La investigación podría conducir a un tratamiento para el propósito secundario popular de COVID – ScienceDaily

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¿Puedes oler esas rosas? Existe una posibilidad real de que el gen que te ayuda a experimentar su fragancia celestial también te ayude a sentir el aguijón de sus espinas.

Investigadores de la Universidad Metodista del Sur (SMU) determinaron que un gen relacionado con la sensación táctil puede representar un gen olfativo a la luz de la luna. Esta es la conclusión que se extrae del estudio de un gusano diminuto y transparente que comparte muchas similitudes con el sistema nervioso humano.

«Este gen se identificó previamente como un objetivo terapéutico potencial para el dolor crónico. Ahora que sabemos que el gen también está involucrado en el olfato, podría presentar una oportunidad para tratar o comprender los defectos olfativos, como la misteriosa pérdida del olfato». olor que muchos pacientes con COVID -19 han informado «, dijo Adam D. Norris de SMU, coautor de un estudio publicado en la revista Investigación sobre ácidos nucleicos.

Norris es Profesor Asistente Floyd B. James en el Departamento de Ciencias Biológicas de la SMU. Trabajó con los estudiantes graduados de SMU Xiaoyu Liang y Canyon Calovich-Benne, quienes son los autores principales del estudio. Ambos están estudiando para un doctorado. en Ciencias Biológicas.

El tacto es uno de los sentidos más importantes del cuerpo humano, pero todavía hay muchas cosas que no entendemos, dice Norris.

Los científicos saben que cuando tocamos algo, nuestro sistema nervioso recibe la información mecánica que recibe de los receptores táctiles de nuestra piel y la convierte en señales eléctricas para el cerebro. Esto se conoce como mecanosensación y es lo que le permite al cerebro decirnos una variedad de cosas sobre ese toque, como si el objeto que tocamos estaba caliente o frío o, en el caso de las espinas de una rosa, afilado.

Pero la mecánica exacta de «lo que sucede debajo del capó» durante esta respuesta eléctrica al tacto no se comprende bien, porque el sistema nervioso humano es muy complejo.

¿Qué pueden decirnos los gusanos sobre los sentidos humanos?

Los científicos a menudo estudian el sistema nervioso del gusano. Caenorhabditis elegans porque es una especie mucho más simple. Este gusano tiene 302 células nerviosas en su sistema nervioso en comparación con los miles de millones de células nerviosas que se encuentran en el cerebro humano, sin embargo, muchos de los genes que crean estas neuronas en C. elegans tienen contrapartes funcionales en humanos.

El equipo de investigación de SMU comenzó con un conocimiento consolidado: un gen llamado mec-2 fue crucial para activar las neuronas táctiles en C. elegans. Sin embargo, lo que descubrió el equipo de investigación de SMU es que la activación táctil no es su única función.

«Además de activar y desactivar los genes, otra forma de controlar la función neuronal es generar versiones diferentes (pero funcionalmente similares) de un solo gen llamado isoformas. Buscamos diferentes neuronas que contengan diferentes isoformas de genes importantes», dijo. Norris. «Esto nos llevó al descubrimiento fundamental descrito en este documento, que es que diferentes isoformas de un solo gen (mec-2) funcionan para permitir tanto la mecanosensación como el olfato».

Específicamente, aprendieron que la isoforma mec-2 responsable de la mecanosensación requiere la activación de la actividad de un gen llamado mec-8, explicó Norris. Las neuronas tienen la capacidad de expresar múltiples genes dentro de ellas. Aquellos que expresan el gen mec-8 producen la isoforma olfativa de mec-2 en su lugar.

«Mec-8 se asegura de que mec-2 se produzca en la isoforma mecanosensorial», dijo.

Sin él, los genes mec-2 producen las isoformas necesarias para el olfato. C. elegansLos investigadores de SMU han descubierto el uso de técnicas de última generación llamadas «secuenciación profunda de células individuales».

«La secuenciación de una sola célula permite a los investigadores observar todos los genes que se activan en una sola célula. La secuenciación profunda de una sola célula les permite ver la totalidad de cada gen, en lugar de solo un pequeño fragmento del final del gen», explicó. Norris. «Juntos, la secuenciación profunda de células individuales revela todos los genes y todas las isoformas de esos genes expresados ​​en una sola célula.

«Nuestro uso de esta tecnología nos ha permitido determinar isoformas en neuronas sensoriales individuales con una sensibilidad sin precedentes, lo que lleva directamente a estos hallazgos», dijo.

¿Podría esto dar lugar a un fármaco terapéutico para tratar la pérdida del olfato?

Ahora que conocen el papel de mec-2 en el olfato, el próximo paso de Norris Lab es investigar si un gen humano llamado estomatina puede hacer lo mismo.

El gen mec-2 se encuentra en gusanos, no en humanos. Pero stomatin es un gen hecho por humanos y se ha demostrado que es muy similar a mec-2 en términos de sensación táctil en humanos.

Si esto también fuera cierto para el sentido del olfato, Norris dijo que quizás métodos similares que se están estudiando actualmente para tratar el dolor crónico también podrían usarse para abordar la pérdida del olfato en personas que han tenido COVID-19.

Los medicamentos terapéuticos funcionan mediante la identificación de un objetivo molecular que desempeña un papel en un efecto biológico negativo. Una vez que se ha identificado ese objetivo, el siguiente paso es encontrar una clave química que pueda unirse al objetivo y cambiar su comportamiento para que no cree su efecto negativo habitual. Entonces se puede crear un fármaco terapéutico utilizando esta clave química. En el caso de la investigación del equipo de Norris, los científicos quieren ver si pueden modificar potencialmente mec-2 en gusanos, y posiblemente estomatina en humanos, para que puedan aumentar o disminuir ciertos sentidos.

«La idea en los estudios preclínicos es reducir la sensibilidad de las neuronas mecanosensoriales sin alterar los propios canales sensoriales, sino modular la actividad de mec-2 para aliviar el dolor crónico», dijo Norris. «De esta manera, quizás mec-2 pueda usarse como un ‘termostato sensorial’ para aumentar o disminuir la actividad sensorial. »

Norris señaló, sin embargo, que esta teoría necesita más investigación.

«Los experimentos se han hecho hasta ahora C. elegans y ratas que están de acuerdo entre sí. Es natural especular que resultados similares durarán en humanos «, dijo. Pero esto tiene que ser probado».

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