Vonj po limoni, pelargoniji ali evkaliptusu: preučevanje električnih signalov, ki so osnova človeškega čuta za vonj

Raziskava, objavljena v reviji iScience, je pomemben prvi korak k razumevanju delovanja tega čutila in njegovih sprememb, kakršne so se pojavile pri COVID-19.

Kaj se zgodi v naših nosovih, ko živčne celice pridejo v stik z vonjem? Kot je pokazala nedavna pandemija COVID-19, je čut za vonj tako pomemben, kot je medicinsko in znanstveno malo poznan. Zdaj je študija SISSA, ki jo je vodila profesorica Anna Menini, prvič uspela izmeriti električne signale, ki jih proizvajajo celice človeškega olfaktornega epitelija, pridobljene z biopsijo. Ti signali so jezik, ki ga uporabljajo celice našega živčnega sistema za medsebojno komunikacijo, in predstavljajo prvi in nepogrešljivi korak v zaporedju, ki privede do zaznavanja vonja, ko doseže možgane.

V raziskavi, objavljeni v reviji iScience, so preučevali tudi različne odzive na različne molekule vonja, kot so cineol in evgenol (ki ustvarjata vonj, podoben evkaliptusu), limonen (vonj po limoni), izoamil acetat (ki se uporablja za dodajanje vonja in okusa po banani) in druge, ki jih vsak dan srečujemo v hrani in okolju, v katerem živimo.

Ta rezultat, pravijo avtorji, postavlja temelje za preučevanje fiziološke osnove čuta za vonj, ki je koristen za razumevanje funkcionalnih nepravilnosti, ki so se pojavile pri številnih koronavirusnih bolnikih, kot so anosmija (izguba sposobnosti zaznavanja vonjav), parosmija (izkrivljeno zaznavanje vonjav) ali fantosmija (zaznavanje vonja, za katerega v okolju ni prisotne nobene molekule), in sicer na kratek in dolgi rok.

Raziskava je potekala v sodelovanju z Univerzo v Bari Aldo Moro in Univerzo v Trstu ter Otolaringološko kliniko ASUGI.

Pot čuta za vonj

"Njegova fiziologija je zelo slabo poznana, vendar je voh čutilo, ki nas spremlja vsak trenutek. Njegove pomembnosti smo se zavedli, ko je ob pandemiji COVID -19 nenadoma postal središče naše pozornosti, saj je bila med simptomi okužbe s koronavirusom tudi sprememba zaznavanja vonjav, zaradi česar so se bolniki pritoževali nad poslabšanjem kakovosti življenja. To je motnja, za katero še ni znanstvene razlage," pravi profesorica SISSA Anna Menini. "Poleg tega do zdaj nihče ni izmeril električne aktivnosti celic, nevronov in epitelijskih celic, ki sestavljajo čutilni epitel našega nosu, kjer se zajemajo molekule vonja, v nepoškodovanem človeškem tkivu. Prav to smo storili v tej novi študiji. Natančneje, delali smo na biopsijah tkiv ljudi, ki so jih odvzeli kirurgi na ORL kliniki ASUGI. Tako smo lahko posneli signale na tkivu, ki smo ga v operacijski dvorani odvzeli tik pred operacijo, in skupaj ugotovili, kako se ti signali spreminjajo ob prisotnosti različnih molekule vonja: to je študija, ki še ni bila izvedena.

Ne le nevroni: nepričakovana vloga podpornih celic

"S to raziskavo smo naredili zelo pomemben korak naprej pri raziskovanju delovanja čutilnega epitela," pojasnjuje Anna Menini. "V isti študiji smo tudi ugotovili, da imajo tako imenovane podporne celice, tiste, ki obdajajo olfaktorne nevrone, vlogo, ki je vse prej kot pasivna. Zdi se, da te celice pomembno prispevajo k oblikovanju električnega sporočila, ki se pošlje v možgane in privede do zaznavanja vonja. Poleg tega so, kot je bilo ugotovljeno v drugih raziskavah, prav te celice in ne nevroni na svoji površini nosilec receptorja ACE2, na katerega se veže koronavirus, s čimer je poudarjen njihov pomen v teh procesih.

Možni razvoj: preučevanje okvar voha

Profesor pojasnjuje, da bo naslednji razvoj vključeval poglobitev že odkritega in povečanje števila vzorcev, na katerih bo mogoče izvajati raziskave. To pa še ni vse: "Z znanstvenega vidika bi bilo zelo zanimivo delati na vzorcih tkiv bolnikov, pri katerih so se po okužbi s koronavirusom pojavile trajne spremembe v čutilu za vonj. To bi nam lahko pomagalo razumeti, kaj se fiziološko dogaja in kaj je narobe. Od tu lahko začnemo razvijati možne terapevtske posege".

Sodelovanje z Univerzo v Trstu in ORL kliniko ASUGI

"Kot kliniki smo od začetka pandemije COVID19 izvajali študije, ki so prvič sistematično opredelile povezavo med koronavirusno okužbo in izgubo voha z merjenjem njene razširjenosti, resnosti ter stopnje okrevanja in dolgoročnega vztrajanja," pravi profesor Giancarlo Tirelli, profesor otolaringologije na Univerzi V Trstu in direktor Otolaringološke klinike ASUGI. "Hkrati smo začeli sodelovati z laboratorijem za čutilno transdukcijo SISSA, ki ga vodi profesorica fiziologije Anna Menini," pravi profesor Paolo Boscolo Rizzo, predavatelj na UniTS in zdravnik na Kliniki za otolaringologijo ASUGI. Prof. Tirelli zaključi: "To nas je vodilo k razširitvi področja raziskav na elektrofiziološke mehanizme, ki so podlaga za čutilno kodiranje, katerih najnovejši plod je pričujoče delo. Veseli nas to sodelovanje med Univerzo v Trstu in SISSA, ki je po našem mnenju temeljnega pomena za spodbujanje znanstvene odličnosti: te akademske ustanove si lahko skupaj delijo vire, strokovno znanje in infrastrukturo ter tako ustvarjajo sodelovalno okolje, ki lahko spodbuja akademsko in strokovno rast raziskovalcev in študentov."