Codificati gli odori nel cervello: passi avanti per prevenire le malattie

Ci sono voluti venti anni di ricerche, ma alla fine il risultato è arrivato: l’Istituto di neuroscienze del Consiglio Nazionale delle Ricerche è riuscito a chiarire qual è il meccanismo molecolare della percezione degli odori: è basato essenzialmente sulla creazione di mappe sensoriali cerebrali, che sono state delimitate da una disposizione efficace dei neuroni olfattivi, a loro volta guidati dal recettore dell’odore.

I risultati sono importantissimi per la ricerca sul morbo di Parkinson e su quello dell’Alzheimer. Un passo in avanti considerevole per giungere alla conoscenza di quei processi ritenuti responsabili della codifica di odori a livello cerebrale. A dimostrare la validità di questo meccanismo è stato il gruppo di lavoro coordinato da Claudia Lodovichi, primo ricercatore dell’Istituto di neuroscienze del Consiglio Nazionale delle ricerche (Cnr-In) di Padova.

Lo studio, pubblicato su Cell Reports, ha messo in luce il dispositivo molecolare che forma le mappe topografiche del cervello, all’interno delle quali i neuroni responsabili della percezione di un determinato odore sono concentrati in aree in peculiari aree del bulbo olfattivo, vale a dire quella zona cerebrale che elabora gli stimoli ricevuti nell’epitelio olfattivo (all’interno delle cavità nasali) attraverso i recettori olfattivi, che sono proteine che legano un determinato odorante che viene catturato nel muco nasale. È l’identità del recettore olfattivo a determinare la mappa topografica; il recettore non ricava soltanto gli odori, ma guida anche la creazione dei glomeruli. Oggetto di questo studio ultraventennale era proprio il meccanismo – sconosciuto - con cui la stessa molecola riusciva a svolgere ruoli così diversi tra loro. Grazie a questa scoperta effettuata di Domenico Esposito

CODIFICATI GLI ODORI NEL CERVELLO: PASSI AVANTI PER PREVENIRE LE MALATTIE Claudia Lodovichi, coordinatrice del gruppo: «Stiamo costruendo la mappa topografica del cervello»

© Mariia Boiko/www.shutterstock.com

dal team di lavoro guidato dalla dottoressa Lodovichi ora riusciamo a saperne di più. Le parole della scienziata riescono a spiegare in maniera dettagliata l’argomento: «Il recettore olfattivo è presente sia nelle cavità del naso che all’interno del cervello, dove viene prodotto, nella posizione finale dell’assone. Esso viene messo in moto da molecole espresse dal bulbo olfattivo per aggregare i neuroni che esprimono lo stesso recettore nei glomeruli. Abbiamo accertato – continua - che nel fattore fosfatidiletanolammina – 1 (PEBB1) è presente la proteina che riesce a unire il recettore prodotto dal terminale assonico. E nei topi geneticamente modificati al fine di non esprimere questo fattore, la mappa topografica del bulbo è sicuramente diversa e alterata, Le ricerche sono state condotte da un team di studiosi dell’Istituto di neuroscienze del Cnr il tutto a conferma del ruolo chiave rivestito dalla proteina in questione per attivare questo determinato insieme di recettori». Un lavoro incredibile, alle cui spalle c’è il supporto della fondazione Armenise-Harvard, e al quale hanno collaborato fattivamente i Dipartimenti di scienze biomediche, di scienze chimiche e di scienze farmaceutiche dell’Università di Padova, l’Istituto veneto di medicina molecolare di Padova e svariati centri di ricerca universitari in Belgio, Giappone, Stati Uniti e Regno Unito.

Lo studio ha tenuto sotto controllo i ligandi (molecole in grado di legare una biomolecola e formare un complesso in grado di svolgere o indurre una funzione biologica) presenti nel bulbo olfattivo, che riescono ad attivare determinati in

I risultati sono importanti per la ricerca sul morbo di Parkinson e sull’Alzheimer siemi di recettori olfattivi tra oltre mille recettori. Questi recettori, inoltre, riescono a lavorare insieme ad altre molecole andando così a costituire la mappa di cui sopra.

«Dunque, il recettore olfattivo non va a contornare solamente lo spazio sensoriale di ogni neurone, ma anche il relativo bersaglio nel cervello. La codifica degli odori avviene grazie a un pattern spaziale di glomeruli attivati, il cui posizionamento possiede un ruolo di primo piano per la codifica e la percezione finale degli odori», sottolinea la dottoressa Lodovichi, che conclude poi il suo discorso con una speranza per moltissimi malati: «Questa è una scoperta che va oltre il suo valore soggettivo. Oltre a farci comprendere la fisiologia del sistema olfattivo, è importante soprattutto per un altro motivo. Può contribuire infatti ad ampliare la conoscenza di un sistema che è legato profondamente a tante patologie neurodegenerative, come il morbo di Parkinson e il morbo di Alzheimer. I pazienti affetti da queste patologie sono infatti soggetti, anni prima che si alterino le loro funzioni motorie e cognitive, a deficit olfattivi - evidenzia -. Comprendere i meccanismi primari che regolano il sistema olfattivo e il suo funzionamento, è indispensabile per i futuri studi destinati a chiarire questi processi patologici». Una scoperta che apre il campo a una possibile, seppur ancora molto lontana, definizione in positivo di queste malattie neurodegenerative per le quali, attualmente, non esiste una cura in grado di debellare il male.

La doppia funzione dei neuroni olfattivi

«C’ è una differenza tra neuroni e neuroni», dice la dottoressa Claudia Lodovichi, primo ricercatore dell’Istituto di neuroscienze del Consiglio Nazionale delle ricerche (Cnr-In) di Padova. «Da un lato quelli della vista e dell’udito, che sono già disposti con un ordine che si proietta nel cervello attraverso la creazione di mappe topografiche, all’interno delle quali gli stimoli visivi e uditivi vanno a incidere ed attivare diverse zone. E dall’altro troviamo invece i neuroni sensoriali olfattivi, che esprimono lo stesso recettore, ben determinato per un gruppo di odori, e sono localizzati in maniera apparentemente disordinata nell’epitelio olfattivo, insieme e a neuroni che esprimono recettori diversi - spiega -. Le estensioni dei neuroni presenti nelle cavità del naso che hanno lo stesso recettore, convergono infatti in uno specifico punto, detto glomerulo, sul lato mediale di ciascun bulbo olfattivo, dando luogo alla mappa topografica olfattiva. Ad ogni glomerulo è associato uno specifico recettore olfattivo, in grado di captare un gruppo di odori. La mappa topografica è basata sull’identità del recettore olfattivo, che non solo rileva gli odori ma guida la formazione dei glomeruli stessi».

© Naeblys/www.shutterstock.com