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Los seres humanos tienen alrededor de 400 tipos diferentes de sensores especializados, conocidos como proteínas receptoras olfativas, que de alguna manera trabajan juntos para detectar una gran variedad de olores.

«Comprender cómo esta gran variedad de receptores codifica los olores es una tarea desafiante», dice el autor principal del estudio, Joel Mainland, PhD, biólogo molecular de Monell. «El patrón de activación de estos 400 receptores codifica tanto la intensidad de un olor como la calidad-por ejemplo, si huele a vainilla o humo-de las decenas de miles de olores diferentes que representan todo lo que olemos. En este momento, nadie sabe cómo los patrones de actividad se traducen en una señal que nuestro cerebro registra como olor.»

Además de la complejidad del problema, la secuencia de aminoácidos subyacente puede variar ligeramente para cada una de las 400 proteínas receptoras, lo que resulta en una o más variantes para cada uno de los receptores. Cada variante de receptor responde a los olores de una manera ligeramente diferente y las variantes se distribuyen entre los individuos de tal manera que casi todos tienen una combinación única de receptores olfativos.

Para comprender mejor el alcance de la variación de los receptores olfativos y cómo esto afecta la percepción del olor humano, Mainland y sus colaboradores utilizaron una combinación de ensayos de alto rendimiento para medir cómo los receptores individuales y los seres humanos individuales responden a los olores. Los resultados, publicados en Nature Neuroscience, proporcionan un paso crítico hacia la comprensión de cómo los receptores olfativos codifican la intensidad, el placer y la calidad de las moléculas de olor.

Los investigadores clonaron por primera vez 511 variantes conocidas de receptores olfativos humanos y las incrustaron en células huésped que son fáciles de cultivar en el laboratorio. El siguiente paso fue medir si cada variante de receptor respondía a un panel de 73 moléculas de olor diferentes. Este proceso identificó 28 variantes de receptores que respondieron a al menos una de las moléculas de olor.

Profundizando, los investigadores examinaron a continuación el ADN de 16 genes de receptores olfativos, descubriendo una variación considerable dentro de los genes para receptores discretos.

Utilizando sofisticados modelos matemáticos para extrapolar estos resultados, Mainland predice que los receptores olfativos de dos individuos difieren en aproximadamente un 30 por ciento. Esto significa que para dos individuos elegidos al azar, aproximadamente 140 de sus 400 receptores olfativos diferirán en la forma en que responden a las moléculas de olor.

Para comprender cómo la variación en un solo receptor olfativo afecta la percepción del olor, los investigadores estudiaron las respuestas a los olores en individuos que tienen diferentes variantes de un receptor conocido como OR10G4. Encontraron que las variaciones en el receptor OR10G4 estaban relacionadas con la forma en que las personas perciben la intensidad y el placer del guayacol, una molécula que a menudo se describe como una característica ‘ahumada’.

En el futuro, un estudio actual está relacionando el repertorio de receptores olfativos de cientos de personas con la forma en que esas personas responden a los olores. Los datos permitirán a los investigadores identificar ejemplos adicionales de cómo los cambios en los receptores individuales afectan la percepción olfativa.

«El objetivo a largo plazo es averiguar cómo los receptores codifican las moléculas de olor lo suficientemente bien como para que podamos crear cualquier olor que queramos manipulando los receptores directamente», dijo Mainland. «En esencia, esto nos permitiría ‘digitalizar’ el olfato.»