, explica Dorrego Rivas. É dicir, que o seu cerebro funciona como un cuestionario pechado onde só tes dúas respostas: si ou non; verdadeiro ou falso. Porén, durante o transcurso dos seus primeiros sete días de vida, estas células mitrais do bulbo olfactivo experimentan unha “transformación estrutural brutal”: pasan de ter moitísimas dendritas cando nace o rato a reducir o seu número a tres por cada célula.
Relación entre dendritas e axóns
Isto é importante porque pode servir como modelo para entender o funcionamento de neuronas semellantes que estean noutras partes do cerebro. Pero, sobre todo, que permita entender a relación entre as dendritas e os axóns, os elementos dunha neurona “convencional” que deberían estar en constante comunicación. Non obstante, estas dúas partes sempre foron estudadas por separado e a neurociencia, ata o de agora, considerábaos elementos independentes. O que busca Dorrego Rivas con este novo proxecto que dirixe é atopar o principio fundamental de interacción entre dendritas e axóns nas células mitrais do bulbo olfactivo. Non obstante, os seus resultados poderían ser extrapolables a outras neuronas que teñan a mesma estrutura.
Os cimentos que vai construíndo a neurocientífica galega poden ser fundamentais para achar as claves de trastornos do neurodesenvolvemento, como o Trastorno do Espectro Autista (TEA). “Pode ser que se a dendrita e o axón non se comunican ben, haxa un problema. Ata o de agora, a neurociencia celular baseábase nunha visión reducionista e simplista, pero cando estudas as neuronas decátaste de que funcionan como un todo e, máis alá do axón ou da dendrita, hai que comprender a relación entre eles”, matiza a neurocientífica. E insiste na importancia do seu estudo: “Pode ser que as dendritas non estean a recibir os sinais concretos e non llo saiban transmitir ao axón. Aí aparece un defecto na rede neuronal que pode derivar nunha patoloxía”.
Saúde mental
Malia que a neurocientífica menciona expresamente os trastornos do neurodesenvolvemento, o coñecemento que xere a partir deste proxecto financiado pola fundación benéfica Wellcome Trust talvez teña aplicacións en saúde mental. Recoñece que, sobre todo no caso da depresión, hai grandes dificultades para a súa investigación porque non existe no mundo animal un equivalente. Non obstante, mantense esperanzada. “A interacción entre a dendrita e o axón pode non funcionar nunha epilepsia ou nunha esquizofrenia. Talvez se identificamos os compoñentes moleculares que regulan esa relación deamos un salto. Igual podemos aplicar algo do que aprendemos ao cerebro adulto”, engade.
Aínda que os dous proxectos nos que participa Dorrego Rivas se centran no bulbo olfactivo, está a enfocarse máis no segundo. O seu obxectivo é levalo a unha escala máis ampla, estudar incluso neuronas doutras rexións cerebrais e, talvez, traballar con mostras humanas ou con organoides que se asemellen ao noso cerebro. A fin de contas, o que busca esta galega é crear o seu propio laboratorio, probablemente en Londres, onde xa se afixo á vida na metrópole e recoñece que, aínda sen ser imposible, non entra nos seus plans volver a Galicia. Estea nun punto ou noutro do globo, a paixón de Dorrego Rivas polas incógnitas do cerebro é innegable e despréndese facilmente das súas palabras.
Referencias:
- Strikingly different neurotransmitter release strategies in dopaminergic subclasses (Publicado en eLife)
- The core PCP protein Prickle2 regulates axon number and AIS maturation by binding to AnkG and modulating microtubule bundling (Publicado en Science Advances)
