SCOPERTI CHEMOSENSORI
CHE SENTONO LE MALATTIE
Dalla scoperta dei primi recettori per le molecole
odoranti e i ferormoni, si sono compiuti progressi straordinari e, grazie
soprattutto al contributo di Richard Axel e Linda B. Buck, questo campo di
studi ha avuto uno sviluppo vertiginoso negli anni recenti: nuove famiglie di
geni codificanti per proteine recettrici di molecole volatili e nuove
acquisizioni fisiologiche hanno notevolmente mutato ed arricchito il quadro
delle nostre conoscenze (si veda in Aggiornamenti –
Olfatto e chemorecezione accessoria). Uno studio recente di Rodriguez e
collaboratori del Dipartimento di Zoologia e Biologia Animale e del National
Centre of Competence Frontiers in Genetics dell’Università di Ginevra
(Svizzera), riporta l’individuazione di una nuova classe di chemosensori e
dimostra che questi recettori possono rilevare molecole collegate a processi
patologici in atto (Rivière S., et al. Formyl peptide receptor-like
proteins are a novel family of vomeronasal chemosensors. Nature 459, 574-577, 2009).
Dagli insetti alle specie più evolute è enormemente diffusa la rilevazione di segnali costituiti da molecole volatili prodotte da individui della stessa specie, ma ben si comprende un maggior interesse da parte di genetisti e zoologi molecolari per animali filogeneticamente e fisiologicamente più prossimi a noi. Gli automatismi biologici dei mammiferi, necessari per l’interazione fra individui e l’adattamento all’ambiente, per una parte non trascurabile sono attivati dalla segnalazione a distanza innescante un’intera gamma di schemi fisiologici che vanno dall’attrazione sessuale all’allarme per un pericolo. Il fulcro di queste reazioni è costituito da recettori 7-transmembrana accoppiati a proteine G in grado di riconoscere odori e ferormoni; queste molecole recettrici sono presenti sui dendriti dei neuroni dell’olfatto localizzati nell’epitelio sensoriale olfattivo o in quello dell’organo vomeronasale, ed appartengono alle superfamiglie dei recettori degli odori, dei TAA-R (trace amino-associated receptors) e dei recettori vomeronasali tipo 1 e tipo due (V1R e V2R).
Il quadro emergente dalla sperimentazione precedente non forniva ai ricercatori ginevrini certezze circa il fatto che queste quattro classi di sensori costituissero l’intero repertorio molecolare impiegato per ricevere gli stimoli rilasciati nell’ambiente, e si deve osservare che i recettori vomeronasali noti, V1R e V2R, non sono espressi in tutti i neuroni della formazione chemorecetttiva. Pertanto, Rodriguez e colleghi hanno ipotizzato l’esistenza di altri tipi recettoriali ed hanno avviato dei saggi per verificare la loro ipotesi. Esaminando l’espressione di molecole con ipotetica funzione recettoriale, hanno individuato cinque membri della famiglia genica FPR (formyl peptide receptor) nelle cellule nervose dell’organo vomeronasale di topo, ratto e gerbillo[1]: Fpr-rs1[2], Fpr-rs3, Fpr-rs4, Fpr-rs6 e Fpr-rs7.
Impiegando doppie ibridizzazioni in situ, i ricercatori hanno dimostrato che i singoli neuroni esprimevano solo uno dei cinque trascritti e non vi era co-espressione con V1R e V2R. Ricordiamo, in proposito, che questo pattern di trascrizione monogenica è caratteristico di tutte le famiglie di recettori olfattivi fino ad oggi identificate.
Altri membri della famiglia FPR sono espressi dalle cellule del sistema immunitario e riconoscono molecole associate a stati patologici, come peptidi rilasciati da batteri o presenti nei processi infiammatori. Rodriguez e colleghi hanno allora voluto verificare se anche le proteine dell’organo vomeronasale rispondono a questi ligandi e, a tale scopo, hanno impiegato un metodo di imaging del calcio per studiare i dendriti e rilevare eventuali variazioni nell’attività neuronica in risposta a 4 ligandi associati a processi patologici in neuroni vomeronasali in coltura e in preparazioni del tessuto dell’organo chemosensoriale (whole mount preparation).
Dal 4 al 10% dei neuroni ha dato risposta ad almeno uno dei ligandi testati: alcune cellule rispondevano esclusivamente ad una particolare molecola, mentre altre ne legavano due.
Questi risultati provano che i neuroni sensoriali specifici dell’organo vomeronasale possono rilevare, mediante un processo ligando-recettore, molecole rilasciate da animali portatori di infiammazione o affetti da un vero e proprio processo patologico. E’ prevedibile che le conseguenze del rilievo di indicatori patologici sarà oggetto di studi futuri che cercheranno di stabilire l’uso che l’organismo, presumibilmente attraverso il cervello, fa di questa informazione. Al riguardo gli autori del lavoro suggeriscono che questo tipo di percezione potrebbe aiutare ad evitare cibi guasti o ad identificare membri ammalati della propria specie al fine di dare loro un supporto. Si può anche ipotizzare, in termini selettivi, che queste informazioni aiutino ad evitare l’accoppiamento con individui ammalati.
Intanto, è certo che nei programmi immediati dei ricercatori c’è l’identificazione di altri ligandi per questa famiglia di recettori.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Floriani per aver corretto e riassunto la
bozza originaria.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
[1] Il gerbillo è un piccolo mammifero appartenente all’Ordine
dei Roditori, alla Superfamiglia Muroidea, alla Famiglia Muridae, alla
Sottofamiglia Gerbilinae, al Genere Gerbillus. Conta numerose specie, alcune
delle quali accostate ai criceti sono oggetto di commercio per allevamento
domestico.
[2] O Fpr3.